از خواب تا تنفس

نویسندگان:
Graham Lowton
Clare Wilson
Valerie Jamieson
Linda Geddes
Sean O’Niell
Jessica Marshall
برگردان: احسان سنایی

٧- مرز تحمل بی‌خوابی کجاست؟

٠٦:٠٠ صبح روز بیست ‌و‌ هشتم دسامبر ١٩٦٣، «رندی گاردنر»، دانش‌آموزی ١٧ساله‌ در سن‌دیه‌گوی کالیفرینا از خواب برخاست و تا صبح‌گاه هشتم ژانویه‌ی ١٩٦٤، به خواب نرفت و این یعنی ١١ روز بیدار ماندن. ٢٦٤ ساعت بیداری گاردنر، هنوز طولانی‌ترین دوره‌ی بیداری تأیید‌شده‌ای است که رکورد ٢٦٠ ساعتی پیشین را شکسته است. این رویداد، در مقاله‌ای نوشته‌ی دکتر «ویلیام دمنت»، پژوهش‌گر خواب از دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه استنفورد کالیفرنیا که سه روز آخر را در کنار گاردنر بیدار ماند، شرح و مستند شده است.

رندی گاردنر طی ثبت رکورد بیداری ١١ روزه‌اش / عکس از Don Cravens

گاردنر در این مدت حال‌اش به‌هم می‌خورد، حافظه و هوشیاری‌اش از دست می‌رفت، تعادل‌اش را از دست می‌داد، گفتارش دچار وقفه می‌شد و هذیان می‌گفت؛ اما به‌هرترتیب سالم بود. اولین خواب وی پس از بیداری ١١ روزه‌اش، ١٤ ساعت به‌طول انجامید. طبق اظهارات دمنت، او هیچ ماده‌ی محرکی را در این مدت مصرف نکرده بود و مثل افراد پیرامون‌اش، فقط بیدار مانده بود. بدون چنین موادی، شما پس از گذشت ٣٦ ساعت به‌سختی قادر به بیدار ماندنید و تقریباً امتداد این دوره تا ٤٨ ساعت غیرممکن است. اما در این مدت هم ممکن است پیش از آن‌که به بستر بروید، چرت‌های زیرکانه‌ای هم بزنید. افرادی که زمان زیادی را بیدار مانده‌اند، گاه‌وبی‌گاه دچار خواب‌های لحظه‌ای می‌شوند؛ یعنی طی چند ثانیه که حتی خودتان هم بدان پی نمی‌برید و گاه حتی چشمان‌تان باز است، به خواب می‌روید.

اگر از این خواب‌های لحظه‌ای هم بگذریم، گاردنر تا کی‌ می‌توانست هنوز بیدار بماند؟ هیچ‌کس مطمئن نیست؛ اما می‌دانیم که فقدان خواب، در نهایت کُشنده است. موش‌هایی که وادار به بیداری شده‌اند، پس از دو هقته مرده‌اند و این یعنی حتی کمتر از زمانی که از گرسنگی می‌مردند.

هنوز هیچ موردی که در آن انسان، دانسته تا زمانی طولانی بیدار مانده و جان خود را از دست دهد، موجود نیست؛ اما نوعی بیماری وراثتی موسوم به «بی‌خوابی کُشنده‌ی فامیلی»، گویای وجود یک حد نهایی است. این بیماری، شانس خواب را در نهایت از قربانیان می‌گیرد و بعد از سه‌ماه بیداری، وقوع مرگ‌شان حتمی است.

