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不同加速度作用下科里奥利错觉的变化及科里奥利错觉预适应机制的初步研究

谢溯江  
【摘要】: 人体绕一旋转轴转动时,如头部再绕另一轴倾动,就产生了绕第三个轴 转动的空间知觉,这种知觉就称为科里奥利错觉,它是战斗机飞行员常 见的一种飞行错觉。据美国1998年进行的一项105名飞行员的调查显 示:有50%的飞行员在飞行中体验过这种错觉,我们在1999年调查了91 名我军歼击机飞行员,也发现有42%的飞行员在以往飞行中产生过科里 奥利错觉。目前以F-16、苏-27为代表的高性能战斗机,其所具有的持 续高加速度(+Gz)、高加速度增长率、高角加速度的特点更易导致飞 行中科里奥利错觉的发生,严重危害飞行安全。因此,对科里奥利错觉 的机理及预防与克服研究在航空医学中一直受到人们的重视。 对于科里奥利错觉的研究往往采用伴随的眼震电图变化作为客观指 标,但不同强度的科里奥利加速度作用下科里奥利错觉及伴随的眼震电 图的变化,科里奥利错觉(强度、错觉持续时间)与伴随的眼震电图各 指标间是否具有相关性,一直未有深入探讨。 对高机动性的战斗机而言,飞行中角加速度与线加速度作用往往同 时存在,有研究表明,在Z轴向的线加速度(+0.8Gz)作用下,科里奥 利错觉更为显著。但对于其他轴向(X、Y轴)的线加速度对科里奥利错 觉的影响,却未有进一步研究。 对于科里奥利错觉的发生机制,目前仅从半规管、耳石器、躯体本 体感受器相互作用角度进行了探讨,缺乏对其中枢生理机制的研究,有 学者认为,加速度作用造成的蛋白质代谢障碍,引起5-羟色胺在中枢的 大量堆积,是造成前庭性错觉的主要原因。科里奥利加速度刺激是否会 引起中枢5-羟色胺含量的增加,科里奥利错觉的发生,是否与此因素有 关,还并不十分清楚。 对于科里奥利错觉的预防与克服,目前主要采用科里奥利错觉体验 性生理心理训练,即进行地面模拟及空中诱发科里奥利错觉训练,其机 理不但在于一方面使飞行员对科里奥利错觉有正确的认识,另一方面更 重要的是通过一定时间的科里奥利加速度刺激,形成了科里奥利加速度 预适应,从而使飞行员再次受到科里奥利加速度刺激时,其错觉强度降 弟p罕医大学项士学位论文 一 —— 速度预适应对抗科里奥利错觉的神经生理机制,目前还知之不多。 .本研究试图对上述问题进行探讨,主要结果与发现如下: 1.不同水平的科里臭利加速度对人体主观感觉及眼震的影响。本 实验对 0.329 cm/s’(’/30 cm/s2)、0.493 cm/s‘(n’/20 cm/s2)、0石58 cm妇’(‘/15 cln/s刁三种不同强度的科里奥利加速度引起的科里奥利错 觉形态、强度、错觉持续时间及伴随的水平、垂直性眼震的眼震次数、 最大慢相速度、平均慢相速度、慢相速度衰减时间常数、持续时间等参 数的变化进行了观察。结果发现:不同强度的科里奥利加速度刺激对错 觉形态具有一定影响,错觉持续时间、错觉强度随科里奥利加速度的增 加而增加,不同科里奥利加速度刺激下的眼震电图,其眼震方向与错觉 形态是一致的,但无论是水平性眼震还是垂直性眼震,眼震次数、最大 慢相速度、平均慢相速度。慢相速度衰减时间常数、持续时间等参数均 无显著性差别。提示科里奥利错觉形态具有一定的规律性,但这种规律 性必须在一定的科里奥利刺激强度下才明显。错觉持续时间、错觉强度 与科里奥利刺激的强度呈正相关,伴随的眼震电图方向与错觉形态一 致,但其他各参数指标无法作为科里奥利错觉的客观反映。 2.不同轴向的线加速度对科里臭利错觉的彤响 本实验在GL- 2000高级空间定向模拟器上,分别对X轴向线加速度为+0.27GX与 0 GX 时、y轴向线加速度为+0.27Gy与 0 Gv时等量的科里奥利加速度刺激 N.16c加s们1起的科里奥利错觉形态、持续时间、强度进行了比较,结果 发现:同无线加速度作用相比,在X轴向线加速度为+0二7GX及y轴向 线加速度为+0.27Gy时,等量的科里奥利加速度刺激引起的科里樊利错 ‘觉形态不改变,错觉持续时间明显降低,错觉强度明显增强。提示 X、y 轴向线加速度能引起半规管的中枢处理的变化。 3.科里奥利加速度预适应对豚鼠中枢5-HT含量的影响 本实验采 用荧光分光光度测定法对四组豚鼠(空白对照组、单纯科里奥利加速度 刺激组、科里奥利加速度预适应组。角速度训练组)中枢(大脑皮层。 脑于、小脑)内的5HT含量进行了测定,结果发现:同空白对照组相 比,科里奥利加速度预适应组、角速度训练组、单纯科里奥利刺激组豚 鼠中枢内的5爿T含量均显著增高;科里奥利加速度预适应组中枢内的 5-HT含量要显著低于角速度训【练组;角速度训练组与单纯科里奥利刺激 组问中枢5爿T含量未有显著差别。提示:科里奥利加速度刺激可引起豚 鼠中枢5-HT含量增加,科里奥利加速度预适应训练可以减弱这种中枢 5打T含量增加的程度,而角速度训练方法则无此效果。 4.科里臭利加速度预适应对豚鼠瓣神经核内5-羟色胺含量的影响 本实验采用免疫组织化学的方法对上述四组豚鼠前庭神经核群内的5爿T 进行了染


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