истории

Эволюция нас к такому не готовила — но человек способен погружаться на глубину больше ста метров и не дышать дольше семи минут. Кажется, ученые поняли как Это похоже на медитацию

Источник: Meduza

Фридайверы — люди, которые погружаются под воду без аквалангов, трубок и любых других дыхательных приспособлений, — способны проявлять экстремальное самообладание, удивляющее даже ученых. Несмотря на естественный страх, огромное давление воды и действие врожденных и вроде бы «не отключаемых» дыхательных рефлексов, они добиваются твердого контроля над организмом, действуя под водой без оглядки на инстинкты. Как при этом работает их мозг, до сих пор оставалось интригующим и практически не изученным вопросом. Исследователи из Льежского университета, специализирующиеся на изучении состояний комы, недавно попытались на него ответить. Для этого им пришлось обратиться за помощью к одному из самых успешных фридайверов в мире — Гийому Нери.

Гийом Нери из французской Ниццы много лет был топовым фридайвером. В двухтысячные он четырежды бил мировые рекорды глубины. Вы могли видеть Нери в известном клипе «Runnin» (Lose It All)», где одну из вокальных партий исполняет Beyoncé, а на видео женщина и мужчина парят в прозрачных водах атолла Рангироа исключительно благодаря задержке дыхания.

В сентябре 2015 года Нери в очередной раз взялся побить мировой рекорд, заявив глубину 129 метров. Для этого в воду спустили трос с отметкой на конце, на которую дайверы ориентируются при погружении. Скользя вдоль троса, Нери не знал, что организаторы ошиблись с длиной троса — не 129, а 139 метров. Подъем показался ему слишком долгим, он заподозрил неладное: из-за ошибки ему пришлось преодолевать дистанцию на двадцать метров больше.

Нери спасли, после того как он потерял сознание, почти добравшись до поверхности. В результате погружения он получил баротравму легких и был вынужден закончить со спортом. Музыкальный клип, снятый до инцидента, вышел всего через несколько дней после этих событий. А уже через пять месяцев дайвера пригласили в Льежский университет — не для съемок, а с целью научного исследования.

Приглашение пришло от неврологов Coma Science Group. При университете есть больница, одна из крупнейших в Европе, и сотрудники группы наблюдают за самыми тяжелыми ее пациентами. Это больные или травмированные люди в пограничных состояниях сознания, вышедшие из комы, но не вернувшиеся в сознание до конца. Им ставят диагноз «синдром безответного бодрствования» или «состояние минимального сознания».

Чем же этих неврологов мог заинтересовать Нери, который хоть и пережил блэкаут, но в целом остался активным и успешным селебрити?

Они решили проверить на нем одну идею. Февральским утром фридайвер явился в лабораторию, и для начала ему сделали функциональную магнитно-резонансную томографию. На сканах ученые увидели полностью нормальный мозг, чем несказанно обрадовали Нери: после двадцати лет экстремальных ныряний он ожидал чего угодно. Затем его попросили сделать то, что он умеет лучше многих, — задержать дыхание, и желательно подольше. 

Фридайверы способны нырять на глубину более сотни метров. Но настоящим испытанием становится не погружение, а подъем

С момента рождения жизнь человека неразрывно связана с дыханием. В подводном мире фридайверов наоборот: во время погружения они живы, лишь пока отказываются дышать. В их распоряжении весь воздух, что удалось втянуть в себя на поверхности перед нырком, но следующий вдох они могут сделать лишь по возвращении, не раньше.

Фридайверы ныряют без аквалангов, налегке, и суть этого увлечения (а теперь еще и вида спорта) именно в том, чтобы продержаться дольше, проплыть дальше или погрузиться глубже, задержав дыхание. Самый экстрим у ныряльщиков в глубину — там человек надолго остается наедине с бездной, ждать помощи не от кого.

Если опуститься слишком низко, легкие сожмет до одной десятой изначального объема — каждые десять метров глубины прибавляют давления на одну атмосферу. Чтобы разница давлений внутри тела и снаружи не порвала барабанные перепонки, фридайверы уже в воде мышцами гортани перекачивают часть воздуха из легких в область носоглотки и вдувают его в среднее ухо. Иначе опуститься глубоко просто не удастся.

Для сравнения: подлодка «Курск» легла на дно в 108 метрах от поверхности. Легендарный российский фридайвер Алексей Молчанов, которому принадлежат мировые рекорды сразу в нескольких дисциплинах, нырнул этим летом на глубину 131 метр за четыре с половиной минуты, на одном вдохе. Это вызов обыденным представлениям о возможном, и это стоит увидеть. Но как это достигается?

Не так давно международная группа ученых смогла измерить, что происходит в организме элитных фридайверов во время погружения. Спортсмены с прикрепленными к телу датчиками ныряли на глубину за сто метров. Приборы показали, что в низшей точке, куда падать две минуты, пульс замедляется до 30 ударов и ниже, а мозг все еще приемлемо снабжается кислородом.