٨- تا چه فشاری را می‌توان متحمل شد؟

تحمل فشار، با ضریب‌های گوناگونی از نیروی g (نیرویی که به‌واسطه‌ی شتاب گرانشی زمین بر ما وارد می‌شود)، نه‌تنها به ابعاد و استمرار شتاب، که به جهت‌گیری بدن‌مان نیز وابسته است. بیش‌ترین آسیب‌پذیری بدن ما نسبت به فشاری است که در راستای پاهایمان فرود آید؛ چراکه بدین‌ترتیب، خون از رسیدن به مغز جا خواهد ماند. مثلاً تجربه‌ی ٥ تا ١٠ ثانیه فشار عمودی ٤ تا ٥ جی، به سیاهی ‌رفتن چشمان و فقدان هوشیاری شخص خواهد انجامید. جت‌های جنگنده قادر به وارد آوردن فشاری عمودی تا ٩ جی بر خدمه‌اند و هرچه خلبان پیش از وقوع اختلال حواس‌اش بتواند این شرایط را کنترل کند، شانس بیشتری برای پیروزی در نبردهای هوایی سنگین خواهد داشت. برخی خلبان‌ها به لباس‌هایی ویژه مجهزند که به متفرق ساختن خون از پایین‌تنه و هدایت‌اش به سمت مغز کمک می‌کند.

مراحل آزمایش استقامت در برابر فشار افقی بر جان استپ؛ سرهنگ نیروی هوایی ایالات متحده / Keystone

اما برخی از حیث استقامت در برابر فشارهای سرسام‌آور اعجوبه‌اند. دکتر «آلک استونسون»، فیزیولوژیستی از شرکت تحقیقاتی - دفاعی «کینتیک» انگلستان می‌گوید: «ما کسانی را داشته‌ایم که در فشار ٦ جی، کاملاً هوشیار بوده‌اند». خلبانان با تعلیم در سانتریفیوژهای غول‌پیکر، قادر به ارتقای استقامت طبیعی‌‌شان در برابر عوارض فشار بالا هستند. آن‌ها می‌آموزند که چگونه پاها و ماهیچه‌های شکمی‌‌شان را کشیده نگه دارند تا خون به بالاتنه هدایت شود و چگونه تنفس کنند تا با فشار بر شکم، فشار خون را نیز افزایش دهند.

بیشترین فشار عمودی که یک انسان تحمل کرده، ٣١.٢٥ جی بوده است؛ هرچند این شخص که پزشکی از ناسا به‌نام «فلاگان گری» بوده، در مخزن آب ویژه‌ای که با فشرده‌سازی بدن، استقامت وی را در برابر چنین فشاری افزایش می‌‌داد اقامت داشت. «جان استپ» از پیشگامان نیروی هوایی ایالات متحده نیز رکورد استقامت در برابر فشار افقی را طی آزمایشاتی با سورتمه‌های موشکی در اواخر دهه‌ی ٤٠ میلادی شکست. در یکی از آزمایشات او ٤٦.٢ جی فشار افقی را تجربه کرد.

٩- [بدون ذخیره‌ی اکسیژن] تا چه ارتفاعی می‌توان صعود کرد؟

ارتفاع اثرات شگفت‌آوری بر بدن دارد و اغلب‌اش هم مربوط به کمبود فشار اکسیژن در هواست. سلول‌ها برای بقا وابسته به اکسیژن‌اند. در ارتفاعات زیاد، هموگلوبین؛ یعنی پروتئینی که مسئول انتقال اکسیژن از ریه‌ها به سلول‌هاست، نمی‌تواند این گاز را با بیشینه‌ی ظرفیت‌اش جذب کند و از این‌رو بدن دچار نوعی نقصان می‌شود. مغز حساسیت ویژه‌ای به تراز اکسیژن دارد و به همین دلیل است که سردرد و سرگیجه، نخستین نشانه‌های ارتفاع‌زدگی است. با اقامتی طولانی در ارتفاعات ماورای ٥ هزار متر از سطح دریا، جرم ماهیچه‌ها رو به کاهش گذاشته و خطر انباشت مایعات در ریه‌ها و مغز افزایش می‌یابد. با رفتن به فراتر از ٧٥٠٠ متر، کاهش قابل توجه حجم اکسیژن دریافتی، به فقدان هوشیاری و نهایتاً مرگ خواهد انجامید.

