Intoxicación profunda: situación del estudio

Por qué la narcosis de nitrógeno es difícil de medir

Existen numerosas anécdotas sobre la narcosis de nitrógeno. El interés científico surge cuando es posible convertir experiencias individuales en magnitudes medibles: atención, tiempo de reacción, memoria, rendimiento psicomotor o la capacidad de evaluar el propio rendimiento de forma realista. Esto es precisamente lo que intentan los estudios que analizamos aquí.

Algunos trabajos utilizan las denominadas pruebas CFFF, es decir, pruebas de frecuencia crítica de fusión de parpadeo (Critical Flicker Fusion Frequency). En ellas se investiga si el nivel general de activación y la atención varían bajo una presión ambiental elevada. Otros estudios emplean pruebas psicomotoras más complejas en las que se evalúan la reacción, el procesamiento de la información, la memoria y la capacidad de resolución de problemas.

De este modo, estos estudios no miden «la narcosis» como una sensación, sino funciones individuales que son relevantes para la seguridad durante el buceo. ¿Puede alguien mantener la atención? ¿Se procesa la información correctamente? ¿Con qué rapidez se reacciona? ¿Cómo funciona la memoria? Y, sobre todo, ¿se da cuenta la persona afectada de que su rendimiento está disminuyendo?

Por ello, esta página se centra en los enfoques de investigación más importantes. Mostramos lo que se sabe sobre el tema y qué debates siguen abiertos. En la siguiente página abordaremos la experiencia personal.

Frecuencia crítica de fusión del parpadeo: ¿parpadeo para medir el ruido?

Las pruebas CFFF se utilizan con relativa frecuencia para determinar el nivel de atención.
¿En qué consisten? Una luz LED parpadea con una frecuencia que sigue aumentando. En algún momento, una persona sólo percibe el parpadeo como una luz constante, por lo que nuestra capacidad para distinguir los periodos de tiempo individuales en los que el punto aparece y desaparece es limitada. El momento exacto en que esto ocurre puede tener lugar en momentos diferentes para cada persona, es decir, con una frecuencia de parpadeo diferente. En realidad, el punto nunca es realmente «continuo», sólo parpadea cada vez más rápido. Por tanto, la prueba se realiza para determinar la frecuencia hasta la cual la persona sometida a la prueba puede seguir reconociendo el parpadeo como tal.

En la mayoría de los casos, la transición de la percepción de «parpadeo» a «luz continua» se produce a una frecuencia de entre 22 y 90 Hz, es decir, a 22-90 impulsos por segundo.

Se anota la frecuencia en el momento en que el sujeto de la prueba indica la percepción de la transición: Se trata de la Frecuencia Crítica de Fusión del Parpadeo (CFFF), es decir, la frecuencia en la que el parpadeo del punto se funde en una luz continua para el sujeto de la prueba.

Por un lado, esta frecuencia depende de factores ambientales (tipo de estímulo luminoso, adaptación oscura del ojo; un ejemplo de ello es la situación en el cine, donde incluso relativamente pocas imágenes por segundo se perciben como una película continua). Por otra parte, puede ser una medida del nivel general de activación: Cuanto más tiempo percibas el parpadeo, más alerta y atento parecerás estar. Por tanto, para excluir las influencias ambientales, primero se realiza la calibración.

Para poder medir cómo disminuye la atención con diferentes cosas, primero se determina en qué momento una persona ve el parpadeo como una luz continua en «estado normal». A continuación, se expone a la persona a cosas diferentes -por ejemplo, una presión ambiental más alta- y se repite la prueba. Se comparan ambos valores.
Si se percibe luz constante ya a una frecuencia más baja, se asume una menor actividad cerebral que si la fusión ocurre solo a frecuencias altas.

Se han realizado varios estudios con pruebas CFFF. La frecuencia se evaluó aquí como signo de atención. Por lo tanto, se intentó medir cómo aumenta o disminuye la atención durante la inmersión.