Подъем организму дается намного тяжелее и происходит при полном истощении. За следующие две с половиной минуты, пока один из дайверов выбирался с глубины 107 метров, в его крови осталась лишь половина от начального уровня кислорода, а оксигенация мозга (снабжение его кислородом) рухнула до 26%. Обычные люди на этих значениях должны быть уже без сознания. 

Реакция человека на погружение отработана эволюцией. Фридайверы действуют против врожденных рефлексов

Первое объяснение этих безумств следует искать в физиологии млекопитающих. От далеких предков людям досталась полезная адаптация, помогающая выжить при падении в воду, — нырятельный рефлекс. На нырок организм отвечает серией реакций, их можно даже тренировать. Самая первая и быстрая: ради экономии кислорода замедляется пульс, в тканях на поверхности тела сужаются сосуды. Кровоток от рук и ног перераспределяется в пользу сердца, легких и мозга, где сосуды, наоборот, расширяются, чтобы максимально сохранить и защитить главные жизненно важные системы. Этот «кровяной сдвиг» хорошо виден у ныряющих животных: порез или рана на коже тюленя не будет кровоточить, пока он на глубине.

Затем сокращается селезенка, выбрасывая в кровь дополнительные порции богатых гемоглобином клеток — эритроцитов. Если кислорода все еще не хватает, организм делает третий шаг, переходя на анаэробный метаболизм, то есть начинает получать энергию без использования кислорода.

Этот способ менее эффективен, но даже малый прирост энергии лучше нуля. На обратном пути фридайверы особенно в нем нуждаются, ведь они активно работают руками, ногами и корпусом, чтобы подняться к поверхности, а кислородное голодание обостряется с каждой секундой.

Как правило, в этот момент тело сигнализирует, что дела совсем плохи и пора уже делать вдох. Диафрагма начинает сокращаться рывками, заставляя фридайвера задышать. Наступает трудная фаза борьбы, которую надо пережить и перетерпеть, не поддавшись панике и продолжая невозмутимо работать на движение вверх. Приходится беречь каждый квант энергии, а любое возбуждение будет сжигать остатки кислорода. 

Способность игнорировать рефлекторные импульсы оказывается ключом к успеху. Фридайверы погружаются не только физически в холодную сдавливающую тьму, но и ментально — уходят в себя. Самообладание важнее воздуха: типичная реакция организма на стресс, когда учащается пульс и напрягаются мышцы, может убить. 

Фридайвинг — это не сопротивление стихии. Во многом он сводится к тому, чтобы достичь согласия со своим телом и умом. И это роднит его с медитацией.

Нейробиологам очень важно узнать, что творится с мозгом во время погружения. Увы, опустить томограф в воду нельзя, но можно задержать дыхание на суше

Лежа в МРТ-аппарате (который сильно раздражал его своим шумом), Нери смог не дышать шесть с половиной минут. В Coma Science Group хотели посмотреть, как в это время работает его мозг, но дополнительно мониторили еще и пульс, и оксигенацию крови, и концентрацию углекислого газа в выдохе. В другом эксперименте, когда вместо томографа использовался бесшумный 256-канальный ЭЭГ-шлем, измерение далось Нери легче: при записи электроэнцефалограммы он перевалил за семь минут задержки дыхания. После испытаний ученые расспросили его о том, что он ощущал во время экспериментов. Нери рассказал, что его состояние менялось в четыре этапа.

В первую минуту он погружается в покой и глубокое расслабление, почти транс, и дальше где-то три с половиной минуты переживает моменты «чистого сознания». Он ощущает себя «здесь и сейчас», не обращая внимания на время. В этой второй фазе ему легко и хорошо, и он стремится продлить эти ощущения как можно дольше.

Третья фаза начинается с сокращений диафрагмы. Организм уже задыхается и пытается заставить сделать вдох. Нери не поддается, не дает панике себя поглотить, и вскоре дискомфорт отступает. К тому времени задержка длится уже пять минут — он входит в четвертую фазу, ставит конечную цель и начинает обратный отсчет последних полутора минут.

Как пишут авторы эксперимента, на последнем этапе желание дышать слабее, чем на третьем, и Нери «пытается ощутить вкус каждой секунды, принимает ее и не позволяет мыслям хаотично скакать. Эта последняя фаза характеризуется чувством эйфории и потенциальной потерей ясного рассудка, однако, благодаря отличной подготовке, наш испытуемый сохраняет контроль над ситуацией».

Сопоставив рассказ Нери с данными о его физиологии, ученые обнаружили важную вещь: во время задержки дыхания мозг фридайвера сменил режим работы — и эта перестройка связана скорее с адаптацией психики, а не с тем, что мозгу не хватало кислорода и в крови накапливался углекислый газ. Если бы изменения в мозге зависели только от газообмена, они нарастали бы постепенно. Приборы показали иную картину: мозг перестроился сразу. 

