Невагомість та зір

На питання: «Як бачите в невагомості?» – Більшість випробовуваних відповідало; “Все нормально”.

Але деякі повідомили:
– Спочатку нічого не бачив.
– При невагомості все зблідло і розпливалося.
– Все рушило вниз.
– У невагомості бачив тільки той предмет, на який дивився, все інше зникало.

Дійсно, невагомість впливає на зір, І щоб виявити певну залежність цього впливу, були проведені спеціальні експерименти.

Ось один з них: випробувані повинні дивитися в польоті на фігури (коло, квадрат і т. д.), намальовані на великому аркуші білого паперу, а якщо експеримент йде в темряві, то на світле зображення цих фігур.

У невагомості багатьом стало здаватися, що фігури збільшуються, розпливаються, бліднуть, зміщуються вниз, розгойдуються. Якщо ж людина пильно дивилася на якусь частину фігури, то ця частина переставала рухатися, розпливатися, вона звужувалася до нормальних розмірів, але ставала дуже яскравою. Решта частини фігури поводилися як і раніше. В результаті вся фігура спотворювалася: коло ставало еліпсом, грушею, прямі лінії – зігнутими.

Коли ж досвід йшов в повній темряві, деяким в невагомості стало здаватися, що навколо світлих фігур з’являється широкий фіолетовий ореол. Ці явища ми виявили не випадково: ми чекали їх. Ще в минулому столітті подібні ілюзії були виявлені при подразненні півколових каналів вестибулярного апарату. А невагомість діє на близького сусіда цих каналів – отолітовий апарат. Тому описуваний ефект не був для нас чимось дивним. Дивним було інше: про спотворення фігур в невагомості розповідали тільки ті, кого ми віднесли до першої групи. Чому це так? Відповісти зараз важко.

Який же механізм цих ілюзій? Говорити про них можна поки лише приблизно. Розглянемо, наприклад, механізм уявного збільшення фігури. В невагомості зменшується сила м’язів, що розводять очі, і в результаті очі сходяться до носа, виникає так звана конвергенція. Але ж людина, як правило, фіксує погляд на певному предметі (в даному випадку на зображенні геометричної фігури). І щоб предмет залишився в полі її зору, у людини автоматично напружуються м’язи, що перешкоджають сходженню очей. При цьому відразу ж вступає в дію зворотний зв’язок: м’язи сигналізують мозку про це додаткове зусилля. Мозок переробляє сигнал, в результаті у людини з’являється думка: видима постать або розширилася, або пішла (в нормальних умовах таке м’язове напруження пов’язане тільки з розширенням або віддаленням предмета). Але друга умова – помітне віддалення фігур – було б можлива лише в тому випадку, якщо б стінки кабіни літака раптом відсунулися. Випробовувані відмінно усвідомлюють, що такого бути не може. Тому свідомість коригує отримані відомості, до людини доходить лише перше – «фігура розширилася».

Ілюзії спотворення, викривлення розглянутих фігур в невагомості викликані, ймовірно, порушеннями в центрах головного мозку, що відають діяльністю вестибулярного апарату (вони розташовані в скроневих областях). Про це говорить медична практика. У тих хворих, у кого вражені ці центри, часто бувають напади, під час яких їм здається, що все навколо скривилося і спотворилося до невпізнання, а самі вони провалюються в безодню.

Порушення зору при короткочасній невагомості виникали, як правило, лише на початку періоду невагомості і зменшувалися до його кінця. А після кількох повторень експериментів ілюзії перестали виникати, зір як би «навчився» фільтрувати «перешкоди», викликані невагомістю, не доводячи їх до свідомості.

ЯК ВИДНО РІЗНІ КОЛЬОРИ В НЕВАГОМОСТІ

У літаку закріпили таблиці, на яких намальовані різні кольорові кружечки. Їх забарвлення, яскравість та інші колірні характеристики були заміряні. В експерименті брали участь люди тільки з нормальним зором.

І ось літак летить. Люди дивляться на таблиці. Настає невагомість – і деякі кружечки ніби спалахнули, засвітилися, немов під ними запалилися лампочки. Особливо яскравими стали жовті кольори, червоні теж стали яскравіше, зелені – лише злегка, сині ж майже не змінилися. Але невагомість скінчилася – і все кружечки зблякли, особливо тьмяними вони стають при перевантаженні.

Значить, з настанням невагомості збільшується чутливість зору до кольору, причому особливо до довгохвильової ділянки спектра: червоного і жовтого. Експерименти в невагомості із застосуванням більш точних методів дослідження підтвердили ці висновки.

