Już w starożytnej Grecji filozofowie twierdzili, że zwodzą nas zmysły. Wskazali na załamanie się obiektów w wodzie i zniekształcenie wymiarów po usunięciu, utrzymując, że tylko umysł może pokazać prawdę. Zniekształconą percepcję nazywamy iluzją, choć przeważnie to „oszustwo” nie przeszkadza nam w budowaniu obrazu świata.
W kosmosie zwykłe ziemskie iluzje nabierają nowych właściwości. Wszystkie te skutki są spowodowane reakcją organizmu ludzkiego na brak grawitacji.
Percepcję przestrzeni reguluje aparat przedsionkowy - narząd wyczuwający zmiany położenia głowy i ciała w przestrzeni, a także kierunek ruchu ciała. Znajduje się w uchu wewnętrznym i jest zespołem skupisk komórkowych i formacji wapiennych.
Aparat przedsionkowy składa się z półkolistych kanałów i aparatu statolitu. W obszarze tego ostatniego znajdują się wrażliwe komórki rzęsate zanurzone w otolitycznej błonie, galaretowatej substancji. Zawiera kamienie uszne (otolity) - formacje, których ciśnienie w różnych częściach błony zależy od położenia ciała w przestrzeni. Ale kiedy dana osoba znajduje się w stanie nieważkości, kamienie te nie wywierają nacisku. Dlatego pozbawieni naturalnego sposobu orientacji w kosmosie astronauci zaczynają doświadczać różnych złudzeń.
Schemat budowy błony otolitowej / Ilustracja RIA Novosti. A. Polyanina
W celu zbadania „kosmicznych iluzji” w Instytucie Problemów Biomedycznych Rosyjskiej Akademii Nauk przeprowadzono eksperyment na dużą skalę, podczas którego badano stan ciała kosmonauty przed i po locie oraz rejestrowano wszystko, co go spotkało na ISS (Międzynarodowej Stacji Kosmicznej) w warunkach zerowej grawitacji. Okazało się, że w tym niezwykłym dla ludzkiego ciała stanie manifestują się iluzje orientacyjne, kinetyczne, koordynacyjne, propriocetywne.
Astronauci na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej / NASA
Złudzenia orientacyjne obserwowano u prawie wszystkich kosmonautów (98%), stopniowo zmniejszając się w ciągu kilku godzin lub nawet minut. Wyrażały się utratą percepcji przestrzeni. Jeśli zbadamy pomieszczenie, a następnie zamkniemy oczy i spróbujemy dotknąć ściany lub jakiegoś przedmiotu, to najprawdopodobniej popełnimy mały błąd, ale generalnie będziemy w stanie poprawnie oszacować odległość do obiektu i kierunek ruchu. Na ISS, nawet po przestudiowaniu otaczającej przestrzeni, kiedy zgaszono światła, czasami dochodziło do całkowitej dezorientacji - człowiek nie mógł określić, w którym kierunku i na jak długo ma się poruszać do celu.
Film promocyjny:
Oszustwo kinetyczne charakteryzowało się uczuciem rotacji własnego ciała dookoła, a także ruchem wzdłuż osi. Na pierwszy rzut oka iluzje kinetyczne wydają się zabawną atrakcją, ale takiej „przejażdżki” nie da się ukończyć samodzielnie. Takie iluzje zamieniły się w skoordynowane: ludziom wydawało się, że ich ciało jest pochylone w lewo lub w prawo, do tyłu lub do przodu, a czasem do góry nogami.
Zero grawitacji może dosłownie sprawić, że człowiek poczuje, że podłoga zsuwa się spod jego stóp, a ściany spadają. Niektórzy astronauci zauważyli też iluzoryczne odczucie położenia różnych części ciała: „wydaje się, że siedzisz pochylony, ale w rzeczywistości leżysz płasko w śpiworze”, „ręce masz na górze, ale wydaje się, że są na dole” - tak manifestowały się iluzje propriocetyczne.
