强大的探测和感知运动的能力可以防止飞行员迷路

马萨诸塞州眼耳研究人员领导的一项新研究发现，驾驶任务中的良好表现与较低的前庭阈值有关，前庭阈值代表了更强的感知和感知运动、平衡和空间方向信息的能力。今天在线发表在《神经生理学》杂志上的研究结果表明，前庭阈值较高的宇航员或飞行员更容易在飞行过程中迷失方向，尤其是在重力低于地球的情况下——例如在月球上。“即使航空安全有了所有的改善，迷失方向仍然是致命事故的原因，”资深作者Faisal Karmali博士说，他是马萨诸塞州詹克斯前庭生理学实验室的联合主任，也是哈佛大学耳鼻喉科的讲师。医学院。“我们现在知道，前庭系统在飞机飞行和航天器安全着陆中起着重要作用。我们的研究集中在健康的年轻受试者身上——相当有代表性的实验人群——发现他们的前庭阈值和他们的前景之间有很强的相关性。他们可以在模拟驾驶任务中保持直立。”

1人类受试者执行一系列任务来测量前庭功能(前庭阈值测试)和他们的手动控制性能。对于前庭阈值测试，受试者坐在可以向左或向右倾斜的锻炼装置上。这项测试旨在测量受试者在黑暗中能够识别的最小可能运动，“阈值越低”表明前庭功能越强。“就像在听力测试中，听力学家在寻找一个人能听到的最安静的声音一样，前庭阈值测试将寻找一个人能感知的最小运动，”卡尔马里博士说。第二个任务是测量手动控制的性能，并模拟航空或航天领域的情况。受试者在黑暗中再次坐在锻炼设备上，但这一次，当设备随机移动时，他们感到不安。研究人员使用操纵杆来测量受试者如何保持直立来纠正他们的动作。当地球上重力小于(0.5g)或大于(1.33g)时，另一项任务用于测量手动控制的性能。这种模拟的低重力和超重力适用于火箭发射和着陆过程中遇到的情况(在此期间宇航员所经历的力相当于地球重力的三倍)。

综上所述，《神经生理学杂志》报告的作者发现，低前庭阈值和手动控制测试的表现改善之间存在很强的相关性。他们还发现，低重力条件与手动控制测试的不良表现有关。“如果我们将重力的发现推断到月球，那里的重力是地球的六分之一，这意味着宇航员飞月球可能比在地球上更困难，”卡尔马里博士说。

这一新知识对机组任务产生了影响，可能会导致筛选测试，以确定哪些宇航员和飞行员更有可能在着陆过程中因前庭功能而失败。“如果你有一组宇航员在飞机上，其中两人将负责登月，我们的工作表明，在机组任务之前测量前庭阈值可能是值得的，就像我们评估听力、视力和身体健康一样，”该研究的第一作者Marissa J. Rosenberg博士说。作者现在正在计划他们的下一项研究，以确定当受试者与飞行员在黑暗或雾中使用相同的仪器时，前庭系统的重要性。

除了太空飞行应用，这些发现对我们理解平衡也很重要，特别是对老年人和容易在月球上摔倒的宇航员。作者的神经生理学报告包括医生。马萨诸塞州卡尔马里和罗森博格的眼睛和耳朵，哈佛医学院詹克斯前庭生理学实验室的拉克尔c加尔文-加尔扎和托林K克拉克；麻省理工学院的大卫p舍伍德和劳伦斯r杨。这项研究得到了NASA NCC 9-58和NIDCD DC013635的支持。

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