20 ноября 2019 года в издательстве «Олимп-Бизнес» выходит книга журналистки Джессики Браун «Поговорим о дыхании». Это большое исследование особенностей дыхания в самых разных условиях: от дыхания на горных вершинах до дыхания глубоко под водой, от дыхания спортсменов до дыхания умирающих людей. «Медуза» публикует фрагмент книги о том, почему люди не могут задерживать дыхание так долго, как им хочется.

Томаш Оберхубер уже больше четырех минут, не двигаясь, лежит на воде лицом вниз. Верхняя часть туловища начинает подергиваться. В крови австрийского спортсмена скопилось опасное количество углекислого газа. Организм пытается избавиться от него этими накатывающими судорожными импульсами: мышцы вокруг легких сокращаются, стараясь спровоцировать вдох. Оберхубер, с фигурой марафонца, сдерживает его силой своей воли. Штефани Айхнер, курирующая погружения в инсбрукском крытом бассейне, склоняется над ним. «Четыре тридцать», — сообщает она, не отрывая взгляда от циферблата. Большинство может задерживать дыхание максимум на одну-две минуты. Однако фридайверы вроде Оберхубера и Айхнер снова и снова расширяют границы человеческих возможностей.

Фридайвинг — старейший из всех известных видов ныряния. Исторические источники дают представление о ловцах губок и жемчуга в Древней Греции за пять столетий до Рождества Христова. Тот, кто задается вопросом, откуда пошли легенды о морских нимфах, возможно, найдет ответ, взглянув на фото японских ама. Вплоть до пятидесятых годов прошлого века эти ундины традиционно ныряли в одной набедренной повязке: завязанном узлами лоскуте ткани на манер трусиков танга.

На корейском острове Чеджудо тоже есть свои нереиды: хэдё. В наше время «упакованные» уже в неопрен ныряльщицы до семи часов в день достают из холодной воды морских ушек или морских ежей. Их погружение длится не более двух минут, а достигает до двадцати метров глубины. Ныне это вымирающее ремесло.

В давние времена мужчины и женщины ныряли наравне, но в XVII веке морской промысел обложили высокими податями, и мужчинам работа стала невыгодна. Они занимались домашним хозяйством и детьми, а женщины, с которых налог не взимали, стали в семье кормильцами. Хэдё учатся плавать совсем малышками, а подростками — нырять. Правила безопасности передаются из поколения в поколение: не нырять слишком глубоко, не задерживаться под водой дольше ста двадцати секунд, в промежутках достаточно отдыхать.

А вот у ловцов жемчуга с архипелага Туамоту во Французской Полинезии такой традиции нет. Они ныряют глубже — до сорока метров — и дольше. В итоге около двадцати процентов из них страдают редкой формой кессонной болезни, которую здесь называют таравана, в переводе — что-то вроде «сдвинуться». Симптоматика от болей в конечностях до слепоты и часто с летальным исходом. Хэдё же, напротив, усовершенствовали распределение по времени и теперь выполняют до двухсот пятидесяти погружений в день без ущерба для здоровья.

Но что ни говорите, их работа трудна, поэтому юные кореянки все чаще обходят это занятие стороной. В 2006 году лишь две хэдё были моложе тридцати, а сегодня свыше восьмидесяти пяти процентов старше пятидесяти лет. Некоторые выходят на подводную охоту и в восемьдесят. ЮНЕСКО защищает хэдё и их ремесло как нематериальное культурное наследие. Туристические фирмы извлекают из зрелища «морских нимф» свою выгоду: стоя на берегу острова Чеджудо, туристы могут слышать «пение сирен». При погружении хэдё выдавливают задержанный воздух через губы трубочкой. С одной стороны, это снижает стрессовую нагрузку на организм, а с другой — дает сигнал другим ныряльщицам: все в порядке.

