Развојот на вселенската технологија овозможи вселенските мисии, на пример, серија мисии на Артемис (Artemis I, II, III, IV, V), да бидат посложени и да траат подолго. Но, долгорочните вселенски мисии се соочуваат со многубројни физички, технолошки и психолошки тешкотии. На пример, без постојаното дејство на гравитацијата врз телото, мускулите и коските почнуваат да слабеат. Последица од долгиот престој на астронаутите во вселената може да биде губење на коскената и на мускулната маса. Врз стапалата на астронаутите ништо не врши притисок, како што тоа го прави површината на Земјата. Тие не чувствуваат тежина, лебдат во воздухот како да немаат тежина.
Ситуацијата ја усложнува фактот што астронаутите остануваат во вселената подолго време (недели или месеци), во тесен простор, само со неколку члена од екипажот. Астронаутите треба да се приспособат да ракуваат со предмети во услови на микрогравитација. На Земјата, живеејќи во услови на гравитација, луѓето ги фаќаат предметите за да не паднат. Во вселената таа ситуација се менува. Кога астронаутите држат еден предмет в рака и потоа го испуштат, тој не паѓа, затоа што нема гравитација. Но, ако астронаутот го придвижи предметот во која било насока, предметот ќе се движи нагоре, налево итн., ако астронаутот не го држи предметот цврсто, затоа што инерцијата стапува во игра. Во вселената астронаутите се соочуваат со интересни искуства, на пример, со фактот дека не може да испуштат чаша со вода и таа да падне на подот и да се скрши.
Луѓето поседуваат извонредна мануелна способност. Ефикасното и безбедно ракување со предметите бара усогласување на силата на зафат (grip force, GF) со силата на оптоварување (load force, LF). Ова усогласување овозможува да се создаде доволно сила за поместување на предметите, без да ни се лизнат, а притоа избегнувајќи прекумерна сила на зафат. Усогласувањето помеѓу GF и LF се потпира на антиципаторни механизми кои ги предвидуваат последиците од моторните команди.
Уште како деца, на Земјата учиме колкава сила на зафат е потребна за да можеме да земеме, на пример, чаша, без таа да ни се лизне од прстите, но и без да ја стиснеме толку силно што би ја згмечиле. Кога подоцна ќе се соочиме со непозната чаша, нашиот мозок ја калибрира потребната сила врз основа на претходното искуство, како и на повратните информации за тежината и отпорот на предметот додека го држиме. Повеќето од нас одлично ја совладуваат оваа вештина.
Човештвото ја поминало целата своја историја под постојана привлечна сила на гравитацијата на Земјата. Од моментот кога нашите предци зеле камен в раце, нашите мозоци научиле совршено да го синхронизираат нашиот зафат со тежината на предметот за да спречат негово лизгање.
Во повеќе студии истакната е важноста на координацијата GP- LP , но таа не била проучувана во стабилна, долгорочна бестежинска средина.
При кратките престои во вселената и при повторувани премини од услови на хипергравитација кон микрогравитација, можеби адаптацијата на бестежинска состојба никогаш не била комплетна.
Оттука, од психолошка гледна точка, важно прашање е како астронаутите се приспособуваат да ракуваат со предмети, алати и сл. во вселената. Но, исто така, интересно е прашањето што се случува со астронаутите кога – по долг престој во вселената, ќе се вратат на Земјата. Тогаш тие се соочуваат со сличен проблем: треба да се приспособат да ракуваат со предмети во услови на гравитација.
Општо земено, истражувачките студија сакале да испитаат како централниот нервен систем, вкоренетите очекувања на мозокот за гравитација, ги интегрира во моторни команди за време на продолжениот престој на Меѓународната вселенска станица (International Space Station, ISS). Со следење на астронаутите како ракуваат со предмети во текот на неколку месеци, тимот сакал да утврди дали мозокот некогаш ги заборава правилата на земјата или дали останува врзан за она што го учел во текот на својата копнена обука. Исто така, истражувачите се интересирале како астронаутите ја приспособуваат силата на стисокот кога преминуваат помеѓу средини со различна гравитација.