В августе 2021 года сотрудники Coma Science Group опубликовали статью об этом исследовании. Главное, на что они обратили внимание, — как изменилась активность разных участков мозга. Таламус, миндалевидное тело, лобная и затылочная кора — в этих зонах повысилась функциональная плотность связей. Зато в сенсомоторной, височной и язычной областях снизилась. Связность оказалась выше в участках с альфа-ритмом и ниже там, где доминировал гамма-ритм.

Проще говоря, мозг Нери стал напоминать мозг человека в глубокой медитации, когда сенсорная обработка подавлена в пользу внутреннего сосредоточения. Ученые считают, что Нери вошел в состояние, при котором он переживал задержку дыхания отстраненно, словно без воздуха остался не он, а кто-то другой. Психологи называют это диссоциацией. 

Такое случается с людьми в момент катастрофы, физической либо эмоциональной. Ситуации могут быть разными: падение с большой высоты, гибель родных, встреча с агрессивным хищником, известие о неизлечимой болезни, насилие. Объединяет их то, что ужас и отчаяние настолько сильны, что блокируют рассудок и волю. Тогда включается механизм диссоциации — сознание наблюдает события как бы со стороны, будто зритель смотрит кино, и так изолируется от чрезмерных переживаний. 

Когда страдания тела сильны, психика перестает считать его своим, вплоть до вызова иллюзии выхода из тела, феномена out-of-body experience (OBE). И это мудрый адаптивный прием, не баг. Он спасает людям жизнь. Диссоциация помогает не сойти с ума, не застыть в ступоре, а начать мыслить и действовать разумно. И еще она притупляет физическую боль.

Похоже, Нери и другие элитные фридайверы умеют включать этот механизм произвольно, по собственной воле. Абстрагируясь от сигналов тела на вдох, они спокойно и уверенно идут к цели, зная, что кислорода хватит. Их можно назвать ментальными виртуозами — они «хакнули» эволюционную адаптацию.

Возможно, именно радикальный контроль над рефлексами позволил людям победить в эволюционной гонке

Задержка дыхания в лаборатории не заменит собой погружения, но она воспроизводит его ключевой элемент. Неврологи из Coma Science Group впервые показали на данных активности мозга, что фридайверы полагаются не только на нырятельный рефлекс. Что их главная сила — в работе сознания и, вероятно, включении режима диссоциации. Этот вывод еще предстоит проверить в реальных погружениях, и авторы призывают к этому, но результат эксперимента уже можно использовать в терапии, ведь произвольно вызванная диссоциация способна ослабить боль. 

И еще они заметили, что опыт фридайвера в чем-то сходен с околосмертным переживанием (near-death experiences, NDE), которое может возникать при гипоксии мозга, например, из-за остановки сердца. В этом измененном состоянии человек не чувствует тела, отрешен от реальности, но бодрствует, испытывает целый букет ощущений и порой пребывает в глубоком умиротворении, вероятно, из-за массового выброса эндорфинов. Память его сохраняется, а ум достаточно ясный. 

Лидер Coma Science Group Стивен Лорейс, считает, что NDE может быть ключом к изучению сознания. Вместе с коллегами он изложил эту мысль в концептуальной статье в 2020 году. Не стоит удивляться, что в Льеж позвали фридайвера — он устроил им «NDE на минималках», зато по заказу и без ущерба для здоровья.

Но помимо развития теории сознания, исследование интригует еще и в другом аспекте. Ведь этой способности, что демонстрируют глубоководные дайверы, можно учиться. В сентябре 2021 года на Кипре прошел чемпионат мира по фридайвингу, где женщины и мужчины из разных стран соревновались в погружениях. Вниз за сотню опускались единицы, а вот глубина семьдесят метров и ниже покорилась многим.

Этот спорт становится популярным, все больше людей записываются на курсы фридайвинга и, тренируясь, улучшают свои результаты. Конечно, не всем замахиваться на рекорды, но тренировки развивают нечто более важное: умение погасить внутреннюю панику, расслабиться и сосредоточиться на главном. То, что такое умение в принципе подвластно людям, само по себе нетривиально. 

Возможно, это главный отличительный признак нашего вида. Суть природы человека обычно ищут в интеллекте, самосознании или сложном языке. Но весь вопрос в степени: обезьяна узнает себя в зеркале и использует лексиграммы для общения с людьми, а способна ли она задержать дыхание так надолго, чтобы преодолеть неумолимый позыв тела на вдох? 

Похоже, люди могут то, что не дано всем прочим представителям животного мира: уникально упорно сопротивляться сигналам периферической нервной системы в пользу долгосрочной цели. Это резко повышает шансы справиться с трудной задачей, сосредоточиваясь на деятельности. И кто знает, может, именно так Homo sapiens превзошел неандертальцев и прочие виды людей в эволюционном состязании. Сегодня фридайверы не дают забыть об этом.