據外媒報道，聖安德魯斯大學的一項新研究發現，在公海中獨自潛水的優秀自由潛水者在深度潛水時腦氧水平甚至比海豹還要低。這些潛到107米深處的潛水員的腦氧水平通常會讓他們失去意識，另外他們的心率跟水中的海豹、鯨魚和海豚一樣低。
這項新發現於2021年6月28日發表在《Philosophical Transactions of the Royal Society B》上，它幫助科學家了解海洋哺乳動物的生理機能並可能幫助找到治療人類心臟病的新方法以及提高自由潛水者的安全性。
它可以提供關於自由潛水者如何調節自己以忍受極低氧和腦氧輸送的信息從而幫助了解如何進行外科手術前處理。科研人員有可能開發出這些外科手術程序以提高心臟手術期間對大腦和心臟的保護以及在諸如心臟病發作等事件后的后處理治療干預。
來自瑞典中部大學的Erika Schagatay教授從事自由潛水研究已有30年，他說道：“在此之前，了解在這種深度潛水中對這些傑出潛水員的大腦和心血管系統的影響以及這些人的身體推力有多大是不可能的，因為所有的研究都是在實驗室模擬潛水中完成的。潛水員可能會達到缺氧（低氧）休克的程度，然後需要救援。研究的主要目的之一是警告潛水員和安全人員即將發生休克。”
來自瑞典中部大學、聖安德魯斯大學、卡內基梅隆大學和東京大學的研究團隊使用了一種類似於智能手錶的設備–通過跟皮膚接觸的發光二極管來測量心率、血容量和大腦中的含氧量，他們發明了一套可供世界上最好自由潛水者佩戴潛水的系統。
這種可穿戴人體生物醫學技術可以在107米以上的深度測量這些優秀運動員的生理機能。
在世界上最極限的運動之一中，優秀的自由潛水者在人類耐力方面取得了一些最非凡的成就。自由潛水者的潛水時間超過四分鐘，一次屏住呼吸的深度超過100米，這突破了人體所能承受的極限。
聖安德魯斯大學海洋哺乳動物研究小組(SMRU)的首席研究員Chris McKnight博士說道：“潛水員在潛水期間表現出了異常的生理反應。我們測量到的心率可低至每分鐘11次和血氧水平–通常含氧量為98%–降至25%，這些都遠遠超出我們預計的點–在50%人會失去知覺。”
一種由荷蘭合作者Artinis Medical Systems開發、聖安德魯斯大學的研究人員改進的現有、非侵入性人體生物醫學技術設備通過使用近紅外光譜(NIRS)來承受在開放海洋深海潛水的極端壓力。
來自聖安德魯斯大學SMRU儀器公司、該項目的首席工程師Steve Balfour說道：“能參與這樣一個令人興奮和具有挑戰性的工程項目真是太棒了。當看到最終產品下降到這樣的深度並返回獨特的數據，這一切讓不眠之夜都變得值得。”
McKnight補充稱：“除了自由潛水者表現出的異常生理反應和他們能忍受的極端情況之外，他們可能是一個非常有用的生理群體。他們的生理反應是如此獨特、他們所暴露的條件不容易複製，所以他們提供了一種獨特的方式來了解身體是如何應對低血氧、低腦氧合和嚴重的心血管抑制的。我們的儀器現在可以讓我們研究當這些不可思議的運動員發揮出最大水平時的獨特生理反應。”
卡耐基梅隆大學生物光子學實驗室的負責人Jana Kainerstorfer教授表示：“NIRS是一個強大的工具，其廣泛用於測量健康受試者和臨床人群的大腦功能。近紅外光譜小型化設備的最新進展使人們能在更自然的環境中測量大腦功能。NIRS應用於潛水生理學研究尤其令人興奮，它將幫助我們了解在如此極端的環境條件下大腦功能如何得以保持。”