В инсбрукском крытом бассейне между тем Штефани Айхнер передает коллеге обновленные данные: четыре пятьдесят. Девчушка в полосатом купальнике бежит вдоль бассейна. Увидев фигуру в черном неопреновом костюме, неподвижно лежащую на воде, она резко тормозит. Затаив дыхание, таращится на воду. Потом взвизгивает: «Вау!» — и стремглав летит за отцом. А Оберхубер кончиками пальцев осторожно нащупывает стенку бассейна. Пережидает. Тянет руки наверх, к бортику. Опускает ноги на дно. Если встать во весь рост, то воды в лягушатнике будет как раз по бедро. Он сидит на корточках, лицо еще под водой. Его мускулистая шея накачивается, будто на глубоком вдохе. «Пять пятнадцать», — сообщает Айхнер.

Айхнер — каштановый конский хвост и бледный цвет лица, — как и Оберхубер, член Инсбрукской ассоциации фридайвинга в апноэ. Из-за отсутствия клубного бассейна они встречаются в городском, чтобы тренировать задержку дыхания в статике. Дисциплина Static apnea — одна из немногих, где фридайверы соревнуются друг с другом. Цель: задерживать дыхание как можно дольше. Конечно, это самое простое из всех соревнований — даже дети меряются здесь силами, — но и самое важное.

<…>

Наконец Оберхубер поднимает лицо из воды. Оно бледное, губы посинели. Он хватает воздух — жадный глоток пустоты. Только после двух дыхательных движений, следуя протоколу, спортсмен складывает пальцы в знак «окей». Он встречается взглядом с Айхнер: «Я в порядке». — «Пять тридцать», — отвечает она. Минута. На столько в среднем может неподготовленный человек задерживать дыхание на суше. Кажется, мало?

Попробуйте задержать дыхание на минуту. Вот таймер:

Для меня слишком много: на моем первом занятии по задержке дыхания уже через тридцать секунд моя гортань возмущенно бьется в закрытый надгортанник. Через сорок пять секунд такое чувство, будто грудная клетка разрывается. Но меня извиняет одно: женщинам, как правило, немного тяжелее задерживать дыхание, чем мужчинам, поскольку у них более узкая грудная клетка и, соответственно, процентов на десять меньший объем легких. И короткий торс требует бόльших усилий. Впрочем, легкие вмещают достаточно кислорода, чтобы снабжать организм примерно четыре минуты. И все-таки такой длительности большинство достигает только регулярными тренировками.

Потребность вдохнуть нестерпима — хотя количества углекислого газа, аккумулированного за одну минуту, недостаточно, чтобы объяснить этот импульс. Почему же таким фридайверам, как Айхнер и Оберхубер, удается не откликаться на требование организма? Предполагаю: то, что мы воспринимаем как «больше не могу», на самом деле всего лишь «больше не хочу» — такое непроизвольное и по большей части излишнее чувство истощения. Наш организм плутует, чтобы уберечь нас от возможного ущерба.

<…>

Когда мы задерживаем дыхание, то в первую очередь не даем мышцам расслабиться: они застывают в положении вдоха или выдоха. Вплоть до шестидесятых годов прошлого века считалось, что и заданный дыхательным центром ритм останавливается. Оказалось, он как ни в чем не бывало держит такт — отсюда и першение в горле. Правда, на пару минут его сигналы можно самовольно подправить. Но почему не бесконечно — до сих пор загадка для ученых.

Они пытаются найти «брейк-пойнт», тот момент, когда организм возвращает себе контроль над дыханием. Пионер в исследовании дыхания, американец Эдвард Шнайдер, в 1930 году опубликовал методы, с помощью которых этот момент можно отсрочить: замедлить обмен веществ, устроить гипервентиляцию или вдыхать чистый кислород. Один из его испытуемых не дышал пятнадцать минут. Однако и эти вспомогательные средства обманывают организм лишь временно. «Находясь на уровне моря, человеку практически невозможно произвольно задержать дыхание до потери сознания», — установил Шнайдер.