Estudio de anestesia plana

Balestra, C et al. «Persistencia de la alteración crítica de la frecuencia de fusión del parpadeo tras una inmersión SCUBA de 33 mfw: ¿prueba de una narcosis prolongada por nitrógeno?» Revista europea de fisiología aplicada vol. 112,12 (2012)

En primer lugar, existe un estudio de 2012 sobre si la anestesia persiste en la superficie tras una inmersión de 33 m. Lo llamamos «estudio de anestesia plana»: se sitúa en el extremo inferior de lo que cabe esperar de la anestesia.

¿Qué hicieron realmente los investigadores? Hicieron que algunos hombres en buena forma bucearan durante 20 minutos a 33 m, en condiciones cálidas y cómodas, y les realizaron pruebas CFFF antes, durante y después.
Así, se midió cuándo, durante la inmersión, la frecuencia a partir de la cual los sujetos de prueba perciben un parpadeo como luz continua aumentaba y disminuía, y de ello se deduce el nivel de atención de una persona.
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Resultado: Al inicio de la inmersión, la atención aumenta, pero disminuye rápidamente y permanece algo más baja que antes incluso después de la inmersión.
Respirar oxígeno después de la inmersión aumenta la atención de forma rápida y significativa.

Puedes hacer algunas preguntas sobre el estudio. En primer lugar, es bastante obvio que estás especialmente atento al principio de una inmersión razonablemente profunda, pero luego te relajas y tu atención decae. El hecho de que las personas estén menos atentas bajo el agua que en tierra es probablemente obvio para todos: lo sabemos, ya hemos hablado de que la situación bajo el agua es desconocida para muchas personas. También parece plausible que uno se sienta algo cansado después.
Pero, ¿es lo que se midió aquí realmente una «narcosis de nitrógeno»? A una profundidad tan moderada, ¿no podría ser simplemente lo que les ocurre a las personas bajo el agua a cualquier profundidad? Algunos estudios sugieren que incluso a profundidades muy bajas, de sólo 5 metros, se puede detectar un deterioro cognitivo significativo. Por supuesto, a esto también se le puede llamar anestesia, pero no se puede demostrar si se debe realmente al efecto narcótico de un gas.

Condiciones ambientales – Estudio

Los mismos autores volvieron a poner a prueba los resultados unos años más tarde, en 2016, en condiciones diferentes. Para ello, estuvieron en Tenerife en condiciones reales de inmersión (Océano Atlántico, agua movida, pero con buena visibilidad y relativamente cálida), en un centro de buceo interior con la profundidad correspondiente, y en una cámara de presión para comparar.

Aquí también se realizaron pruebas CFFF. En los tres entornos, los resultados fueron similares a los ya mostrados en el estudio anterior. No hay diferencia entre entornos con buena visibilidad y temperaturas tolerablemente cálidas.

Pero nadie ha reivindicado nunca seriamente esta diferencia. Sin embargo, muchos buceadores afirman que el subidón de profundidad es más fuerte por la noche o en entornos de buceo fríos y oscuros (¡o al menos se percibe con más intensidad!). Ambos NO han sido investigados, por lo que aún no sabemos nada con seguridad.

Pero: parece inmediatamente plausible que la embriaguez se perciba como aterradora y no como eufórica cuando el entorno es oscuro y turbio….

