Reakcja nurkowania składa się z zestawu autonomicznych odruchów obserwowanych u zwierząt wszystkich klas kręgowców 1. W odpowiedzi na zanurzenie pod wodą, ta odruchowo wywołana reakcja składa się z bezdechu, bradykardii i zmiany przepływu krwi, która utrzymuje przepływ do serca, mózgu i ćwiczących mięśni, jednocześnie ograniczając przepływ do wnętrzności i mięśni niećwiczących 2. Wiele metabolicznych i krążeniowo-oddechowych aspektów reakcji ssaków na nurkowanie zostało dobrze zbadanych 2,3, w tym te u ludzi 4,5. Jednak to, czego do niedawna stosunkowo brakowało, to badanie głównych aspektów integracyjnych reakcji nurkowej. Co dzieje się w pniu mózgu i jaka jest ścieżka neuronalna krok po kroku, która łączy wejścia aferentne z wyjściami odprowadzającymi podczas tego odruchu autonomicznego? Odpowiedź na te pytania będzie wymagała odpowiedniego modelu zwierzęcego 6. Porzekadło w fizjologii porównawczej, zasada Krogha 7, mówi, że dla każdego pytania badawczego istnieje jakieś zwierzę z wyboru, na którym problem może być najwygodniej zbadany. Najbardziej odpowiednim zwierzęciem do badania centralnych aspektów reakcji nurkowej jest szczur 6,8. W dużej mierze wynika to z faktu, że mózgi szczurów zostały bardzo dobrze scharakteryzowane, zarówno anatomicznie, jak i funkcjonalnie, a dostępnych jest wiele atlasów mózgów szczurów 6. Ponadto szczur jest szczególnie przydatny w badaniach krążeniowo-oddechowych, ponieważ fizjologia szczura jest dobrze znana we wszystkich głównych układach narządów, a szczur jest dobrze uważany za model zwierzęcy w biologii systemów. Wreszcie szczur laboratoryjny jest udomowioną wersją dzikiego Rattus norvegicus, zwierzęcia, które rutynowo pływa i nurkuje pod wodą 6. Opierając się na tych rozważaniach, szczur jest dobrym wyborem do badań badających główne aspekty reakcji ssaków na nurkowanie. Dla porównania, wykorzystanie zwierząt morskich do zbadania głównych aspektów reakcji ssaków na nurkowanie byłoby znacznie trudniejsze. Wynika to w dużej mierze z faktu, że zwierzęta morskie mają stosunkowo duże i niejednorodnej wielkości mózgi, a także ze względu na względną trudność i wysokie koszty utrzymania tych zwierząt.
Szczury były wcześniej wykorzystywane do badania wielu aspektów reakcji ssaków na nurkowanie, głównie w sytuacjach związanych z przymusowym zanurzeniem pod wodą 9-12. Jednak wiele badań na zwierzętach morskich i wodnych wykazało, że może istnieć zróżnicowana reakcja na nurkowanie w zależności od tego, czy zanurzenie było wymuszone, czy dobrowolne 2,13. Zwierzęta nurkujące mogą wykazywać niezwykle intensywną bradykardię podczas nurkowania wymuszonego, ale znacznie mniej intensywną bradykardię podczas nurkowania dobrowolnego. "Stres" związany z wymuszonym zanurzeniem może znacząco zmienić reakcje sercowo-naczyniowe podczas nurkowania u wielu zwierząt14. Małe gryzonie, takie jak piżmaki, wykazują również bardziej intensywną reakcję nurkowania podczas wymuszonego zanurzenia niż podczas nurkowania dobrowolnego 15,16. Tak więc, jeśli szczury mają być wykorzystane do zbadania głównych aspektów reakcji ssaków na nurkowanie, badacze powinni być świadomi, że szczur przymusowo zanurzony pod wodą może wywołać reakcję inną niż szczur nurkujący dobrowolnie.
Celem tego artykułu jest dostarczenie szczegółowych instrukcji, jak trenować szczury do dobrowolnego nurkowania pod wodą. Procedury te nie są trudne technicznie, ale mogą być czasochłonne. Szkolenie prowadzone jest w taki sposób, aby zmniejszyć stres, który w przeciwnym razie mógłby być związany z przymusowym zanurzeniem pod wodą. Ta dobrowolna technika nurkowania powinna zminimalizować aktywację centralnych szlaków stresu, a tym samym umożliwić lepsze badanie centralnych aspektów reakcji nurkowej. Samo szkolenie szczurów do dobrowolnego nurkowania pod wodą nie generuje żadnych danych, które można by wykorzystać do zbadania głównych aspektów reakcji ssaków na nurkowanie. W związku z tym podano również przykłady wykorzystania szczurów nurkujących dobrowolnie w połączeniu z innymi fizjologicznymi i neuroanatomicznymi technikami badawczymi oraz tego, jak podstawowe szkolenie nurkowe może wymagać modyfikacji, aby dostosować je do innych technik.