Что заставляет нас сломиться? Как первые кандидаты напрашиваются хемосенсоры, следящие за концентрацией кислорода и углекислого газа в крови. Однако для «брейк-пойнта» их импульсы не имеют решающего значения. Иначе после экстренной остановки дыхания организм игнорировал бы каждую следующую попытку задержки, пока показатель газа в крови не нормализовался бы. Однако мы можем задерживать дыхание несколько раз подряд — например, чтобы подавить икоту. В 1954 году на это указал ученый из США Уорд Фаулер. После длительной остановки дыхания он позволил своим испытуемым дышать дальше, но отнюдь не привычным воздухом. Фаулер дал участникам эксперимента смесь, соответствующую составу только что выдохнутого ими воздуха. Те не испытали никакого дискомфорта. Хотя потом из-за недостатка кислорода начали задыхаться.

Может быть, это легкие сигнализируют «больше не могу!» и заставляют нас вдохнуть? Конечно, ни кислород, ни углекислый газ не минуют их, но в легких нет на эти газы хемосенсоров. И тем не менее они оказывают влияние на частоту дыхания через рефлекс Геринга — Брейера. Открыт он был двумя исследователями, лишь косвенно интересовавшимися дыханием: доктором Йозефом Брейером и профессором Эвальдом Герингом.

В XIX веке оба служили в Венской медико-хирургической академии: Геринг занимался оптической системой глаза, Брейер был его научным ассистентом (в 1895 году в соавторстве с Зигмундом Фрейдом он опубликовал исследования по истерии). Под руководством Геринга Брейер оперировал находящихся под седативными средствами собак, чтобы исследовать функции различных нервов. Во время опытов он обнаружил, что раздувание легких рефлекторно тормозит вдох и вызывает выдох — защита для нежных легочных альвеол. В противоположность воздушному шарику мы не можем наполнять легкие воздухом, пока они не лопнут, — рефлекс Геринга — Брейера остановит.

Образно говоря, блуждающий нерв, связанный с продолговатым мозгом, командует легким: «Стоп!» Брейер констатировал: как только перерезан этот нерв, подопытное животное впадает в длительный глубокий процесс дыхания. Актуальность этого открытия проявилась в шестидесятые годы XX века. Тогда начались первые хирургические операции по имплантации сердца и легких. Конечно, собаки стали первыми жертвами экспериментов. Их дыхание замедлялось до двух — шести вдохов в минуту. Благодаря двум ученым девятнадцатого века удалось установить причину: во время операции хирурги по неосторожности повреждали блуждающий нерв. Теперь таких ошибок практически не допускают.

Участвует ли растяжение легких в управлении частотой дыхания? Да. Служит ли оно причиной того, что неподготовленный человек не способен задержать дыхание больше минуты? Общее мнение: нет. Сами попробуйте. Зафиксируйте, как долго можете задерживать дыхание. Теперь не торопясь выпускайте воздух через рот. Это снимает напряжение в легких, но не сильно отсрочивает ваш «брейк-пойнт». В лондонской лаборатории влиятельного респираторного физиолога Абэ Гуца в результате многочисленных опытов было исключено, что именно легкие прерывают задержку дыхания. «Ни пациенты, у которых разорваны нервные связи между легкими и головным мозгом, ни те, у кого рецепторы, реагирующие на растяжение в груди, парализованы инъекцией спинного мозга, не были в состоянии надолго задерживать непроизвольное дыхание», — пишет специалист по спортивной физиологии Майкл Дж. Паркс из Бирмингемского университета, исследующий задержку дыхания.

Если виновниками не являются ни вышедший из-под контроля баланс газов в крови, ни долго удерживаемое в одной позиции растяжение легких, то что определяет «брейк-пойнт»? Не диафрагма ли стоит за этим? Ученые исходят из того, что эта куполообразная мышца, расположенная под легкими, подает в головной мозг сигнал о состоянии своих сокращений и о содержании газов в крови. Постепенно такие сигналы затухают. Но в один прекрасный момент они «взрывают» мозг сообщением, что дыхание снова подключено.