Comparación de gases respiratorios – Estudio

Rocco et al. (2019) fueron realmente a una profundidad interesante: Comparación de aire, trimix y heliox (en adelante: «Estudio de comparación de gases respiratorios»).
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Aquí se realizaron inmersiones reales a 50 m, con un tiempo de fondo de 20 minutos. También en este caso, los participantes realizaron pruebas CFFF al principio, al final y a 5 metros antes del ascenso. Los implicados eran todos hombres jóvenes y sanos. Para no distorsionar las estadísticas, no se permitió participar a las pocas mujeres inscritas. Aquí se observa un problema que, lamentablemente, tienen muchos estudios de buceo: el grupo de sujetos de prueba suele ser muy pequeño y, por lo tanto, no representa la diversidad de buceadores reales.
Resultado: Al inicio de la inmersión, la atención aumenta, luego disminuye lentamente, pero se mantiene elevada. Los resultados son mejores cuanto menor es el porcentaje de nitrógeno en el gas respiratorio.
Esto contradice diametralmente los resultados anteriores. Aunque antes siempre se suponía que la atención se reducía y que esto podía demostrarse mediante pruebas CFFF, nuestros buceadores están sistemáticamente más atentos a 50 metros con aire que nuestros sujetos de prueba menos experimentados a 30 metros.

MATB-II y otros: ¿Registro de las capacidades psicomotoras?

Hasta ahora hemos visto unos cuantos estudios interesantes, pero todos tienen un problema en común: sólo se mide la CFFF, la interpretación como «atención» es sólo eso, una interpretación. Y está abierto a debate si éste es realmente el único signo relevante de una fiebre de profundidad.

¿Qué queremos saber cuando viajamos muy profundo? Queremos realizar nuestra inmersión con seguridad -esto puede hacerse de forma relativamente mecánica, puede entrenarse- y queremos reaccionar de forma adecuada, flexible y rápida en caso de problemas. Esto se complica en estado de embriaguez: del mismo modo que probablemente puedas girar la llave de contacto y poner el coche en marcha después de dos pintas de cerveza, pero puede que no seas capaz de frenar con suficiente rapidez en el tráfico rodado si aparece un obstáculo inesperado, puede que no seas capaz de enfrentarte a problemas inesperados bajo el agua si estás embriagado. Y eso puede ser peligroso….

Por tanto, los estudios con pruebas más amplias son muy informativos. La psicomotricidad se manifiesta de distintas maneras: ¿Qué hace la profundidad en la memoria? ¿Aún es posible reaccionar? ¿Cómo se procesa la información? ¿Y puedes controlar los problemas?
Algunos estudios utilizan las pruebas MATB-II de la NASA, diseñadas para dispositivos relativamente sencillos. Las aptitudes que se ponen a prueba aquí son las que se esperan de los controladores aéreos, por ejemplo, pero como las tareas son relativamente poco específicas y sencillas, los resultados pueden proporcionar buenas indicaciones sobre las aptitudes generales.

Estudio de psicomotricidad

Un estudio de Freiberger et al. es algo más complicado que las simples pruebas CFFF. 2016: Influencia del N2, O2 y CO2 en el rendimiento psicomotor (en adelante: «Estudio psicomotor») Está disponible gratuitamente – si quieres leerlo, lo encontrarás enlazado más arriba. ¡Realmente merece la pena!

En este caso, las condiciones son diferentes a las de los estudios en el agua: en el estudio de la Marina, los sujetos de prueba se sientan con la cabeza fuera del agua en una piscina dentro de una cámara presurizada, donde están expuestos a la presión que se va a medir. Aquí se utilizaron pN2 de hasta 5,6 bares, pO2 de hasta 1,22 bares y una pCO2 aumentada en reposo y en movimiento para cubrir adecuadamente el espectro de mezclas gaseosas con respecto al aire/nitrox. En esta posición, realizaron pruebas MATB-II.
Se midió con precisión cómo reaccionaban, con qué rapidez, cómo procesaban la información y qué tan bien funcionaba cada parte de su memoria.

