Невесомость и зрение

На вопрос: «Как видите в невесомости?» — большинство испытуемых отвечало; «Все нормально».

Но некоторые сообщили:
— Вначале ничего не видел.
— При невесомости все побледнело и расплылось.
— Все двинулось вниз.
— В невесомости видел только тот предмет, на который смотрел, все остальное исчезало.

Действительно, невесомость влияет на зрение, И чтобы выявить определенную зависимость этого влияния, были проведены специальные эксперименты.

Вот один из них: испытуемые должны смотреть в полете на фигуры (круг, квадрат и т. д.), нарисованные на большом листе белой бумаги, а если эксперимент идет в темноте, то на светящиеся изображения этих фигур.

В невесомости многим стало казаться, что фигуры увеличиваются, расплываются, бледнеют, смещаются вниз, раскачиваются. Если же человек пристально смотрел на какую-нибудь часть фигуры, то эта часть переставала двигаться, расплываться, она сужалась до нормальных размеров, но становилась очень яркой. Остальные части фигуры вели себя по-прежнему. В результате вся фигура искажалась: круг становился эллипсом, грушей, прямые линии — изогнутыми.

Когда же опыт шел в полной темноте, некоторым в невесомости стало казаться, что вокруг светящихся фигур появляется широкий фиолетовый ореол. Эти явления мы выявили не случайно: мы ждали их. Еще в прошлом веке подобные иллюзии были обнаружены при раздражении полукружных каналов вестибулярного аппарата. А невесомость действует на близкого соседа этих каналов — отолитовый аппарат. Поэтому описываемый эффект не был для нас чем-то удивительным. Удивительным было другое: об искажении фигур в невесомости рассказывали только те, кого мы отнесли к первой группе. Почему это так? Ответить сейчас трудно.

Каков же механизм этих иллюзий? Говорить о них можно пока лишь предположительно. Рассмотрим, например, механизм кажущегося увеличения фигуры. В невесомости уменьшается сила мышц, разводящих глаза, и в результате глаза сходятся к носу, возникает так называемая конвергенция. Но ведь человек, как правило, фиксирует взгляд на определенном предмете (в данном случае на изображении геометрической фигуры). И чтобы предмет остался в поле его зрения, у человека автоматически напрягаются мышцы, препятствующие схождению глаз. При этом сразу же вступает в действие обратная связь: мышцы сигнализируют мозгу об этом добавочном усилии. Мозг перерабатывает сигнал, в результате у человека появляется мысль: видимая фигура либо расширилась, либо удалилась (в нормальных условиях такое мышечное напряжение связано только с расширением или удалением предмета). Но второе условие — заметное удаление фигур — было бы возможно лишь в том случае, если бы стенки кабины самолета вдруг отодвинулись. Испытуемые отлично сознают, что такого быть не может. Поэтому сознание корректирует получаемые сведения, до человека доходит лишь первое — «фигура расширилась».

Иллюзии искажения, искривления рассматриваемых фигур в невесомости вызваны, вероятно, нарушениями в центрах головного мозга, ведающих деятельностью вестибулярного аппарата (они расположены в височных областях). Об этом говорит медицинская практика. У тех больных, у кого поражены эти центры, часто бывают приступы, во время которых им кажется, что все вокруг искривилось и исказилось до неузнаваемости, а сами они проваливаются в бездну.

Нарушения зрения при кратковременной невесомости возникали, как правило, лишь в начале периода невесомости и уменьшались к его концу. А после нескольких повторений экспериментов иллюзии перестали возникать, зрение как бы «научилось» отфильтровывать «помехи», вызванные невесомостью, не доводя их до сознания.

КАК ВИДНЫ РАЗНЫЕ ЦВЕТА В НЕВЕСОМОСТИ

В самолете закрепили таблицы, на которых нарисованы разного цвета кружочки. Их окраска, яркость и другие цветовые характеристики были замерены. В эксперименте участвовали люди только с нормальным зрением.

И вот самолет летит. Люди смотрят на таблицы. Наступает невесомость — и некоторые кружки будто вспыхнули, засветились, словно под ними зажглись лампочки. Особенно яркими стали желтые цвета, красные тоже стали ярче, зеленые — лишь слегка, синие же почти не изменились. Но невесомость кончилась — и все кружки поблекли, особенно тусклыми они становятся при перегрузке.