Токму овие прашања биле предмет на едно неодамнешно истражување, извршено од истражувачите на Универзитетот во Лувен, Франција, (University of Louvain, France).
Како течело истражувањето
Истражувањето го извршиле врз 11 астронаути (девет мажи и две жени), на возраст од 33 до 51 година, сите деснаци. Седуммина од нив немале искуство со долготрајна изложеност на микрогравитација додека преостанатите четворица претходно учествувале во мисија на Меѓународната вселенска станица (ISS).
Сите астронаути престојувале најмалку 5 месеци на Меѓународната вселенска станица.
Испитаниците требало да вршат вертикални ритмички движења со десната рака додека држеле предмет (во истражувањето наречен манипуландум), кој бил опремен со сензори. Вградените сензори ги мереле силите на прстите на астронаутите и ги регистрирале движењата. Движењата претставувале прецизен зафат на предметот со палецот и показалецот. За време на експериментот испитаниците седеле на стол, цврсто прицврстени со појас.
Движењата се изведувале долж вертикалната оска (глава-стапала) со три различни фреквенции, дефинирани со метроном (0,66 1,0 или 0,33 Hz) и со три различни маси на предметот (400, 600 и 800 г).
Експерименталните сесии биле поделени на блокови, изведувани во различни услови дефинирани според зададената фреквенција (0,66 1,0 или 1,33 Hz) и според масата на објектот (400, 600 или 800 г). Во секој блок, зададената фреквенција на движењата била диктирана од метроном. Тие се изведувале пред, за време на летот и по мисијата.
Што е откриено
На Земјата, силата на стисокот на раката се зголемува како што предметот станува потежок за да се спротивстави на гравитациското влечење надолу. Но, во вселената, тоа влечење надолу исчезнува затоа што таму нема гравитација.
Кога истражувачите ги проанализирале резултатите, констатирале дека астронаутите ги стискале предметите посилно отколку што било потребно – иако поминале неколку месеци во ISS. Астронаутите пресилно ги стискаат предметите во вселената затоа што нивните мозоци уште очекувале дејство на Земјината гравитација. Наместо да се приспособат на средина без гравитација, отсуството на Земјиното влечење надолу мозоците на астронаутите го толкуваа како негативна тежина. Ова го терало астронаутите да ги стегаат предметите многу посилно отколку што е потребно (overcompensate), особено кога ги преместувале предметите.
Истражувачите откриле дека гравитацијата остава траен отпечаток (imprint) врз мозокот, дури и откако луѓето со месеци престојувале во средини без гравитација.
Овој значаен наод истражувачите го објасниле со Бејсовата теорија, која ќе ја прикажам на едноставен начин.
На површината на Земјата сите објекти имаат позитивна тежина која ги влече надолу. Уверувањата што ги имаме од порано – дека на сите објекти постојано дејствува сила што ги влече надолу, се многу силни и тешко се надминуваат. На пример, во услови на бестежинска состојба астронаутите продолжуваат да очекуваат дека објектите фрлени кон нив забрзано ќе паѓаат надолу. Соодветно на тоа, мозокот очекува дека предметот што го држат в рака ќе биде повлечен „надолу“, дури и во отсуство на гравитација, каде „надолу“ би било дефинирано според оските на телото и визуелната околина. Ова би создало несогласување помеѓу сетилните информации и претходното очекување. Бејсовата теорија предвидува дека мозокот треба да ја игнорира неочекуваната сетилна информација и дека процената на тежината треба да биде некаде помеѓу претходното очекување (позитивна тежина) и сетилна информација (негативна тежина) за да се максимира точноста на процената. Сепак, кога несогласувањето помеѓу сензорните информации и претходните очекувања е преголемо, може да се пројави спротивен ефект. наместо да се намали, несогласувањето се преценува.