بابو چیری شرپا موفق شد بدون اکسیژن اضافی، ٢١ ساعت متوالی بر قله‌ی کوه اورست اقامت کند / عکس از Teru Kuwayama

اما در خصوص زندگی در این ارتفاعات چطور؟ خُب، تقریباً نیمی از جمعیت کشور بولیوی در ناحیه‌ی «آلتیپلانو»، با ارتفاع ٤٠٠٠ متر از سطح دریا ساکن‌اند؛ اما بالاتر از این، به‌ترتیب مشکلات آغاز می‌شود. برخی معدن‌کاران شیلیایی، چندین هفته را به‌یک‌باره در ارتفاع ٥٨٠٠ متری می‌گذرانند؛ اما به‌گفته‌ی دکتر «مارک گروکات» از دانشگاه «ساوث‌هامپتون» انگلستان که به بررسی آثار روان‌شناختی ارتفاع می‌پردازد؛ احتمالاً آن‌ها در آن جا قادر به زاد و ولد نخواهند بود؛ چراکه ارتفاع، موقتاً توان باروری مردان را دچار توقف می‌کند.

اغلب مردم با گذشت زمان، قادر به سازگاری با ارتفاع‌اند. قانونی است که هرچه بالاتر بروید، اقامت‌تان نیز کوتاه‌تر خواهد بود. اگر شما به‌ناگاه به قله‌ی اورست در ارتفاع ٨٨٤٨ متری از سطح دریا برده می‌شدید؛ شاید ظرف مدت ٢ دقیقه جان خود را از دست می‌دادید. تنها افراد انگشت‌شماری در فقدان اکسیژن تکمیلی، به این قله رفته‌اند. «بابو چیری شرپا» در سال ١٩٩٩، با اقامتی ٢١ ساعته بر فراز اورست، آن‌ هم بدون اکسیژن تکمیلی، رکورد این حوزه را ثبت نمود. گروکات معتقد است احتمالاً عاملی ژنتیکی وی را این‌چنین سازگار با ارتفاع کرده است. اما مرز بقای در ارتفاع؛ آن‌هم بی‌هیچ کمکی، کجاست؟

در عمل، قله‌ی اورست شدیداً نزدیک به این مرز است. گروکات می‌گوید تنها یک‌بار انسان بدون ابزار جانبی در زمستان به اورست صعود کرده؛ یعنی هنگامی‌که فشار هوا حتی بیشتر از شرایط معمول افت می‌کند و تراز اکسیژن بیش از همیشه پایین‌تر می‌رود. او در ادامه می‌گوید: «حدسم این است که مرز [استقامت] احتمالاً در حدود ٩٠٠٠ متر خواهد بود.»

١٠- تا چه وزنی را می‌توان بلند کرد؟

رکورد سنگین‌ترین وزنه‌ای که تاکنون برداشته شده، در دست وزنه‌بردار انگلیسی؛ «اندی بولتون» است، که وزنه‌ای ٤٥٧.٥ کیلوگرمی را از سطح زمین تا نزدیکی ران‌اش بالا برد. به‌گفته‌ی «دن واتن»، مربی ورزشی از دانشگاه ایالتی «یانگزتاون» اوهایو، مردانی چون بولتون شاید شش یا هفت برابر از مردان متوسطی که اغلب در انتقال وزنه‌ای ٤٥ کیلوگرمی تا بالای سرشان دچار مشکل می‌شوند، قوی‌ترند. اما بیشینه‌ی وزنی که انسان می‌تواند آن را بلند کند، چقدر است؟ «تاد شرودر» از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی در لوس‌آنجلس معتقد است ما همه‌مان تقریباً در نزدیکی بیشینه‌ایم. او می‌گوید: «اگر نگاهی به آمار وزنه‌برداری‌های حداکثری در طول زمان بیاندازید؛ افت‌وخیزهای اندکی موجود است اما همه نزدیک به یک حد نهایی‌اند. همه‌ی وزنه‌برداران امروز، شامل آن‌هایی که از مواد نیروزا استفاده می‌کنند؛ در نزدیکی توان بالقوه‌ی انسان‌اند»