ЗІР ТА РУХ

Зір людини тісно пов’язаний з рухом її рук – в невагомості цей зв’язок порушується. Ось приклад: на вертикально розташованому аркуші паперу ми пропонуємо випробуваному малювати по горизонталі ряд з будь-яких фігур, наприклад, хрестиків. Якщо у людини зав’язані очі, то з настанням невагомості рука зміщується вгору: адже вона стає «легше». Якщо очі відкриті і людина бачить свою руку, то вона швидко виправляє помилку. Але от якщо очі відкриті і людина бачить все в кабіні, крім своєї руки, що малює і аркуша паперу, які завішені, то при невагомості рука відхиляється вниз. Відбувається це, ймовірно, тому, що в невагомості м’язи, що піднімають очі, тягнуть сильніше інших, очі мимоволі піднімаються вгору, і людині здається, що все навколишнє опускається вниз, – рука несвідомо слідує за оточенням, що «опускається». Це відома вченим так звана ліфтна ілюзія.

… Розглянемо ще один варіант цього експерименту. У людини закриті очі, правою рукою вона малює на папері по горизонталі хрестики, але на відміну від інших дослідів лівою рукою тримається за пульт, на якому прикріплений папір. І ось що змальовує рука замість того, щоб підніматися вгору, як це було в першому варіанті досліду, опускається вниз. Давайте проаналізуємо, чому це відбувається.

З настанням невагомості руки людини прагнуть піднятися, але ліва не може піднятися: нею вона тримається за пульт. Пульт починає сильніше тиснути на долоню руки, що піднімається, і ось людині здається: це відбувається не тому, що піднімається рука, а тому, що опускається пульт. Увага людини зосереджена в цей час на те, щоб малювати хрестики, не відхиляючись від горизонталі, і, коли шкіра лівої долоні сигналізує про «опускання» пульта, права рука починає опускатися, слідуючи за «тікаючим» пультом. Як бачите, невірна приказка: «Права рука не відає, що творить ліва».

У наших польотах періоди невагомості і природної вагомості чергувалися з перевантаженнями. При збільшенні сили тяжіння все відхилення малюючої руки були протилежні відхиленням, які виникають під час невагомості.

ЧИ ЛЕГКО ПРАЦЮВАТИ В НЕВАГОМОСТІ?

Так, легко – так відповіли всі, хто з нами літав. Ми, експериментатори, і самі помічали, що в невагомості все робиться швидше, легше, ніж в звичайних умовах. Але ось провели експерименти з точною автоматичною реєстрацією результатів роботи приладом, яким невластиві відчуття. Виявилося, що все навпаки: час виконання завдань подовжується і помилок більше.

Звідси два висновки: робота погіршується, а люди цього не помічають, вони переоцінюють швидкість і якість своєї роботи. Свідомість пов’язана з діяльністю кори великих півкуль головного мозку, а в невагомості в роботі кори відбуваються зміни. Це підтверджується дослідами на тваринах. При дослідженні біострумів, що виникають в різних ділянках головного мозку кішок і кроликів, було виявлено, що електрична активність кори змінюється при короткочасній невагомості, і більше саме в тих її частинах, які пов’язані з вестибулярним апаратом.

Рухи в описаних вище експериментах сповільнювалися також через зменшення тонусу м’язів рук людини. Зменшення тонусу і сили м’язів в невагомості було зареєстровано електричними самописами.

А як це впливає на «дозування» зусилля? Щоб відповісти на це питання, був проведений наступний експеримент. Випробовувані досить довго тренувалися на землі тягнути за важіль-динамометр з однаковою кожен раз силою. Це ж завдання їм треба було виконати в невагомості. Після польоту запитуємо:
– Як працювали в невагомості?
– З такою ж силою, як при звичайній вазі.

Дивимося записи самописців – у всіх, крім льотчиків, вижато менше заданого. Це означає, що через ослаблення м’язів, викликаного невагомістю, збилося правильне відчуття витрачених зусиль. Льотчики ж вичавлювали стільки, скільки і на землі, деякі навіть більше. Чому? Та тому, мабуть, що під час численних польотів у них виробилася здатність протидіяти всьому, що може перешкодити управлінню літаком.

Знайомлячись з результатами експериментів, описаних тут, треба пам’ятати, що вони отримані при короткочасній невагомості. При тривалій же невагомості на космічному кораблі багато фізіологічних процесів можуть протікати інакше, ніж при багаторазовому повторенні невагомості короткочасної.

Виникає природне запитання: так чи потрібні подібні дослідження? Потрібні, і ось для чого. Порушення, які виникають на початку невагомості і які в процесі тренування організм долає, пристосувавшись до них, можуть знову з’явитися в тривалому космічному польоті при виснаженні захисних сил організму, через стомлення або хвороби. Які це будуть порушення і як з ними боротися, треба знати заздалегідь.

Крім того, в експериментах на літаку можна досліджувати людей, непридатних для польотів в космос, виявити їх особливості і недоліки. Знання цих особливостей допоможе потім при відборі космонавтів.

Автор: А. Кітавет-Смик.