После нескольких глубоких вдохов начинается головокружение и даже может остановиться дыхание. Как объяснить это явление?

Дело в том, что дыхание - это несамопроизвольный процесс. Дыхание тщательно контролируется дыхательными центрами, которые распологаются в продолговатом мозге.

В продолговатый мозг приходит информация о конценрации кислорода (O₂) и диоксида углерода (углекислого газа) (СО₂). Когда концентрация кислорода велика, мозг подает сигналы и происходит выдох. Когда кислород находится в недостатке, то происходит вдох. Если сделать несколько глубоких вдохов, то произойдет перенасыщение мозга кислородом. И тогда продолговатый мозг, дабы спастись, идет на кардинальные меры - останавливает дыхание.

избыток кислорода в крови оказывает тормозящее воздействие на дыхательный центр продолговатого мозга