Технологии виртуальной реальности могут спасти астронавтов от укачивания

Помимо пяти основных органов чувств, у нас есть скрытый шестой — вестибулярная система, которая отвечает за поддержание равновесия, координацию движений и ориентацию в пространстве. Мозг постоянно сравнивает информацию от всех органов чувств с ожиданиями, основанными на прошлом опыте. Однако иногда возникают расхождения — например, если читать книгу в дороге, глаза будут видеть неподвижные буквы на странице, а вестибулярный аппарат — чувствовать движение машины, из-за чего мозг придет в замешательство и запустится реакция в виде тошноты и головокружения. То же самое может происходить в море или во время космических полетов.

Астронавты рождаются и растут на Земле, поэтому их мозг навсегда запоминает, что любое движение должно сопровождаться ощущением земной гравитации. При выходе на орбиту это ожидание рушится — вестибулярная система перестает получать привычные гравитационные сигналы, и возникает конфликт, вызывающий «космическую болезнь». К счастью, мозг обладает удивительной способностью адаптироваться: после достаточного пребывания в невесомости он перестраивает свои ожидания и астронавты привыкают к новым условиям. Однако при возвращении на Землю придется вновь проходить адаптацию. Часто для подавления симптомов используются медикаменты, но они имеют побочные эффекты, такие как сонливость, и могут со временем терять эффективность.

Группа исследователей под руководством Тейлор Лоннер из Колорадского университета в Боулдере попыталась найти немедикаментозные способы борьбы с этой проблемой. Они провели эксперимент, в ходе которого добровольцы должны были находиться в условиях, имитирующих переход между гравитационными средами и последующую качку на волнах (как при приземлении модуля космического корабля на воду). В течение часа «морского» этапа они проверяли, могут ли симуляции в режиме виртуальной реальности в VR-шлеме снизить частоту возникновения тошноты и других симптомов морской болезни. Как поясняют ученые, в реальной капсуле астронавты пристегнуты к своим местам и часто не могут видеть происходящее снаружи через маленькие иллюминаторы.

Участники были разделены на три группы. Контрольная группа не получала никаких визуальных подсказок о движении, подобно человеку, читающему на заднем сиденье автомобиля. Вторая группа видела в VR-шлеме виртуальную картинку, которая естественно двигалась вместе с ними, создавая эффект окна сбоку. Третья группа получала не только вид из «лобового стекла», но и графическую проекцию будущего движения капсулы, позволяя мозгу предугадывать движение.

Результаты подтвердили гипотезу. В группе без визуальных подсказок две трети участников не выдержали часового теста из-за сильной тошноты. Среди тех, кто видел «боковое окно», этот показатель снизился до одной пятой, а в группе с «лобовым стеклом» выбыла только одна десятая часть группы. Это означает, что, отслеживая движение капсулы и проецируя его на VR-шлем, можно сократить число случаев изнурительной тошноты примерно наполовину.  Если добавить алгоритм прогнозирования качки, эффективность станет еще выше, отмечают исследователи. В случае чрезвычайной ситуации астронавты всегда могут просто снять шлем.

Технология может помочь не только покорителям космоса, но и миллионам людей на Земле, страдающим от укачивания в транспорте, где нет возможности смотреть на горизонт — в самолетах, поездах, автобусах или на другом скоростном транспорте.

Ранее ученые выяснили, что космический полет по-разному влияет на организм мужчин и женщин. Оказалось, что у мужчин-астронавтов чаще наблюдаются изменения в глазах, в то время как у женщин заметнее меняется распределение жидкости в мозге.

Фото NASA