Ученые изучили изменение зрительного восприятия в невесомости
Исследователи Института физиологии имени И. П. Павлова РАН, СПбГУ, НИУ ВШЭ и Института медико-биологических проблем РАН исследуют влияние гравитации на механизмы восприятия пространства и управления собственным движением людей, находящихся в невесомости. Исследователи выяснили, что после ослабления гравитационной нагрузки, моторная реакция человека менее подвержена влиянию оптической иллюзии, чем в норме.
Ученые поставили эксперименты, выявляющие роль зрительного восприятия в условиях космического полета, когда кинестетическая информация подвергается искажению, а визуальная – способна компенсировать его. Исследователи предлагают дополнить методику исследований моделью, где были бы разделены механизмы двух зрительных подсистем – одной, направленной на совершение действий, и другой, отвечающей за восприятие.
Известно, что гравитационная разгрузка (ослабление гравитационной нагрузки) может влиять на тело и мозг космического путешественника разными способами. Любопытно проследить историю осознания проблем, которые могут возникнуть во время космических полетов, на примерах из художественной литературы. Еще Иоганн Кеплер («Сон, или Посмертное сочинение о лунной астрономии», 1634) предлагал, во-первых, отбирать для космических путешествий только здоровых испытателей, и, во-вторых, для безопасности путешественников усыплять их посредством наркотиков и опиума.
Герои повести «Вне Земли» К. Э. Циолковского (1920) бодрствовали, поэтому в первые мгновения невесомости испытывали то, что позднее получит название «ориентационных иллюзий», вследствие возникновения безопорного состояния (отсутствия опорной афферентации) и нарушении работы вестибулярного аппарата (отолиты, расположенные в полукружных каналах, теряют вес).
В более поздних научно-фантастических произведениях, таких, как «Путевой обходчик» Уолтера Миллера (1957), «Луна – суровая хозяйка» Роберта Хайнлайна (1966), перед героями встает и проблема мышечной атрофии, которая, по-видимому, может вести к дефициту проприоцептивной информации, то есть, к снижению степени осознания положения собственного тела в пространстве – за счет недостатка информации от мышц и сухожилий.
В результате таких нарушений (отсутствие опорной афферентации, уменьшение обратной связи от проприоцепции и искажение вестибулярного входа) происходит реорганизация систем управления движением – больший вес придается сигналам от сенсорных систем, менее зависимым от гравитации, и, следовательно, менее подверженных влиянию невесомости, в частности – зрительной системе.
Изучение механизмов сенсорных взаимодействий и их нарушений производится комплексно, как, собственно, во время космических полетов, так и в наземных исследованиях, позволяющих использование как большего размера выборок, так и более строгой циклограммы (плана) исследований. Существуют различные способы моделирования состояния невесомости. Наряду с моделями параболического полета, разгрузки одной из конечностей, подводного погружения и антиортостатической гипокинезии в гравитационной физиологии широко используется такая модель гравитационной разгрузки, как «сухая» иммерсия.
Испытатели, пребывающие в «сухой» иммерсии, погружены на свободно плавающей водонепроницаемой ткани в ванну, наполненную теплой водой, и остаются в таком положении в зависимости от плана опыта на протяжении от шести часов до 56 суток.
Как правило, на основе экспериментов, имитирующих состояние невесомости и включающих выполнение движений со зрительной обратной связью, изучаются изменения и адаптационные процессы в зрительной системе в целом. Между тем за рамками гравитационной физиологии и психофизиологии получила широкое распространение теория двух зрительных подсистем – «для действия» и «для восприятия», которые анатомически и функционально разделены в коре головного мозга человека.
Вентральный поток, «что», отвечает за сознательное зрительное восприятие, а дорсальный поток, «где», отвечает за обработку зрительной информации, необходимой для организации движений. В частности, среди экспериментов, подтверждающих существование таких подсистем, выделяются работы с использованием геометрических иллюзий. Люди ошибаются при зрительной оценке таких объектов, думая, что один из элементов иллюзии больше, а другой меньше. Но, если нужно совершить действие, например, схватить иллюзорный объект, то ошибка будет менее выражена.
Теория двух потоков позволила облегчить понимание элементарных нейрокогнитивных механизмов, лежащих в основе сенсомоторной координации в пространстве. Ученые из Института Физиологии имени И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербургского Государственного университета, Высшей школы экономики и Института медико-биологических проблем РАН рассмотрели результаты экспериментов, которые потенциально важны для прогнозирования изменений в вентральном и дорсальном потоках во время космического полета и при моделируемой микрогравитации.
На основе собственных исследований, проводимых в «сухой» иммерсии, наземной модели гравитационной разгрузки, предлагается использовать стимульный материал, содержащий как нейтральные стимулы, так и изображения, вызывающие геометрические зрительные иллюзии Мюллер-Лайера и Понцо. Согласно теории двух потоков, модальность ответа (вербальный или моторный) сказывается на силе воспринимаемой иллюзии.
Результаты экспериментов показывают, что величина ошибки при оценке объектов зависит от того, является стимул нейтральным или иллюзорным, и от того, в каком состоянии испытуемый дает ответ: обычном, или через некоторое время после пребывания в «сухой» иммерсии. Важно, что изменения в оценке размеров объектов с использованием вербального и моторного ответа происходят неравномерно. Как правило, сила иллюзии уменьшается по мере пребывания в сухой иммерсии при ее моторной оценке.
Это позволяет предположить, что гравитационно обусловленные изменения сенсомоторной координации в различной степени влияют на дорсальный и вентральный поток. Дальнейшее развитие этого направления исследований, начиная с тщательного анализа стимульного материала и методик исследования в наземных моделях и переноса экспериментов в космос, внесет значительный вклад в наши знания о восприятии космических путешественников. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Physiology.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Исследование крупнейшего в Европе массового захоронения медного века Камино-дель-Молино указало на то, что дети и подростки, жившие в Испании почти пять тысяч лет назад, страдали и умирали от хронических респираторных инфекций, в числе которых, вероятно был туберкулез.
Впервые заглянув внутрь «кухни» стареющих клеток кожи, биологи обнаружили, что с возрастом стволовые клетки начинают иначе производить белки, включая молекулы, связанные со стрессом и воспалением. Поскольку старение зависит не только от генов, но и от того, как именно клетка использует генетические инструкции, открытие может помочь найти новый путь для замедления возрастных изменений тканей.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно