
המחקר התמקד ב-17 צוללים חופשיים מנוסים, כולם גברים בני 27 עד 55, שעברו שבעה חודשי אימון מסודר. לצדם השתתפו 20 גברים פעילים גופנית שלא עסקו בצלילה חופשית. לפני ואחרי תקופת האימון עברו הצוללים סריקות מוח בזמן נשימה רגילה וגם בזמן עצירת נשימה, ובנוסף נבדקה היכולת שלהם לזהות ולזכור צירופים של מיקומים ותנועות ידיים.

לאחר שבעה חודשים נראו שינויים באופן שבו אזורים שונים במוח מתקשרים זה עם זה. השינוי הבולט ביותר היה בהיפוקמפוס, אזור חשוב לזיכרון ולניווט. שתי ההמיספרות שלו יצרו קשרים חזקים יותר עם המוח הקטן, שמעורב לא רק בתנועה אלא גם בתהליכי חשיבה וזיכרון. במקביל, נחלשו חלק מהקשרים בין ההיפוקמפוס לבין אזורים שאחראים על תנועה ועיבוד תחושתי.
החוקרים סבורים שהמוח עשוי במצבים כאלה "להעביר משאבים" פנימה ולהפחית את ההתמקדות בגירויים חיצוניים, כדי לשמור טוב יותר על תפקודים חשובים בתנאים של מחסור בחמצן. ואכן, אצל חלק מהצוללים נמצא קשר בין דפוסי התקשורת החדשים לבין ביצועים טובים יותר במבחני זיכרון. הממצאים עשויים בעתיד לסייע בפיתוח שיטות אימון מבוקרות שיחזקו את עמידות המוח למצבי מחסור בחמצן, הזדקנות או מחלות ניווניות.
אבל החוקרים מדגישים שממש לא מדובר בהמלצה להתחיל לעצור את הנשימה בבית. המחקר היה קטן, וקבוצת הביקורת לא עברה סריקות חוזרות, כך שלא ניתן לקבוע בוודאות שהצלילה החופשית היא שגרמה לשינויים. מחסור ממושך בחמצן עלול לגרום לסחרחורת, בלבול, פרכוסים, נזק מוחי ואף מוות, וצלילה חופשית עצמה עלולה להיות מסוכנת מאוד ללא אימון והשגחה מתאימים.