Lo que reveló el estudio:

• La atención y la velocidad de reacción se resienten con un pN2 elevado
• La memoria también se deteriora bajo la influencia de demasiado N2
• El tiempo de reacción para las cosas relacionadas con la memoria también está limitado por el O2 y el CO2
• Las capacidades de planificación y resolución de problemas están significativamente limitadas a pN2 y pCO2 más elevadas
• La capacidad motora no se ve afectada por el pN2
• Las habilidades motoras pueden entrenarse: los buceadores y las personas que juegan regularmente a videojuegos rinden mejor

Quizá el resultado más interesante de este estudio no sea tanto cómo se comportaron realmente los candidatos bajo determinadas presiones de gas, sino cómo evaluaron ellos mismos los resultados.

¿El oxígeno es narcótico?

Una cuestión que se discute a menudo es si el contenido de oxígeno del gas debe contarse como narcótico o no. ¿Tenemos que suponer que el oxígeno hace que la narcosis sea peor o menos mala? ¿El oxígeno es narcótico o no?

Según la teoría de la solubilidad en grasa, el oxígeno – un gas extremadamente soluble en grasa – debería ser narcótico. Al mismo tiempo, sin embargo, el oxígeno se metaboliza y puede que ni siquiera se enriquezca en las sinapsis en cantidades suficientes para causar síntomas.

Por desgracia, es imposible medir directamente el efecto narcotico del oxígeno a alta presión, ya que la toxicidad establece un límite mucho antes de que se produzca un posible efecto narcotico. Sin embargo, se pueden extraer indicaciones de algunos estudios sobre el nitrox.

Un ejemplo de ello es un experimento en el que 10 sujetos de prueba respiraron aire o EAN40 en una cámara presurizada. Durante una inmersión simulada a 30 metros, se realizó una prueba CFFF antes, al llegar a la profundidad, al cabo de 20 minutos (directamente antes del ascenso), al llegar a la superficie y 30 minutos después de la inmersión. Resultado: En ambos grupos, el estado de alerta aumenta al principio de la inmersión, con nitrox significativamente más que con aire. Hacia el final, y también después en la superficie, entonces disminuye significativamente – con Nitrox, sin embargo, bastante menos que con aire, y después de bucear vuelves a alcanzar inmediatamente un nivel normal.

Si se quiere entender esta disminución del estado de alerta como un signo de narcosis, se puede leer este estudio como una indicación de que el nitrox es menos narcótico que el aire y, en consecuencia, de que el oxígeno probablemente no tiene un efecto narcótico, o al menos no tan fuerte como el nitrógeno.

También existen estudios recientes de las ondas cerebrales en sujetos que han respirado aire a presión normal y oxígeno puro a presión normal y elevada, que sugieren que a presión elevada, respirar oxígeno puro provoca cambios en la actividad cerebral diferentes de los que se sabe que se producen al respirar aire y que pueden estar asociados al efecto narcótico.

Sin embargo, la cuestión es realmente mucho menos relevante en la práctica de lo que cabría esperar de los acalorados debates: se puede creer que a 40 m se siente menos anestesia con una EAN28 que con aire. Con una diferencia del 7%, debería ser difícil demostrar algo más que un efecto placebo, pero como no hay nada malo en utilizar una EAN28, quien quiera puede hacerlo sin más. Por otra parte, cuando se trata de determinar la EAD en una trimix, la diferencia entre suponer que el O2 es o no narcótico es tan pequeña que toda la discusión es más bien académica.

¿Es posible entrenar la narcosis?

Muchos buceadores afirman que tienen suficiente experiencia como para no sentir ya la narcosis: están convencidos de que se puede entrenar para que desaparezca. Pero, ¿es realmente así?

De hecho, existen al menos algunas pruebas de que la experiencia ayuda de distintas formas a afrontar un subidón de profundidad. En el estudio de destrezas psicomotoras, los que tenían más experiencia de buceo obtuvieron mejores resultados, lo que indica que quizá se pueda entrenar el manejo de presiones elevadas. En el estudio de comparación de gases respiratorios, los resultados de los sujetos de prueba, todos ellos buceadores experimentados, también fueron mejores que en el estudio de anestesia superficial, en el que participaron buceadores menos experimentados.

