Mitt i den stora rymden blir förståelsen av begreppen "upp" och "ner" en unik utmaning för astronauter. Utan att känna till jordens gravitationsdrag för att ge en konstant referens, måste astronauter förlita sig på alternativa ledtrådar för att behålla sin orientering i mikrogravitationsmiljön. Ett team av forskare undersöker för närvarande hur astronauter bearbetar olika gravitationssignaler och konsekvenserna av långvarig exponering för mikrogravitation på deras uppfattning om "upp".
Den mänskliga hjärnan förlitar sig på olika sensoriska input, inklusive visuella signaler, proprioception och vestibulära signaler, för att bestämma rumslig orientering. På jorden tillhandahåller gravitationen en konstant gravitationsvektor, vilket gör att hjärnan kan etablera en stabil referensram. Men i rymden stör bristen på gravitation denna gravitationsreferens, vilket leder till ett fenomen som kallas "sensorisk konflikt".
För att bekämpa sensoriska konflikter förlitar sig astronauter på alternativa ledtrådar som visuella landmärken inuti rymdfarkoster, riktningen för rymdfarkostens rörelse och till och med solens eller jordens magnetfält. De genomgår rigorös träning för att anpassa sig till den förändrade sensoriska miljön och utveckla strategier för att bibehålla rumslig orientering.
Teamet av forskare, ledda av forskare vid European Space Agency (ESA) och Massachusetts Institute of Technology (MIT), genomför experiment för att övervaka hur astronauternas hjärnor anpassar sig till mikrogravitation. De använder funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) skanningar och beteendebedömningar för att studera de neurala mekanismer som är involverade i rumslig orientering och beslutsfattande i rymden.
En nyckelaspekt av forskningen fokuserar på att förstå hur astronauters interna representation av "upp" förändras över tiden i mikrogravitation. Forskarna undersöker om hjärnan kan omdefiniera "upp" baserat på tillgängliga gravitationssignaler, såsom riktningen för rymdfarkostens acceleration eller solens dragning. Denna anpassningsprocess kan få konsekvenser för långvariga rymduppdrag och potentiella framtida bosättningar på andra planeter med olika gravitationsmiljöer.
Studien syftar också till att bedöma effekten av mikrogravitation på astronauters kognitiva prestanda och beslutsfattande förmåga. Långvarig exponering för mikrogravitation har varit känt för att påverka kognitiva funktioner, inklusive uppmärksamhet, minne och rumslig bearbetning. Genom att studera dessa effekter hoppas forskarna utveckla motåtgärder för att mildra dessa försämringar och säkerställa astronautsäkerheten under längre uppdrag.
Sammanfattningsvis ger teamets forskning värdefulla insikter om hur astronauter bestämmer "uppe" i rymden och hur deras hjärnor anpassar sig till de unika utmaningarna med mikrogravitation. Deras resultat har implikationer för mänskliga rymdutforskningar, och hjälper till med utformningen av framtida rymdfarkoster, träningsprogram och interventioner för att mildra effekterna av mikrogravitation på astronauternas prestanda.