Tak artysta wyobraża sobie efekt “ spadającego sufitu ” w stanie złudzeń propriocetivny / Fotolia / tiero
Oprócz złudnych reakcji 72% kosmonautów miało trudności z namierzeniem poruszającego się celu i utwierdzeniem na nim wzroku, odnotowano także przejawy dyskoordynacji - pomyłki przy próbie chwytania obiektu, uderzanie głową w panel podczas „pływania” wewnątrz stacji. Analiza za pomocą elektrokulografii i metod matematycznych ujawniła związek między rozwojem złudzeń orientacyjnych a wykrytymi zaburzeniami reakcji okoruchowych.
„Przeprowadzamy badania wszystkich członków załogi przed i po locie, aby zrozumieć, na jakim poziomie zmienia się ośrodkowy układ nerwowy” - wyjaśnia Georgy Yekimovsky, starszy pracownik naukowy w Laboratorium Fizjologii Przedsionkowej Instytutu Problemów Biomedycznych Rosyjskiej Akademii Nauk. - Stosujemy kilka metod, aby zbadać, jak poważne są zaburzenia przedsionkowe, w tym te opracowane przez nasze laboratorium. Kompleks obejmuje elektrokulografię ze specjalnym zestawem testów i unikalnym oprogramowaniem opracowanym dla kosmonautów w naszym instytucie. Stosujemy również metodę fotografii wideo, czyli wspieramy połączenia neurosensoryczne pomiędzy wzrokową aktywnością oka, stanem układu przedsionkowego i nerwowego organizmu jako całości”.
Zmiana trajektorii ruchu oczu podczas śledzenia obiektu / Ilustracja przez RIA Novosti. A. Polyanina
Metoda elektrokulografii polega na rejestrowaniu różnicy potencjałów, która pojawia się podczas ruchu gałki ocznej. Samo oko jest dipolem, w którym rogówka jest na ogół elektrododatnia na siatkówkę. Aby zarejestrować potencjały, elektrody umieszcza się poprzecznie wokół oka. Jeśli gałka oczna jest w spoczynku, elektrody znajdują się w równych odległościach od bieguna dodatniego i ujemnego. Jeśli pacjent patrzy w bok, to jedna z elektrod zbliża się do bieguna dodatniego, a druga do ujemnego. W rezultacie ten drugi staje się elektroujemny, a ten pierwszy staje się elektrododatni. Kierunek ruchu oczu można ustalić na podstawie znaku potencjału.
Nagrywanie spontanicznych ruchów oczu / Ilustracja: RIA Novosti. A. Polyanina
Georgy Yekimovsky relacjonuje: „Jeśli iluzje pojawiają się tylko w ciągu pierwszych trzech dni, nazywa się to adaptacją, ale jeśli utrzymują się po pewnym czasie, możemy mówić o wystąpieniu kosmicznej choroby lokomocyjnej. To nazwa stanu, w którym pewne objawy lub syndrom (zespół objawów) są dodawane do zaburzenia w postrzeganiu przestrzeni, zakłócając pracę astronauty w stanie zerowej grawitacji. Po powrocie na Ziemię czasami astronauci mają też złudzenia podobne do tych „kosmicznych”. Jednym z dziwnych efektów po locie było to, że niektórzy astronauci doświadczali ruchu Ziemi przez kilka dni po wylądowaniu. Fizycznie „poczuli”, jak planeta pędzi w przestrzeni”.
Badanie reakcji astronautów na nieważkość pomaga w leczeniu braku równowagi i zawrotów głowy u zwykłych ludzi. Istnieją dwie możliwości leczenia. Pierwsza metoda obejmuje farmakoterapię, a druga polega na przeprowadzeniu serii treningów aparatu przedsionkowego, podobnych do tych, które przeprowadza się przy treningu przed lotem kosmonautów.
W Instytucie Problemów Biomedycznych Rosyjskiej Akademii Nauk przygotowywany jest nowy eksperyment Virtual2, mający na celu zbadanie reakcji aparatu przedsionkowego na stan nieważkości. W tej chwili sprzęt jest testowany na Ziemi w warunkach symulujących zerową grawitację na ISS.