宇航員有一種意想不到的能力,可以幫助他們?cè)谔罩小帮w行”
扎根于地球,即使是最不協(xié)調(diào)的人類也可以很容易地感覺(jué)到我們的四肢在哪里拍打,以及我們是否在移動(dòng)、跌倒或坐直,以及一些方便的身體系統(tǒng)的輸入。但是,消除重力,戴上虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔,或者坐在行駛中的汽車(chē)中,事情就會(huì)變得有點(diǎn)昏昏欲睡。
幸運(yùn)的是,宇航員非常靈巧適應(yīng)微重力當(dāng)駐扎在軌道航天器上時(shí)。一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn),人們?cè)谔罩谢蛑懞鬁y(cè)量運(yùn)動(dòng)的能力沒(méi)有明顯變化。
幾乎沒(méi)有重力會(huì)改變宇航員的運(yùn)動(dòng)感知,使他們感覺(jué)自己像是移動(dòng)速度比實(shí)際速度快當(dāng)他們?cè)讵M窄、失重的宿舍里拉鏈時(shí)。然而,研究發(fā)現(xiàn),他們?nèi)匀豢梢詼?zhǔn)確地判斷他們?cè)谔诊w行期間和之后的視覺(jué)模擬中沿著走廊走了多遠(yuǎn)。
“根據(jù)我們的研究結(jié)果,人類似乎能夠令人驚訝地使用視覺(jué)充分彌補(bǔ)地球正常環(huán)境的不足,”說(shuō)勞倫斯·哈里斯(Laurence Harris),多倫多約克大學(xué)的感覺(jué)生理學(xué)家,該研究的資深作者。
我們的身體確定位置變化的一種方式是通過(guò)每只耳朵深處的幾個(gè)循環(huán)通道中所含的液體的嗖嗖聲和沖刷聲。知道作為前庭系統(tǒng),它為我們提供了加速、傾斜和旋轉(zhuǎn)的感知。
在太空中,微重力通過(guò)消除前庭系統(tǒng)通常會(huì)處理的一些信息來(lái)破壞前庭系統(tǒng):重力對(duì)地球的持續(xù)拉力告訴我們哪個(gè)方向是向上的。
人們認(rèn)為,這種破壞可以通過(guò)要求人們仰臥或側(cè)臥來(lái)模仿。在這些水平位置,這些通道中的流體在測(cè)量位置時(shí)不太準(zhǔn)確。
通常,前庭系統(tǒng)與視覺(jué)系統(tǒng)協(xié)同工作,以感知我們走了多遠(yuǎn)、多快以及朝哪個(gè)方向走了。但在軌道上,宇航員對(duì)在內(nèi)耳液體中旋轉(zhuǎn)的微小顆粒的“負(fù)荷”較小,并且可能對(duì)視覺(jué)信息更加敏感。
哈里斯及其同事想知道這將如何影響宇航員在視覺(jué)模擬中,在長(zhǎng)時(shí)間太空飛行期間和之后對(duì)行進(jìn)距離的感知,以及身體姿勢(shì)的變化是否具有類似的效果。
研究人員測(cè)試了十幾名宇航員 - 六名男性和六名女性 - 在他們?yōu)槠谝荒甑膰?guó)際空間站(ISS)任務(wù)之前,期間和之后,并將他們的表現(xiàn)與20個(gè)地球控制進(jìn)行了比較。
在他們離開(kāi)和返回地球之前,宇航員接受了直立和仰臥的測(cè)試;在太空中,它們自由漂浮,但被綁在靠背上。
這太空飛行對(duì)健康的影響是太空任務(wù)的一大焦點(diǎn),特別是隨著美國(guó)宇航局等航天機(jī)構(gòu)和中國(guó)等國(guó)家準(zhǔn)備將宇航員送上火星.
在太空飛行后不久,宇航員在執(zhí)行任務(wù)前躺下時(shí)與坐直時(shí)相比,在視覺(jué)任務(wù)中略微高估了距離,盡管這些差異后來(lái)消失了。
然而,平均而言,宇航員在太空中行走的距離感知在太空期間沒(méi)有顯著變化,也沒(méi)有在他們返回后的一周或85天內(nèi)發(fā)生顯著變化。這與哈里斯及其同事先前的發(fā)現(xiàn)相似,這些發(fā)現(xiàn)表明宇航員有在太空中定位自己沒(méi)有問(wèn)題.
對(duì)于宇航員需要快速通過(guò)國(guó)際空間站定位設(shè)備或到達(dá)逃生艙口的緊急情況來(lái)說(shuō),這是個(gè)好消息,研究人員說(shuō).
“非常令人欣慰”的是,宇航員在軌道上停留了幾天甚至幾個(gè)月后,就可以“非常精確地”衡量他們?cè)谔摂M空間中移動(dòng)了多遠(yuǎn)。說(shuō)哈里斯。
當(dāng)然,這是一項(xiàng)針對(duì)少數(shù)訓(xùn)練有素的人的小型研究,需要更多的研究來(lái)更好地了解前庭系統(tǒng)在估計(jì)向前運(yùn)動(dòng)方面所起的作用,以及重力是否以其他方式扭曲感知。
該研究已發(fā)表在npj 微重力.
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