Astronauter og kosmonauter i rummet har rapporteret rumlige desorienteringsproblemer, hvor de har svært ved at få en følelse af retning eller skelne mellem, hvad der kan betragtes som 'op' eller 'ned.' Dette kaldes 'Visual Reorientation Illusions' (VRI'er), hvor rumfartøjets gulve, vægge og loftflader pludselig kan udveksle subjektive identiteter.
Et ekstremt eksempel på dette kom, da en shuttle-astronaut rapporterede, at han følte, at rummet roterede omkring ham, da han åbnede øjnene en morgen. Andre astronauter har kort fortalt ikke at vide, hvor de var under en rumvandring.
NASA-astronaut Bob Behnken under en rumvandring på den internationale rumstation den 26. juni 2020. Kredit: NASA.
På Jorden ved vi normalt, hvilken vej der er op, fordi kroppens vestibulære system holder vores hjerner informeret. Sensorer i det indre øre fornemmer tyngdekraften, og de signalerer hjernen med information om vores krops orientering.
Dog i en ny undersøgelse, forskere ved York Universitys Center for Vision Research fandt ud af, at et individs fortolkning af tyngdekraftens retning kan ændres af, hvordan deres hjerne reagerer på visuel information. Derfor kan det, der føles som 'op', faktisk være en anden retning afhængigt af, hvordan vores hjerner behandler vores orientering.
Forskerne fandt ud af, at mennesker er forskellige i, hvor meget de er påvirket af deres visuelle miljø. De siger, at dette fund kan hjælpe med at forstå, hvordan individer bruger visuel information til at fortolke deres miljø, og hvordan de reagerer, når de udfører andre opgaver.
'Disse resultater kan også hjælpe os til bedre at forstå og forudsige, hvorfor astronauter kan fejlestimere, hvor langt de har bevæget sig i en given situation, især i rummets mikrotyngdekraft,' sagde professor Laurence Harris, hovedforfatteren af undersøgelsen.
Synspunkter på de forskellige positioner, forskningsemnerne. Kredit: Harris et al/ York University.
Til denne undersøgelse fik forskerne deltagerne til at bruge virtual reality-headset og derefter lægge sig ned i et virtuelt miljø, der var vippet, så det visuelle 'op' var over deres hoved og ikke var på linje med tyngdekraften. Forskerne varierede styrken af visuelle orienteringssignaler ved at bruge en orienteret korridor og et stjernefelt, mens de også varierede hoved-på-stamme-orientering og kropsholdning.
Alle deltagere så de samme scener og fysiske orienteringssignaler, men deres reaktioner var forskellige. I undersøgelsen fandt forskerne ud af, at deltagerne kunne opdeles i to grupper: en gruppe, der opfattede, at de stod op lodret (på linje med den visuelle scene), selvom de faktisk lå ned, og en anden gruppe, der fastholdt en mere realistisk idé af deres liggende stilling.
En visning af de visuelle signaler, der bruges i VR-headset til denne forskning. Kredit: Harris et al./York University.
Forskerne kaldte den første gruppe, 'Visual Reorientation Illusion sårbar' (VRI-sårbar). De, der var VRI-sårbare, rapporterede, at de følte, at de bevægede sig hurtigere og længere end dem, der ikke var.
'Ikke kun stolede den VRI-sårbare gruppe mere på syn for at fortælle dem, hvordan de var orienteret, men de fandt også, at visuelle bevægelser var mere kraftfulde til at fremkalde følelsen af at bevæge sig gennem scenen,' sagde Harris.
I rummet er astronauter afhængige af visse tricks eller procedurer for at etablere en fælles retningssans. Ombord på den internationale rumstation har alle modulerne en konsekvent 'op'-orientering, hvor skriften på væggene peger i samme retning, og computere er orienteret, så de matcher den samme retning.
At få en orienteringssans hjælper også, når folk først ankommer til rummet, ikke kun at finde ud af, men det hjælper også med at afværge 'rumsyge' - hvor det indre øres forvirring af, hvad der er op og ned, kan resultere i symptomer lige fra mild hovedpine til svimmelhed og kvalme. Hvilke astronauter der får rumsyge, og hvilke der ikke får, har været svært at forudsige. Nogle astronauter, der viser en exceptionel tolerance over for køresyge, når flyvende jetfly lider af de værste symptomer, når de ankommer til rummet.
Tilsvarende fandt Harris og kandidatstuderende Meaghan McManus det også svært at forudsige, hvilke deltagere i deres undersøgelse, der ville opleve mest desorientering. Men de fandt ud af, at hjernen heldigvis hurtigt tilpasser sig, og den lærer at stole på øjnene og omprogrammerer signaler fra det vestibulære system for at forene misforholdet. Når en person lærte at stole på, at visuelle signaler er de mest pålidelige til at bestemme deres position, jo hurtigere var de i stand til at orientere sig korrekt.
'Fundene rapporteret i dette papir kan være nyttige, når vi lander mennesker på Månen igen,' sagde Harris, 'eller på Mars, eller kometer eller asteroider, da miljøer med lav tyngdekraft kan få nogle mennesker til at fortolke deres selvbevægelse anderledes - med potentielt katastrofale resultater.'
Yderligere læsning:
Forskningsartikel
Pressemeddelelse