Astronauci mają zaskakującą zdolność orientowania się i oceniania przebytej odległości

Szukanie odpowiedzi na pytania dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa człowieka w kosmosie staje się coraz ważniejsze - zwłaszcza, że wiele krajów podjęło przygotowywania do powrotu człowieka na Księżyc.

"Wielokrotnie wykazano, że grawitacja wpływa na umiejętności percepcyjne. Najlepszym sposobem zbadania wpływu grawitacji jest jej wykluczenie. Dlatego przenieśliśmy nasze badania w przestrzeń kosmiczną" – tłumaczy jeden z autorów badania, Laurence Harris, z Center for Vision Research i Multisensory Integration Lab.

Naukowcy z Uniwersytetu York w Kanadzie zbadali 6 astronautów i 6 astronautek, przebywających na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) przynajmniej rok. Porównali ich poczucie dystansu od Ziemi przed, w trakcie, i po misjach. Ze zdziwieniem odkryli, że się ono nie zmieniło. Podczas misji astronauci mieli też oszacować kąt pochylenia ciała, przebytą odległość i rozmiar obiektu, w którym przebywali.

Stacja kosmiczna ma 837 m3 objętości przestrzeni życiowej i waży 417 289 kg. Krąży w odległości ok. 400 kilometrów od powierzchni Ziemi, a grawitacja Ziemi jest niwelowana przez siłę odśrodkową generowaną przez ruch stacji. W powstałej mikrograwitacji sposób, w jaki ludzie się poruszają, przypomina latanie.

Nawiązanie kontaktu z astronautami po przybyciu na stację kosmiczną zajęło naukowcom kilka dni. Zdaniem Laurence'a Harrisa możliwe, że badania nie były w stanie uchwycić wczesnej adaptacji, która mogła nastąpić w ciągu pierwszych kilku dni. "To wciąż dobra wiadomość, ponieważ potwierdza, że adaptacja następuje bardzo szybko" – powiedział naukowiec.

Misje kosmiczne niosą ryzyko

Misje kosmiczne nie są pozbawione ryzyka. Kiedy ISS okrąża Ziemię, czasami zostaje uderzona przez małe obiekty, które mogą się przedostać do środka. Astronauci muszą wtedy przemieścić się w inne, bezpieczne miejsce stacji.

"Podczas naszego eksperymentu ISS wielokrotnie musiała wykonywać manewry unikowe" – wspomina Harris. - "Astronauci muszą mieć możliwość szybkiego dotarcia do bezpiecznych miejsc lub luków ewakuacyjnych na ISS w sytuacji awaryjnej. Dlatego dobrze było obserwować, że faktycznie robili to całkiem sprawnie".

Mikrograwitacja przyspiesza proces starzenia się organizmu (zanik kości i mięśni, zmiany w funkcjonowaniu hormonalnym i zwiększona podatność na infekcje), dlatego badania przeprowadzone w tej przestrzeni mają znaczący wpływ na doskonalenie procesów medycznych i wymyślanie nowych, mających poprawić kondycję człowieka w starszym wieku.

Percepcja ruchu jest kluczowym elementem w utrzymaniu równowagi i orientacji w przestrzeni. Właściwe postrzeganie własnego ruchu oraz zmian w otoczeniu pozwala na adekwatne reagowanie i dostosowanie postawy ciała, co jest niezbędne do zachowania stabilności i zapobiegania upadkom.

Jeśli, zgodnie z wynikami badań astronautów, ich percepcja ruchu nie zmienia się - tak samo powinno być u osób starszych - sugerują badacze. Problem związany z upadkami w starszym wieku może jednak wynikać z trudności w przekształceniu percepcji w efektywny odruch równowagi. Innymi słowy, choć osoby starsze mogą prawidłowo odczuwać ruch, mogą mieć jednocześnie problem z szybkim i adekwatnym reagowaniem, co jest kluczowe w "łapaniu równowagi".

To przekształcenie postrzeganego ruchu w działanie wymaga koordynacji pomiędzy systemem nerwowym a mięśniami, co pozwala na dostosowanie postawy ciała. Z wiekiem zdolność ta może być obniżona z powodu zmian w sile mięśni, szybkości reakcji czy nawet efektywności przekazu nerwowego.

Niebagatelną rolę odgrywa też zmysł wzroku. W badaniach opublikowanych w 2022 r. naukowcy dowiedli, że tylko 54 proc. pacjentów, którzy doświadczyli upadku w starszym wieku, miało badany wzrok.

"Badania kohortowe wykazały zwiększone ryzyko upadków związane ze spadkiem ostrości wzroku. Stabilność posturalną osiąga się dzięki odpowiedniemu bodźcowi z układu wzrokowego, przedsionkowego i somatosensorycznego, przetwarzaniu informacji przez korę mózgową i wreszcie sprawnej reakcji motorycznej mięśni, stawów i odruchów. Deficyt któregokolwiek z układów sensorycznych może zaburzyć równowagę i potencjalnie narazić osobę na ryzyko upadków" – napisali naukowcy.

W badaniu znaleziono dowody na to, że osoby, które doznały upadku - w porównaniu z osobami w tym samym wieku, które nie doznały upadku, mają gorszy wzrok, ubytek słuchu i częściej mieszkają na obszarach ubogich, rzadziej też utrzymują kontakty towarzyskie.