Ny forskning ledd av York University visar att astronauter har en överraskande förmåga att orientera sig och mäta tillryggalagd sträcka samtidigt som de är fria från tyngdkraften.
Resultaten av studien, gjorda i samarbete med den kanadensiska rymdorganisationen och NASA, har konsekvenser för besättningens säkerhet i rymden och kan potentiellt ge ledtrådar till hur åldrande påverkar människors balanssystem här på jorden, säger studiens ledande hälsoprofessor Laurence Harris. .
"Det har upprepade gånger visat sig att uppfattningen av gravitationen påverkar perceptuell skicklighet. Det mest djupgående sättet att se på gravitationens inverkan är att ta bort den, vilket är anledningen till att vi tog vår forskning ut i rymden", säger Harris, expert på syn. och uppfattningen av rörelse som också leder Multisensory Integration Lab och är tidigare chef för Center for Vision Research i York.
"Vi har haft en stadig närvaro i nästan ett kvartssekel i rymden, och med rymdansträngningarna som bara ökar när vi planerar att gå tillbaka till månen och därefter, blir det bara viktigare att svara på frågor om hälsa och säkerhet. Baserat på vår upptäckter verkar det som om människor förvånansvärt kan kompensera adekvat för avsaknaden av en jordnormal miljö med hjälp av syn."
Harris och medarbetare – som inkluderar professorerna Robert Allison och Michael Jenkin från Lassonde School of Engineering och två generationer av York-postdoktorer och doktorander Björn Jörges, Nils Bury, Meaghan McManus och Ambika Bansal – studerade ett dussin astronauter ombord på den internationella rymdstationen, som kretsar runt. cirka 400 kilometer från jordens yta.
Här upphävs jordens gravitation ungefär av centrifugalkraften som genereras av stationens omloppsbana. I den resulterande mikrogravitationen är sättet människor rör sig mer som att flyga, säger Harris.
"Folk har tidigare anekdotiskt rapporterat att de kände att de rörde sig snabbare eller längre än de egentligen var i rymden, så detta gav en viss motivation att spela in det här", förklarar han.
Forskarna jämförde prestandan hos ett dussin astronauter – sex män och sex kvinnor – före, under och efter deras årslånga uppdrag till rymdstationen och fann att deras uppfattning om hur långt de reste förblev i stort sett intakt.
Rymduppdrag är upptagna ansträngningar och det tog forskarna flera dagar att få kontakt med astronauterna när de väl anlände till rymdstationen. Harris säger att det är möjligt att deras forskning inte kunde fånga tidig anpassning som kan ha inträffat under de första dagarna, och "det är fortfarande ett bra nyhetsmeddelande eftersom det säger att vilken anpassning som än händer, sker väldigt snabbt."
Rymduppdrag är inte utan risk. När ISS kretsar runt jorden träffas den ibland av små föremål som kan penetrera fartyget, vilket kräver att astronauterna förflyttar sig i säkerhet.
"Vid ett antal tillfällen under vårt experiment var ISS tvungen att utföra undanmanövrar", minns Harris. "Astronauter måste kunna ta sig till säkra platser eller fly luckor på ISS snabbt och effektivt i en nödsituation. Så det var mycket betryggande att konstatera att de faktiskt kunde göra detta ganska exakt."
Studien, publicerad nyligen i npj Microgravity , har varit ett decennium under utveckling och representerar den första av tre artiklar som kommer att dyka upp från forskningen som undersöker effekterna av mikrogravitationsexponering på olika perceptuella färdigheter inklusive uppskattning av kroppslutning, tillryggalagt avstånd och objektstorlek.
Harris säger att forskning visar att exponering för mikrogravitation efterliknar åldrandeprocessen på en till stor del fysiologisk nivå - slöseri med ben och muskler, förändringar i hormonell funktion och ökad mottaglighet för infektioner - men denna artikel finner att självrörelser huvudsakligen är opåverkade, vilket tyder på balansproblemen. som ofta kommer från hög ålder kanske inte är relaterade till det vestibulära systemet.
"Det tyder på att mekanismen för uppfattningen av rörelse hos äldre människor borde vara relativt opåverkad och att problemen med att falla kanske inte är så mycket när det gäller uppfattningen om hur långt de har rört sig, utan kanske mer att göra med hur de kan omvandla det till en balansreflex."
Mer information: Björn Jörges et al, Effekterna av långvarig exponering för mikrogravitation och kroppsorientering i förhållande till gravitation på upplevt tillryggalagt avstånd, npj Microgravity (2024). DOI:10.1038/s41526-024-00376-6
Journalinformation: npj Mikrogravitation
Tillhandahålls av York University
