返回首页
www.topisme.com

人类大脑被欺骗以感受令人眩晕的太空飞行副作用

一名三次航天飞机指挥官在航天飞机着陆模拟过程中使用电前庭刺激(GVS)系统。GVS向前庭神经输送少量电力,前庭神经随后将信号发送到大脑,导致感觉运动障碍,这与宇航员返回地球时所经历的类似。

一种新的装置,在人类大脑中人工诱导太空飞行的令人眩晕的效果,而不需要真正离开地球,它正在成为训练新飞行员和宇航员的工具。”

这个系统是由纽约西奈山医学院神经病学副教授史蒂文·摩尔领导的一个研究小组创建的。

该工具被称为前庭电流刺激(GVS)系统,它会引起宇航员在太空任务后适应地球引力时通常会感受到的感觉和行动障碍。它会让运动控制受损的人眼花缭乱,感觉笨拙。

位于休斯顿的非营利科学研究所国家科学生物医学研究所感觉运动适应小组成员Moore说:“你可以在地球上的正常条件下进行太空飞行任务的训练,但这并不能说明宇航员的感受。”“GVS系统将使任务模拟更加逼真。这对宇航员训练非常有益,尤其是对那些没有流动的宇航员。”

太空飞行副作用

太空飞行的副作用包括感觉和行动障碍,这些障碍会影响视觉和神经功能,影响宇航员在返回地球期间降落航天器的能力(及其重力)。一旦到达地面,宇航员经常难以保持平衡,也难以完成基本的身体功能,比如走路

GVS系统使用耳后电极向前庭神经传递小电击。这些信号基本上被发送到大脑,使其体验到太空飞行的副作用,如头晕或笨拙的运动功能。

摩尔说:“我们知道GVS是微重力对宇航员影响的一个很好的模型。”“我们不知道的是,操作模拟GVS对太空飞行的影响有多好。我们现在已经有了一个现成的地面模拟,用于太空飞行对神经功能的影响,而不仅仅是姿势、平衡和眼球运动。”

挡板模拟

在位于加利福尼亚州莫菲特菲尔德的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的垂直运动模拟器中,摩尔人在12名志愿者身上测试了该系统。受试者包括一名资深航天飞机指挥官、美国国家航空局试飞员和美国空军飞行员。

Eachsubject飞行了16次模拟航天飞机着陆,飞行员在其中8次模拟中体验了GVS模拟。这项研究的结果与从100多个真实的航天飞机着陆中收集的数据进行了比较。

Moore说,在真正的航天飞机着陆中,就着陆速度和下沉率而言,每五个航天飞机中就有一个超出了最佳性能范围。他解释说,使用该系统的飞行员着陆速度比没有使用该系统时略快,与实际着陆中的航天飞机飞行员相似。

摩尔说:“在没有GVS的情况下,它们正好在204节左右的目标上。”“GVS的平均速度被提高到了210节左右,这是目标射程的上限。”

受试者在例行着陆接近制动操作中也遇到了GVS引起的问题,在该操作中,飞行员被要求对航天飞机的滑翔角进行重大改变。

在航天飞机着陆期间,这是进近过程中飞行员通常会遇到感觉和运动控制问题以及由于加速度而增加重力的点。

摩尔说:“GVS对神经的刺激使模拟器飞行员认为航天器正在四处移动。”“我们对这一结果感到高兴。GVS在模拟着陆中引起的下降与实际航天飞机着陆时的下降相似。”

使用GVS

因此,尽管这项研究使用了航天飞机着陆作为试验台,Moore说GVS也是其他太空飞行器和操作的可行模拟物,比如在火星上着陆。

研究人员还测试了60名单独的受试者,以确定他们在15到20分钟的疗程中对GVS刺激的耐受性。

超过90%的受试者具有高耐受性,结果表明GVS刺激会削弱与空间处理相关的认知能力。未来的研究将研究人们是否有能力在多个疗程中适应GVS的使用。

虽然GVS系统可以成为训练宇航员的有用工具,但它也可以用于训练飞机飞行员,并为前庭疾病患者做好手术后的准备。


站长QQ:316065270   联系邮箱:316065270@qq.com
Copyright © 2023 Topisme All Rights Reserved.
www.topisme.com 版权所有
沪ICP备11005729号-1