ماهیچه‌ها محدودبت‌ها را تعیین می‌کنند. اغلب ناتوانی‌ها در بلند کردن وزنه‌ای خاص، آسیبی به بدن نمی‌زند؛ بلکه وزنه‌بردار حقیقتاً ناتوان از غلبه بر آن بار است. اما در مواردی هم که چیزی باعث عقب‌ماندگی شده؛ این چیز معمولاً همان پارگی رشته‌های ماهیچه‌ای‌، خصوصاً در نواحی نزدیک به تاندون‌هاست. بدین‌ترتیب، این توان کنترل ماهیچه‌هاست که به پیشرفت وزنه‌بردار می‌انجامد. بدن ما مجهز به سازوکارهای بازدارنده‌ای است که جهت محافظت‌مان از آسیب‌رسی به خود، در تلاش برای برداشتن یک وزنه طراحی شده‌اند. این فرآیندها، وابسته به کنترل میزان کنش‌پذیری رشته‌های ماهیچه‌ای در زمان‌های مختلف‌اند. وزنه‌برداران، به راه سرکوب این سیگنال‌های طبیعی پی برده‌اند و همین امر آن‌ها را به استفاده از بخش گسترده‌تری از توان بالقوه‌ی ماهیچه‌هایشان در وزنه‌برداری قادر ساخته است. پس از آن هم کلید موفقیت این افراد، آموزش است؛ هرچند وراثت هم در این امر بی‌تأثیر نیست. واتن که خود روزگاری وزنه‌بردای می‌کرده می‌گوید دست و پاهای کوتاه‌تر عاملی برای تقویت قدرت‌اند و برخی افراد هم مجهز به رشته‌های ماهیچه‌ای بیشتری هستند.

١١- تا چه حد تشعشع می‌توان دریافت کرد؟

در سپتامبر ١٩٨٧، دو نفر به کلینیک پزشکی متروکی در گویان برزیل وارد شدند و قسمتی از ابزاری که ‌به نظرشان باارزش آمده بود را جدا کردند. با گذشت یک روز هر دو به استفراغ افتادند. اسهال و سرگیجه کمی بعد به سراغ‌شان آمد. ندانسته آن‌ها قطعه‌ای را برداشته بودند که با تابش رادیواکتیو شدیدش، روزگاری به‌منظور منبع تشعشع جهت درمان مبتلایان به سرطان استفاده می‌شد. دلال این قطعه فردی به‌نام «دیوه فریه‌را» بود که مسحور تماشای درخشش آبی‌رنگ آن در محیط تاریک شده بود. او قوطی حاوی پودر مرموز را در اتاق مهمانی‌اش قرار داد و دوستان و خانواده را برای به‌شگفتی‌واداشتن‌شان دعوت کرد. آن‌ها پودر را لمس کرده و به بدن خود مالیدند و برخی نیز قطعاتی از نمک رادیواکتیو سزیوم‌کلرید را به خانه بردند. طی یک ماه، دو تن از کارگران، همسر، و خواهرزاده‌ی شش‌ساله فریه‌را از سندرم تشعشع حاد، جان خود را از دست داده؛ و در مجموع ٢٤٩ نفر آلوده شدند.

