Heti kun päästiin selville paineilman vaaroista ja rajoituksista syväsukelluksessa, tutkimus suuntautui muihin kaasuihin. Jo vuonna 1917 Elihu Thomson ehdotti heliumia typen korvikkeeksi. Sitten vuonna 1924 ryhmä kemistejä, fyysikoita ja lääkäreitä, muun muassa Behnke, Yarborough, Yant, Sayers ja eräät muut Yhdysvaltojen laivaston palveluksessa työskentelevät tutkijat, alkoi kokeilla heliumia hengitys-kaasuna. Heliumilla, joka painaa vain seitsemäsosan ilman painosta, täytettiin aikaisemmin ilmapalloja ja ilmalaivoja.

Kun heliumia alettiin käyttää hengityskaasu-seoksissa, todettiin, ettei se aiheuttanut typpi-huumauksen kaltaisia oireita. Joitakin vuosia myöhemmin Nohl teki ensimmäisen syväsukelluksen heliumin ja hapen seosta hengittäen. Vuonna 1935 tehtiin useita onnistuneita sukelluksia noin 120 metrin syvyyteen. Näiden varhaisten kokeiden menestys osoitti helium-seosten käyttökelpoisuuden.

Pian melkein kaikki teollisuuden palveluksessa toimivat sukeltajat alkoivat käyttää yli 60 metrin syvyyteen ulottuvissa sukelluksissa heliumin ja hapen seosta.

Vety, maailmankaikkeuden kevyin alkuaine, vaikutti myös kaasuseoksiin soveltuvalta aineelta. Arne Zetterströmin kuolema ja vedyn käsittelyssä tarvittava varovaisuus ilmeisesti kuitenkin pelottivat sukeltajia.

Kuusitoista vuotta Zetterströmin kokeen jälkeen nuori sveitsiläinen matematiikan opettaja nimeltä Hannes Keller sukelsi Sveitsin Lago Maggioressa 222 metrin syvyyteen. Pinnan lähellä hän hengitti puhdasta happea ja vaihtoi sen sitten itse suunnittelemiinsa kaasuseoksiin. Kaikkiaan hän käytti kolme hengityskaasusäiliötä. Vuotta myöhemmin Keller kokeili menetelmäänsä 300 metrin syvyydessä Ranskan laivaston hydropneumaattisessa kammiossa Toulonissa. Vuonna 1962 hänet laskettiin 300 metrin syvyyteen erikoisvalmisteisessa kammiossa. Hän siirtyi veteen pohjaluukusta ja ui vapaasti ilmaletkun avulla hengittäen.

Ihmisillä tehdyt laboratoriokokeet ovat osoittaneet, ettei heliumin ja hapen seosta hengitettäessä ilmene psyykkisiä ongelmia, ei ainakaan alle 400 metrin syvyydessä. Eläinkokeita on tehty haittavaikutuksitta aina l000 metrin syvyyttä vastaavissa olosuhteissa, joissa vallitsee sadan ilmakehän paine. Heliumin pieni tiheys helpottaa huomattavasti kaasujen vaihtoa ja keuhkojen tuuletusta. Muun muassa Marseillessa sijaitsevassa merentutkimuskeskuksessa tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että ihminen voi sukeltaa helioksia hengittäen enintään noin 600 metrin syvyyteen. Ne ovat myös osoittaneet, että hengityskaasujen tiheys aiheuttaa koe-eläimille ongelmia 800—1000 metrin syvyyttä vastaavissa olosuhteissa. Eläimillä, jotka hengittävät tässä syvyydessä heliumin ja hapen seosta, esiintyy samanlaisia vaikeuksia kuin niillä eläimillä, jotka hengittävät typen ja hapen seosta 170—210 metrin syvyydessä.

Heliumilla on kuitenkin omat haittansa. Vaikka esimerkiksi toivottiin, että paineentasaus-vaihe lyhenisi kaasun poistuessa nopeammin elimistöstä, aikaero osoittautui 70—90 metrin syvyydessä tehdyissä kokeissa mitättömäksi. Heliumseoksia käytettäessä tarvitaan monimutkaisia, kalliita laitteita ja hankalia toimenpiteitä. Helium johtaa hyvin lämpöä ja nopeuttaa ruumiin lämmönhukkaa. Se tunkeutuu myös lämpöä eristäviin aineisiin ja vähentää suuresti niiden tehoa.

Hannes Keller poistui kuvassa näkyvästä kammiosta 300 metrin syvyydessä ja ui vapaasti ilmaletkun kautta hengittäen.	Keller valmistautuu 300 metrin sukellukseensa vuonna 1962. Hän pääsi syvemmälle mereen kuin kukaan toinen ilman raskassukelluslaitetta liikkunut sukeltaja ennen häntä. Keller käytti kokeessaan kolmen hengityskaasusäiliön sisältöä.