Además, los estudios sobre la química del cerebro han mostrado cambios tras la exposición repetida a pN2 elevados. Sin embargo, no está claro si esto es realmente un signo de habituación y qué efectos tiene sobre las habilidades relevantes bajo el agua.

Lo que sí puedes entrenar es cómo enfrentarte a la intoxicación. Puedes acostumbrarte a no tener la mente tan clara. Y, sobre todo, puedes entrenar tus propias habilidades de buceo para que funcionen sin pensar: como también hemos visto en el estudio de psicomotricidad, las habilidades mecánicas se conservan en gran medida.

¿La narcosis es más fuerte en la oscuridad y con frío?

Los buceadores en particular, que también pasan mucho tiempo en lagos profundos, suelen describir la narcosis como algo completamente distinto en el frío y la oscuridad que en las aguas cálidas e inundadas de luz. ¿Cuál es la historia?

En primer lugar, no se puede demostrar que haya diferencias en las distintas condiciones de inmersión, al menos si crees en el «estudio de las condiciones ambientales». Pero: en este estudio no se probaron condiciones realmente oscuras y frías.

Ahora bien, hay dos cosas que pueden influir aquí.

Por un lado, sueles bucear en aguas frías con un traje seco, y a menudo también con una bibotella. Así que tienes que mover más equipo que con un neopreno fino, y eso es un poco más agotador. Sin embargo, el esfuerzo en combinación con el gas respirable cada vez más denso en profundidad puede hacer que aumente el nivel de CO2, lo que a su vez resulta bastante opresivo: El CO2 es altamente narcótico, y además desencadena una reacción que es definitivamente sospechosa de convertir una inmersión profunda «suave y eufórica» en una inmersión desagradable y mala. El hambre de aire asociada al aumento del nivel de CO2, la sensación de falta de aire, puede intensificar los sentimientos inquietantes. Así que realmente puede tener una causa fisiológica, que no sólo interviene en el frío, sino también en otros esfuerzos, por ejemplo cuando tienes que luchar contra una ligera corriente.

Por otra parte, puedes imaginar que la oscuridad en combinación con la profundidad es simplemente algo inquietante. Por lo tanto, la misma narcosis puede ser diferente. Pero eso no lo hace necesariamente más fuerte, simplemente lo percibes de forma diferente.

¿Puedes hacer algo contra la narcosis?

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Si en realidad no puedes acostumbrartela narcosis de nitrógeno y depende mucho de tu estado de ánimo, ¿hay algo que puedas hacer para minimizar el riesgo?

En sentido estricto, sólo hay una cosa que hacer: mantener el pN2 por debajo del umbral que se vuelve problemático. Y hay dos formas de hacerlo: puedes sustituir parte del nitrógeno por helio, o puedes quedarte a menos profundidad.

Por supuesto, aquí no puede haber un límite rígido; como hemos visto, el efecto de la narcosis se establece gradualmente y se hace cada vez más fuerte a medida que aumenta el pN2. Tal vez una pauta útil sea la siguiente: Si realmente quieres ser cuidadoso, hasta 30 m la profundidad máxima no es especialmente limitante para la mayoría de las personas en la mayoría de las situaciones. En el intervalo entre 30 m y 40 m, la mayoría de la gente siente un efecto perceptible, y ya merece la pena pensar detenidamente en las posibles consecuencias y, si resulta incómodo, aplanarse inmediatamente o pensar en gases respiratorios alternativos. A partir de 40 m, los efectos aumentan significativamente. Las inmersiones a estas profundidades son posibles con aire y también se realizan. Pero requieren absolutamente una decisión informada, precaución y el conocimiento de que, en caso de duda, elegir un gas respirable diferente será la opción más segura. Y, sobre todo, no debes intentar convertir la profundidad máxima a la que se puede bucear con aire en una prueba de valor o un bautismo de fuego.