Для того чтобы протестировать данную гипотезу, физиолог Хаммерсмитской больницы в Лондоне Моран Кэмпбелл отважился на чрезвычайные условия исследования. Ощущение диспноэ завораживало его. Для своей докторской диссертации он педантично документировал работу всех мышц вдоха и выдоха. Он хотел знать, что произойдет, если их парализовать. Для своих опытов Кэмпбелл использовал кураре. Кураре — обобщенное название ядов, которые аборигены бассейна Амазонки получали из коры различных лиан. Те парализовали все мускулы, включая дыхательные. Губительно не только для охотничьей добычи.

В 1541 году отряд конкистадоров, отправившихся на поиски легендарного Эльдорадо, ощутил это на своей шкуре. Двое испанцев, настигнутых стрелой с кураре, задохнулись в муках. Подобное вещество Моран Кэмпбелл ввел двум добровольцам в своей лондонской лаборатории — а почему бы и нет? На дворе были шестидесятые. Те двое, очевидно, в поисках новых ощущений, согласились на временную парализацию скелетной мускулатуры. Не задетым оставалось одно предплечье, на предмет необходимой коммуникации. Дыхание подопытных взял на себя аппарат искусственной вентиляции легких. Для стимуляции остановки дыхания Кэмпбелл периодически отключал его. Если положение становилось критическим, испытуемые шевелением руки могли подать сигнал. Результат удивил не только Морана Кэмпбелла. Напомним: неопытные люди могут задерживать дыхание в среднем на минуту. Субъекты экспериментов Кэмпбелла держались четыре минуты при отключенном аппарате. Не испытывая, как они позже сообщали, потребности вдохнуть и не ощущая недомогания. Если бы сопровождающий анестезиолог не включил аппарат из-за явного ухудшения pH, они бы и дальше пребывали в том же состоянии. С дезориентированной диафрагмой. Освобожденные от желания вдохнуть.

Каким бы захватывающим дух ни был данный эксперимент, его невозможно повторить по этическим причинам. Близкие к нему опыты показывали противоречивые результаты. Диафрагму можно обездвижить и иными способами: избирательно анестезировать нервы диафрагмы — наиболее безобидный вариант прежних опытов. Группа исследователей, включая Абэ Гуца, экспериментально доказала, что фаза до «брейк-пойнта» может быть как минимум удвоена. По крайней мере, до потери сознания ни у одного из испытуемых не дошло.

<…>

Фридайверы учатся преодолевать ощущение недостатка воздуха и непроизвольного сокращения диафрагмы. Даже последовательными попытками удается продлить время между вдохами почти на треть. Однако решающим фактором является сила воли. Айхнер тренируется даже дома с помощью мобильного приложения. Ныряние с задержкой дыхания сделало ее стрессоустойчивой, полагает она. «Я начала в старших классах. Тогда у меня сносило крышу, а сейчас, друзья говорят, я стала спокойнее». «В конечном счете, фридайвинг — это освобождение, — говорит Оберхубер. — Минимум напряжения, сниженная потребность в кислороде». Даже задачки, вроде счета в уме, отвлекают внимание от дыхания и увеличивают паузу почти на одну пятую.

У каждого ныряльщика своя метода. Некоторые похожи на аутогенную тренировку: «От пальцев ног к макушке мысленно перемещаешься по всему телу, расслабляешь сначала стопы, потом икры и дальше вверх. Представь себе, как они поочередно меняют цвет с красного на зеленый…» Другие — своего рода школа концентрации внимания, которая учит последовательно отслеживать шорохи и шумы вокруг. Третьи ищут под водой «му», что в дзен-буддизме означает «пустота». Вот и Оберхубер говорит: «Я просто пытаюсь ни о чем не думать».