潛水反射
一八七零年,法國生理學家伯特將一隻鴨子按在水面下,從而發現鴨子的一項特徵,鴨子一但被壓進水中,心跳便大幅降低,等到浮出水面才恢復正常速度。一八七六年,另一位生物學家賽黎,證實因為心跳的減緩,及氧氣需求量的降低,使的鴨子在水中的憋氣時間遠比在陸地上多出了三倍。接著科學家陸續在麝田鼠與河狸這兩種動物身上發現類似的情況,這種心跳徐緩的現象,屬於潛水反射的其中一項反應;而另一項反應為血管收縮,暫停供應血液給皮膚及比較不重要的器官,以便將氧氣收集起來給較需氧氣的部位,例如心臟及大腦。潛水反應並不需要完全潛入水中才會引發,這類動物只需把頭或臉浸到水裡,甚或只需澆上冷水,即使鼻孔沒有被水淹沒,也仍會引發潛水反應。這種生理反應並不只見於潛水動物,而是可見於所有哺乳動物,此種反應比哺乳動物古老,甚至也比陸生動物古老,如果將一尾魚抓出水面,牠也會採取類似的措施,這可以說是一種反相的潛水反射。
人類也具備這種反應,艾爾斯納在研究過這問題之後指出,只要把臉埋進水裡一分鐘,引發的反應就如同全身潛入水中。實驗結果表示,一名健康男性所引發的最久間隔心跳相當於一分鐘十三次,甚至有的實驗對象可達到全身血液流動近乎停止。
醫學上應用這種反應在心臟疾病的治療上,過去陣發性心房頻脈病患得住院治療及接受按摩,但現在只需病患將頭泡在冰冷冰冷的水中,心跳即可從每分鐘一百六十次降至正常的七十到八十。而研究也指出,在缺氧的情況下,人類嬰兒活得比成人久;實際上,所有哺乳動物的幼獸對於窒息的忍耐度都高於成獸。
當然,實驗的結果往往有許多變因,例如以食物誘導海豹潛至水底及強迫潛入水底的差別便相當大,強迫潛水的海豹因為不知道自己何時會上來,因此心跳只有每分鐘八下,而自發性的海豹則呈現每分鐘四十下。同樣的道理也適用於人類身上,接受過潛水訓練的人,反應會比沒受過訓練的人更為明顯,心跳率下降百分之四十五;而平素就須經常游泳的人,下降得更多。大約二十五分鐘的訓練,就足以使生裡反應發生變化,臉部浸水若是以間隔性的不斷重複,則會導致身體快速產生適應能力。亨區及烏爾莫發現,只要以三分鐘為間隔,重複五次,憋氣時間便可延長百分之一百一十六。
溫度也是一項重要因素,人類在前額及眼睛周圍擁有冷受器;在炎熱地區,只要水溫低於室溫,就會引發潛水反射。夏格泰曾有這樣的結論「受過訓練的潛水者,其潛水反射約與河狸及水獺這類半水棲哺乳動物相當;至於沒有受過訓練的人,則與豬這類陸棲動物相當」