Значит, с наступлением невесомости увеличивается чувствительность зрения к цвету, причем особенно к длинноволновому участку спектра: красному и желтому. Эксперименты в невесомости с применением более точных методов исследования подтвердили эти выводы.
ЗРЕНИЕ И ДВИЖЕНИЯ

Зрение человека тесно связано с движением его рук — в невесомости эта связь нарушается. Вот пример: на вертикально расположенном листе бумаги мы предлагаем испытуемому рисовать по горизонтали ряд из каких-либо фигур, например, крестиков. Если у человека завязаны глаза, то с наступлением невесомости рука смещается вверх: ведь она становится «легче». Если глаза открыты и человек видит свою руку, то он быстро исправляет ошибку. Но вот если глаза открыты и человек видит все в кабине, кроме своей рисующей руки и листа бумаги, которые занавешены, то при невесомости рука отклоняется вниз. Происходит это, вероятно, потому, что в невесомости мышцы, поднимающие глаза, тянут сильнее других, глаза невольно поднимаются вверх, и человеку кажется, что все окружающее опускается вниз, — рука бессознательно следует за «опускающимся» окружением. Это известная ученым так называемая лифтная иллюзия.

…Рассмотрим еще один вариант этого эксперимента. У человека закрыты глаза, правой рукой он рисует на бумаге по горизонтали крестики, но в отличие от других опытов левой рукой держится за пульт, на котором прикреплена бумага. И вот рисующая рука вместо того, чтобы подниматься вверх, как это было в первом варианте опыта, опускается вниз. Давайте проанализируем, почему это происходит.

С наступлением невесомости руки человека стремятся подняться, но левая не может подняться: ею он держится за пульт. Пульт начинает сильнее давить на ладонь поднимающейся руки, и вот человеку кажется: это происходит не потому, что поднимается рука, а потому, что опускается пульт. Внимание человека сосредоточено в это время на том, чтобы рисовать крестики, не отклоняясь от горизонтали, и, когда кожа левой ладони сигнализирует об «опускании» пульта, правая рука начинает опускаться, следуя за «убегающим» пультом. Как видите, неверна поговорка: «Правая рука не ведает, что творит левая».

В наших полетах периоды невесомости и естественной весомости чередовались с перегрузками. При увеличении силы тяжести все отклонения рисующей руки были противоположны отклонениям, возникающим при невесомости.

ЛЕГКО ЛИ РАБОТАТЬ В НЕВЕСОМОСТИ?

Да, легко — так отвечали все, кто с нами летал. Мы, экспериментаторы, и сами замечали, что в невесомости все делается быстрее, легче, чем в обычных условиях. Но вот провели эксперименты с точной автоматической регистрацией результатов работы прибором, которому несвойственны ощущения. Оказалось, что все наоборот: время выполнения заданий удлиняется и ошибок больше.

Отсюда два вывода: работа ухудшается, а люди этого не замечают, они переоценивают быстроту и качество своей работы. Сознание связано с деятельностью коры больших полушарий головного мозга, а в невесомости в работе коры происходят изменения. Это подтверждается опытами на животных. При исследовании биотоков, возникающих в различных участках головного мозга кошек и кроликов, было обнаружено, что электрическая активность коры меняется при кратковременной невесомости, и больше именно в тех ее частях, которые связаны с вестибулярным аппаратом.

Движения в описанных выше экспериментах замедлялись также из-за уменьшения тонуса мышц рук человека. Уменьшение тонуса и силы мышц в невесомости было зарегистрировано электрическими самописцами.

А как это влияет на «дозировку» усилия? Чтобы ответить на этот вопрос, был проведен следующий эксперимент. Испытуемые довольно долго тренировались на земле тянуть за рычаг-динамометр с одинаковой каждый раз силой. Это же задание им надо было выполнить в невесомости. После полета спрашиваем:
— Как работали в невесомости?
— С такой же силой, как при обычном весе.

Смотрим записи самописцев — у всех, кроме летчиков, выжато меньше заданного. Это означает, что из-за ослабления мышц, вызванного невесомостью, сбилось правильное ощущение затрачиваемых усилий. Летчики же выжимали столько, сколько и на земле, некоторые даже больше. Почему? Да потому, видимо, что во время многочисленных полетов у них выработалась способность противодействовать всему, что может помешать управлению самолетом.

Знакомясь с результатами экспериментов, описанных здесь, надо помнить, что они получены при кратковременной невесомости. При длительной же невесомости на космическом корабле многие физиологические процессы могут протекать иначе, чем при многократном повторении невесомости кратковременной.

Возникает естественный вопрос: так ли нужны подобные исследования? Нужны, и вот для чего. Нарушения, которые возникают в начале невесомости и которые в процессе тренировки организм преодолевает, приспособившись к ним, могут вновь появиться в длительном космическом полете при истощении защитных сил организма, из-за утомления или болезни. Какие это будут нарушения и как с ними бороться, надо знать заранее.

Кроме того, в экспериментах на самолете можно исследовать людей, непригодных для полетов в космос, выявить их особенности и недостатки. Знание этих особенностей поможет потом при отборе космонавтов.

Автор: А. Китавет-Смык.