宇航员有一种意想不到的能力,可以帮助他们在太空中“飞行”
扎根于地球,即使是最不协调的人类也可以很容易地感觉到我们的四肢在哪里拍打,以及我们是否在移动、跌倒或坐直,以及一些方便的身体系统的输入。但是,消除重力,戴上虚拟现实头盔,或者坐在行驶中的汽车中,事情就会变得有点昏昏欲睡。
幸运的是,宇航员非常灵巧适应微重力当驻扎在轨道航天器上时。一项新的研究发现,人们在太空中或着陆后测量运动的能力没有明显变化。
几乎没有重力会改变宇航员的运动感知,使他们感觉自己像是移动速度比实际速度快当他们在狭窄、失重的宿舍里拉链时。然而,研究发现,他们仍然可以准确地判断他们在太空飞行期间和之后的视觉模拟中沿着走廊走了多远。
“根据我们的研究结果,人类似乎能够令人惊讶地使用视觉充分弥补地球正常环境的不足,”说劳伦斯·哈里斯(Laurence Harris),多伦多约克大学的感觉生理学家,该研究的资深作者。
我们的身体确定位置变化的一种方式是通过每只耳朵深处的几个循环通道中所含的液体的嗖嗖声和冲刷声。知道作为前庭系统,它为我们提供了加速、倾斜和旋转的感知。
在太空中,微重力通过消除前庭系统通常会处理的一些信息来破坏前庭系统:重力对地球的持续拉力告诉我们哪个方向是向上的。
人们认为,这种破坏可以通过要求人们仰卧或侧卧来模仿。在这些水平位置,这些通道中的流体在测量位置时不太准确。
通常,前庭系统与视觉系统协同工作,以感知我们走了多远、多快以及朝哪个方向走了。但在轨道上,宇航员对在内耳液体中旋转的微小颗粒的“负荷”较小,并且可能对视觉信息更加敏感。
哈里斯及其同事想知道这将如何影响宇航员在视觉模拟中,在长时间太空飞行期间和之后对行进距离的感知,以及身体姿势的变化是否具有类似的效果。
研究人员测试了十几名宇航员 - 六名男性和六名女性 - 在他们为期一年的国际空间站(ISS)任务之前,期间和之后,并将他们的表现与20个地球控制进行了比较。
在他们离开和返回地球之前,宇航员接受了直立和仰卧的测试;在太空中,它们自由漂浮,但被绑在靠背上。
这太空飞行对健康的影响是太空任务的一大焦点,特别是随着美国宇航局等航天机构和中国等国家准备将宇航员送上火星.
在太空飞行后不久,宇航员在执行任务前躺下时与坐直时相比,在视觉任务中略微高估了距离,尽管这些差异后来消失了。
然而,平均而言,宇航员在太空中行走的距离感知在太空期间没有显着变化,也没有在他们返回后的一周或85天内发生显着变化。这与哈里斯及其同事先前的发现相似,这些发现表明宇航员有在太空中定位自己没有问题.
对于宇航员需要快速通过国际空间站定位设备或到达逃生舱口的紧急情况来说,这是个好消息,研究人员说.
“非常令人欣慰”的是,宇航员在轨道上停留了几天甚至几个月后,就可以“非常精确地”衡量他们在虚拟空间中移动了多远。说哈里斯。
当然,这是一项针对少数训练有素的人的小型研究,需要更多的研究来更好地了解前庭系统在估计向前运动方面所起的作用,以及重力是否以其他方式扭曲感知。
该研究已发表在npj 微重力.