На Земле мы крепко удерживаем предметы, чтобы они не упали. В космосе ситуация иная: если космонавт держит объект неподвижно и отпускает его, он просто зависает в воздухе — ведь гравитации там нет.
Филипп Лефевр и его команда из Католического университета Лувена и института Ikerbasque провели исследование, чтобы понять, как космонавты меняют силу хвата при переходе между средами с гравитацией и без неё.
Ученые выяснили, что гравитация оставляет долговременный след в мозге, даже после того как люди проводят несколько месяцев в условиях невесомости. Космонавты в космосе перекомпенсируют силу хвата, то есть хватают предметы слишком сильно, так как их мозг всё еще ожидает, что гравитация будет тянуть объект вниз.
Эта перекомпенсация особенно заметна, когда астронавты перемещают объекты: в условиях невесомости, как только начинается движение объекта, инерция может увести его вверх, вниз, влево или вправо, если хват недостаточно надежен. Аналогично, после возвращения на Землю космонавты сначала неправильно рассчитывают, как держать предметы и манипулировать ими, но со временем постепенно адаптируют свой хват.
Специалисты утверждают, что данное исследование демонстрирует, что мозг постепенно адаптируется к различным гравитационным условиям, а стратегии контроля силы хвата часто зависят от предсказаний мозга о риске допустить ошибку.
Авторы исследования подчеркнули значительный объем подготовки и усилий, необходимых для координации с космическим агентством и обеспечения успешного полета космического аппарата. Весь процесс занял около 20 лет, если учитывать сбор данных и их анализ.
Это исследование вновь заставляет задуматься о фундаментальных механизмах, по которым наш мозг формирует внутренние модели физического мира. Гравитация настолько глубоко интегрирована в наши двигательные программы, что даже длительное пребывание в невесомости не стирает её полностью из нейронных схем. Мозг продолжает «помнить» о гравитации и готовиться к её воздействию, даже когда её нет.
Авторы работы намерены опубликовать дополнительные данные, собранные от космонавтов, включая точность движений с объектами от точки к точке, корректировки после столкновений предметов и адаптацию в зависимости от трения кожи с объектами.
Результаты исследования имеют значение не только для нейронауки, в частности, для понимания адаптации космонавтов в условиях космических миссий, но и для разработки тренировочных программ перед полетами и восстановления после возвращения на Землю. Они также помогают понять, как наша нервная система взаимодействует с физическими законами окружающей среды.
Фото: hi-tech.mail.ru