Återvänder till jorden från den internationella rymdstationen, Den kanadensiske astronauten Chris Hadfield påpekade att det är viktigt att fatta rätt beslut i högtrycksmiljöer, säger:"För det mesta, du får bara ett försök att göra det mesta av de kritiska sakerna och konsekvenserna är liv eller död."

Mänskligheten förbereder sig för en ny rymdålder:bemannade uppdrag till Mars är inte längre en avlägsen dröm och kommersiella satsningar kan öppna upp möjligheterna för icke-astronauter att besöka andra planeter. Att förstå hur gravitationen påverkar hur vi fattar beslut har aldrig varit mer pressande.

Alla levande organismer på jorden har utvecklats under ett konstant gravitationsfält. Det beror på att gravitationen alltid finns där och den är en del av bakgrunden till vår perceptuella värld:vi kan inte se den, lukta på det eller röra vid det. Ändå, gravitationen spelar en grundläggande roll i mänskligt beteende och kognition.

Det centrala nervsystemet har inga "specialiserade" sensorer för gravitation. Snarare, gravitation härleds genom integrationen av flera sensoriska signaler i en process som kallas graviception. Det handlar om vision, vårt balanssystem och information från leder och muskler.

Sofistikerade organ inuti innerörat är särskilt viktiga i denna process. Under jordisk gravitation, när vårt huvud är upprätt, små stenar – de vestibulära otoliterna – är perfekt balanserade på en trögflytande vätska. När vi rör på huvudet, till exempel titta upp, gravitationen får vätskan att röra sig och detta utlöser en signal som informerar hjärnan om att vårt huvud inte längre är upprätt.

Långvarig exponering för noll gravitation, som under rymduppdrag, leder till flera strukturella och funktionella förändringar i människokroppen. Medan inverkan av noll gravitation på våra fysiska funktioner till stor del har undersökts, effekterna på beslutsfattandet är ännu inte helt klarlagda. Med tanke på de tekniska begränsningarna och det förväntade gapet på några minuter i kommunikation med jorden om vi åker till Mars, Det är viktigt att känna till effekten av förändrad gravitation på hur människor fattar beslut.

Nyhet kontra rutin

I ett nötskal, mänskligt beteende är en ständig avvägning mellan utnyttjandet av välbekanta men möjligen suboptimala val och utforskningen av nya och potentiellt mer lönsamma alternativ. Till exempel, på en restaurang kan du utnyttja genom att välja din vanliga chokladkaka, eller så kan du utforska genom att prova den där tiramisu som du inte har haft tidigare. Således, utnyttjande innebär rutinmässigt beteende, medan utforskning innebär varierande val.

Vi undersökte om förändringar i gravitationen påverkar valet mellan rutinmässigt och nytt beteende. Vi bad deltagarna att komma till labbet och producera nummersekvenser så slumpmässigt som möjligt. Varje gång de hörde ett pipljud, de behövde namnge ett nummer mellan ett och nio. Viktigt, det fanns ingen tid att tänka eller räkna, nämn bara ett nummer. Kritiskt, denna uppgift kräver att vår hjärna undertrycker rutinmässiga svar och genererar nya svar, och det kan betraktas som en proxy för framgångsrikt adaptivt beteende.

Men hur förändras detta under påverkan av gravitationen? Vi manipulerade hur otoliterna känner av gravitationen genom att ändra orienteringen av deltagarnas kroppar med avseende på riktningen av jordbunden gravitation genom att be dem lägga sig ner. När vi står upprätt, vår kropp och otoliter är kongruenta med tyngdkraftens riktning, medan när vi ligger ner är de ortogonala (i rät vinkel).

Detta är en mycket effektiv laboratoriemanipulation, vilket gör att vi kan efterlikna förändringar av gravitationssignaler som når hjärnan. Det är faktiskt ett bättre sätt att studera gravitationens effekter än att skicka någon till rymden. Det beror på att när vi är i rymden påverkas vi också av tyngdlöshet, strålning och isolering – och det kan vara svårt att skilja på vilken effekt bara avsaknaden av gravitation har.

Våra resultat indikerar att liggande verkar påverka hur människor fattar beslut, med deltagare som kämpar med generering av slumptal. Detta indikerar att människor därför är mindre benägna att skapa nya beteenden i frånvaro av gravitation.

Detta kan vara av betydelse för planeringen av faktiska rymduppdrag. Astronauter befinner sig i en extremt utmanande miljö där beslut måste fattas snabbt och effektivt. En automatisk preferens för rutinmässiga eller stereotypa alternativ kanske inte hjälper med komplex problemlösning, och kan till och med utsätta livet för fara.

Resultaten läggs till forskning som tyder på att människor också drabbas av förändringar i perception och kognition när de under förhållanden som efterliknar gravitationens noll. Frånvaron av gravitation kan vara djupt oroande, och kan potentiellt äventyra prestandanivåer på många sätt. Detta tyder på att astronauter kan dra nytta av någon form av kognitiv förbättringsträning för att hjälpa dem att övervinna effekterna av förändrad gravitation på hjärnan, och att säkerställa framgångsrika och säkra bemannade rymduppdrag.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.