屏气极点
1959年,美国纽约州立大学水牛城分校医学院的生理学家赫尔曼•拉恩( Hermann Rahn),采用了一系列独特的方法来屏住呼吸:减慢新陈代谢、过度呼吸、以纯氧充盈肺部等,最终屏气时间达到14分钟左右。爱德华•施耐德(Edward Schneider)也做过类似的事。他在纽约米切尔军事机场的航空医学军事技术学院工作,后来又去了卫斯理大学,是研究屏气的先驱之一。据他的描述,在20世纪30年代, 一位受试者曾在类似条件下屏气长达15分13秒。
科学研究及日常经验告诉我们,多数人在最大程度地吸入空气后,最多也只能屏气一分钟左右。为什么不能憋得更久呢?单靠肺部所能容纳的氧气可以支撑大约4分钟,但几乎没有人能在不经过训练的情况下,让屏气时间接近这个数值。同样,在一分钟这个限度,需要呼出的二氧化碳(细胞消耗营养物与氧气所产生的废气)在血液中也尚未积累到有毒浓度。
人浸没在水里可以憋气憋得比较久。一部分原因可能是,在水里有更强的动机来屏住呼吸:避免水进入肺部。水生哺乳动物和鸟类在潜水时会降低自身新陈代谢率,但人类是否也有这样的经典潜水反射还不清楚。不过,上面所说的规律仍然适用:潜水员屏住呼吸后,不到真正缺氧的地步就会感到迫切需要吸上一口气。
施耐德观察到,“实际上,就算在水里,人也几乎不可能由于主动憋气而憋到失去意识。”在非常环境中,或许偶尔会出现失去意识的情况,比如极限潜水比赛;也有奇闻轶事提到,有小孩因为憋气憋太久而晕过去。但实验室研究结果确认,正常情况下,成年人是不会因为自己屏住呼吸而昏迷的。氧气不足或二氧化碳过量会损伤大脑,但在那之前,就会有某些原因让我们到达研究人员所说的屏气极点(break point),从而忍不住喘气。
解释屏气极点,有一种合理的假设认为,体内有专门的感受器来监控屏气相关的生理变化,并在大脑“宕机”之前启动呼吸。根据这种假设,上述感受器要么可以察觉出肺和胸腔的扩张时间过长,要么可以监测出,血液(或大脑)中氧气浓度在下降(或二氧化碳浓度在上升)。但这些想法似乎都站不住脚。从20世纪60年代到90年代,英国伦敦查灵十字医院亚伯•古兹(Abe Guz)实验室的海伦•R•哈蒂(Helen R. Harty)与约翰•H•艾西尔(John H. Eisele)分别通过多种实验,排出了肺部中存在体积感受器的可能性。当年在美