تابش آبی‌رنگ زیبا اما مهلک حاصل از تشعشعات رادیواکتیو / عکس از Chris Shinn

مقادیر تابش، که با واحدی به‌نام sievert بیان می‌شود؛ با توجه به نوع تشعشع و بخشی از بدن که تشعشع بر آن فرود آمده، اندازه‌گیری می‌شود. کلیه‌ی قربانیان حوادث مشابه، پس از دریافت مقادیری مابین ٤.٥ تا ٦ sievert تشعشع، طی چند روز جان خود را از دست داده‌اند. با توجه به این موضوع که ما سالیانه به‌طور میانگین ٠.٠٠٢٤ sievert تشعشع از منابع طبیعی نظیر گاز رادون دریافت می‌کنیم؛ این حد شدیداً زیاد است. آستانه‌ی مرگی سریع، در حدود ٢ sievert و وقوع مرگ قطعی، در حدود ٦ sievert دریافت تشعشع است؛ هرچند فریه‌را ٧ واحد را دریافت کرد و زنده ماند. او در سال ١٩٩٤ از آثار نامطلوب مصرف الکل بر کبدش درگذشت. هیچ‌کس به قطعیت نمی‌داند که چرا وی از دریافت چنین تشعشعی جان سالم به‌ در برد. محتمل‌ترین دلیل‌اش این است که وی اوقات بیشتری از همسرش را بیرون خانه می‌گذراند و همین امر به سلول‌های بدن‌اش فرصت ترمیم برخی آسیب‌های واردآمده را می‌داد.

١٢- تا کی می‌توان نفس را نگه داشت؟

اکثریت افراد، بیش از یک دقیقه نفس نکشیدن را سخت می‌دانند و از این‌رو تصور می‌کنند حبس نفسی که «استفان میفسود» در هشتم ژوئن سال گذشته به‌مدت ١١ دقیقه و ٣٥ ثانیه انجام داد؛ رکورد جهانی جدیدی برای این رشته است. رقبا، وارونه در استخرهای سرد قرار داده می‌شوند؛ اما نه برای پیش‌گیری از تقلب، که به‌منظور القای واکنش پستانداران به‌هنگام شیرجه در آب: هنگامی‌که در آب سرد فرو می‌روید، با انقباض رگ‌های خونی بیرونی، خون از نقاط انتهایی رگ‌ها، به سوی قلب و مغز هدایت می‌شود. ضربان قلب آهسته‌تر می‌شود و در نتیجه میزان ارسال اکسیژن به نقاط گوناگون بدن، افت می‌کند. افراد باتجربه با آموزش‌هایی ویژه قادرند ضربان قلب خود را تا دو برابر از افراد معمولی در شرایط مشابه، کاهش دهند.

استفان میفسود طی ثبت رکورد حبس نفس / عکس از Philippe Joachim

تنفس سریع پیش از آغاز حبس نفس امری حیاتی است؛ چراکه مغز برای تصمیم‌گیری زمان تنفس مجدد - که واکنش طبیعی بدن است - بر میزان دی‌اکسید‌کربن خون مدام نظارت می‌کند. پاکسازی این میزان از دی‌اکسیدکربن با نفس‌های عمیق سریع، مدت‌زمان استقامت در برابر اصرار بدن جهت از سرگیری تنفس را افزایش می‌دهد. با این وجود ریه‌های بزرگ هم مزیتی طبیعی است.

پس آیا ما تاکنون به حد نهایی حبس نفس دست یافته‌ایم؟ فیزیولوژیست، دکتر «جان اندرسون» از دانشگاه لوند سوئد که به بررسی آثار حبس نفس بر غواصان می‌پردازد؛ معتقد است اصلاً. او می‌گوید: «غواصان زبده انتظار دارند حد مزبور، تا پیش از ثبات رکوردها، به حدود ١٥ دقیقه افزایش یابد». با این‌وجود آن‌ها با خطر بازی می‌کنند. اندرسون دریافته که حبس نفس بر سطح زمین - و نه در زیر آب - موجب افزایش 37 درصدی میزان پروتئینی موسوم به S100B در خون که تعیین‌کننده‌ی میزان آسیب‌دیدگی مغز از نبود اکسیژن است، می‌شود. وی تأکید می‌کند که چنین میزانی، کاملاً کمتر از تراز وفور این پروتئین طی بروز «هایپوکسیا»ی¹ واقعی است؛ اما هشدار می‌دهد که داوطلبان حبس نفس، در بلندمدت ممکن است آسیب‌هایی را در بدن‌شان جمع آورند.

پانوشت:

١ - هایپوکسیا، عارضه‌ای است که در پی فقدان دریافت اکسیژن کافی در بدن بروز می‌کند.