Поимот негативна тежина е психолошка илузија во микрогравитацијата при која човечкиот мозок погрешно ја интерпретира бестежинската состојба како нагорна сила, предметот го доживува без тежина, како да влече нагоре, што ги наведува астронаутите премногу силно да ги стискаат предметите. Добар пример е балон со хелиум на Земјата. Бидејќи е полесен од воздухот, тој се издига нагоре. Се однесува како да има ’негативна’ тежина бидејќи конецот мора да го влечеме надолу за да спречиме да одлета.
Од ова истражување произлегува дека претераната анти-Бејсова компензација е последица од длабоко вкоренетата сензомоторна програма, научена на Земјата, која останува активна за време на долгите вселенски мисии. „Отпечатоците на гравитацијата остануваат видливи во начинот на кој ги манипулираме објектите и по месеци движења во бестежинска состојба“, објаснуваат авторите.
По враќањето на Земјата, по долга мисија, астронаутите покажувале неколку знаци на неприспособеност: проблеми со рамнотежата, смалени вестибуларни рефлекси, изменета кинестетика на раката, несмасни движења на рацете и погрешна процена на потребната сила. На нивните мозоци им било тешко повторно да се префрлат на правилата што важат на Земјата, што резултирало со погрешни процени за начинот на кој ги држат и со кој ракуваат со предметите. Со текот на времето постепено го приспособувале својот стисок. „Преку еволуцијата, почнувајќи од пронаоѓањето на алатките во човечката историја, па сѐ до децениското секојдневно вежбање во текот на животот, сензомоторниот систем е оптимизиран за манипулирање со тежини“, заклучиле авторите на студијата.
Оваа оптимизација е толку прецизна што ретко размислуваме за сложените пресметки што ги врши нашиот централен нервен систем секојпат кога ја земаме шолјата со утринското кафе, односно секогаш кога астронаутите движеле предмети наоколу. Според авторите на истражувањето, мозокот постепено се приспособува на различни гравитациони средини. Контролата на мозокот не се воспоставува моментално, туку се потпира на постепен процес кој авторите го нарекле „корекција на грешките“, односно метод на учење кој во психологијата е познат како „учење со обиди и грешки“.
Зошто е важно ова истражување
Ова истражување е важно затоа што покажува дека:
- човечкиот мозок задржува длабоко вкоренет траен отпечаток од Земјината гравитација при контролирањето на движењата на рацете, дури и по неколкумесечен престој во вселената;
- астронаутите ги стискаат предметите многу посилно отколку што е потребно во услови на нулта гравитација, бидејќи нивниот централен нервен систем погрешно го толкува отсуството на гравитација како негативна тежина;
- дека човечката моторна контрола се потпира на „анти-Бејсово“ предвидување на гравитацијата, а не на реагирање на непосредната физичка средина;
- по враќањето на Земјата, астронаутите привремено имаат тешкотии со правилното ракување со предмети, пред постепено повторно да се приспособат на нормалните услови.
Заклучок
Преку еволуцијата, почнувајќи од пронаоѓањето на алатките во човечката историја, преку секојдневното вежбање во текот на животот, сензомоторниот систем е оптимизиран за манипулирање предмети. Сепак, податоците од оваа нова студија покажуваат дека силата на зафатот и силата на оптоварувањето се приспособуваат на бестежинската состојба и дека отпечатокот од Земјината гравитација, односно стекнатите очекувања за тоа како предметите се однесуваат при Земјина гравитација остануваат уште долго во мозокот и тешко се менуваат дури и по неколку месеци поминати во средина без гравитација.
Автор: д-р Томе Николоски,, професор на УКИМ во пензија
Извор: Opsomer, L., Vandergooten, S., Thonnard, J.-L., McIntyre, J., & Lefèvre, P. (2026). Effect of Risks, Consequences, and Gravitational Priors on Sensorimotor Coordination: Insights from Weightlessness. The Journal of Neuroscience, 46(19), e2036252026.