A resposta de mergulho consiste em um conjunto de reflexos autonômicos vistos em animais de todas as classes de vertebrados 1. Em resposta à submersão na água, essa resposta induzida por reflexo consiste em apneia, bradicardia e uma alteração do fluxo sanguíneo que mantém o fluxo para o coração, cérebro e músculos em exercício, limitando o fluxo para vísceras e músculos que não se exercitam 2. Muitos dos aspectos metabólicos e cardiorrespiratórios da resposta ao mergulho em mamíferos foram bem investigados 2,3, incluindo aqueles em humanos 4,5. No entanto, o que tem faltado relativamente, até recentemente, é a investigação dos aspectos integrativos centrais da resposta ao mergulho. O que acontece dentro do tronco cerebral e qual é a via neuronal passo a passo, que conecta entradas aferentes a saídas eferentes durante esse reflexo autonômico? Responder a essas perguntas exigirá um modelo animal apropriado 6. Um adágio em fisiologia comparada, o princípio de Krogh 7, é que para cada questão de pesquisa há algum animal de escolha no qual o problema pode ser mais convenientemente estudado. Um animal mais apropriado para estudar os aspectos centrais da resposta ao mergulho é o rato 6,8. Em grande parte, isso se deve ao fato de que os cérebros de ratos foram muito bem caracterizados, tanto anatômica quanto funcionalmente, e muitos atlas cerebrais de ratos estão disponíveis 6. Além disso, o rato é particularmente útil na pesquisa cardiorrespiratória, porque a fisiologia do rato é bem conhecida em todos os principais sistemas de órgãos, e o rato é bem considerado um modelo animal em biologia de sistemas 6. Finalmente, o rato de laboratório é a versão domesticada do selvagem Rattus norvegicus, um animal que rotineiramente nada e mergulha debaixo d'água 6. Com base nessas considerações, o rato é uma boa escolha para estudos que investigam os aspectos centrais da resposta ao mergulho dos mamíferos. Em comparação, usar animais marinhos para investigar os aspectos centrais da resposta de mergulho dos mamíferos seria muito mais difícil. Isso se deve em grande parte aos animais marinhos terem cérebros comparativamente grandes e de tamanho não uniforme, e à relativa dificuldade e alto custo de abrigar esses animais.
Os ratos já foram usados para investigar muitos aspectos da resposta de mergulho dos mamíferos, principalmente em situações envolvendo submersão subaquática forçada 9-12. No entanto, muitos estudos em animais marinhos e aquáticos mostraram que pode haver uma resposta diferencial ao mergulho com base no fato de a submersão ter sido forçada ou voluntária 2,13. Animais mergulhadores podem apresentar uma bradicardia extremamente intensa durante o mergulho forçado, mas uma bradicardia muito menos intensa durante o mergulho voluntário. O "estresse" da submersão forçada pode alterar significativamente as respostas cardiovasculares do mergulho em muitos animais 14. Pequenos roedores, como os ratos almiscarados, também mostram uma resposta de mergulho mais intensa durante a submersão forçada do que durante o mergulho voluntário 15,16. Assim, se os ratos forem usados para investigar os aspectos centrais da resposta de mergulho dos mamíferos, os investigadores devem estar cientes de que um rato submerso à força debaixo d'água pode produzir uma resposta diferente da de um rato que mergulha voluntariamente.
O objetivo deste artigo é fornecer instruções detalhadas sobre como treinar ratos para mergulhar voluntariamente debaixo d'água. Esses procedimentos não são tecnicamente difíceis, mas podem ser demorados. O treinamento é conduzido de forma a reduzir o estresse que poderia estar associado à submersão subaquática forçada. Esta técnica de mergulho voluntário deve minimizar a ativação das vias centrais de estresse e, assim, permitir uma melhor investigação dos aspectos centrais da resposta ao mergulho. Por si só, treinar ratos para mergulhar voluntariamente debaixo d'água não gera dados que possam ser usados para investigar os aspectos centrais da resposta de mergulho dos mamíferos. Portanto, exemplos de como ratos de mergulho voluntário foram usados em conjunto com outras técnicas de pesquisa fisiológica e neuroanatômica, e como o treinamento básico de mergulho pode precisar ser modificado para acomodar essas outras técnicas, também são fornecidos.