При выходе космического корабля на орбиту мозг астронавта оказывается в непривычных условиях: гравитация отсутствует, поступающие от вестибулярного аппарата сигналы изменяются, и привычное восприятие ориентации в пространстве нарушается. Данное несоответствие между тем, что ожидает мозг, и поступающей информацией от органов чувств приводит к развитию космического синдрома адаптации, проявляющегося в головокружении, тошноте и дезориентации. Примерно половина астронавтов сталкивается с этими симптомами во время пребывания на орбите. Похожая ситуация возникает при возвращении на Землю: организм вновь адаптируется к условиям гравитации, и в этот момент обостряются проблемы, связанные с приводнением, когда капсула раскачивается на волнах, и экипажу может потребоваться незамедлительная эвакуация.

В настоящее время наиболее распространенным методом защиты являются лекарственные средства, подавляющие тошноту. Эти препараты блокируют определенные сигналы в головном мозге и способны уменьшить проявления симптомов, однако обладают существенными недостатками: они провоцируют сонливость и замедляют реакцию, что является серьезной проблемой в условиях непредвиденных обстоятельств. Для длительных космических полетов возникают дополнительные сложности, связанные с обеспечением условий хранения и поддержанием стабильности медикаментов. В связи с этим, исследователи в новой работе изучили альтернативный подход – применение виртуальной реальности, способной синхронизировать зрительные и вестибулярные сигналы без использования лекарств.

В ходе эксперимента участники подвергались воздействию изменяющейся псевдогравитации, после чего выполняли упражнения, имитирующие раскачивание посадочной капсулы на водной поверхности. Участники были разделены на три группы, каждой из которых предоставлялась различная визуальная информация в виртуальной реальности. Первая группа не получала четких зрительных ориентиров, что создавало ощущение, похожее на чтение в салоне автомобиля, когда зрение и вестибулярный аппарат дают противоречивые сигналы. Вторая группа видела в VR-шлеме изображение, имитирующее “боковое окно” и соответствующее фактическим движениям. Третья группа получала “лобовое окно”, где виртуальное изображение не только отражало текущее движение, но и демонстрировало ожидаемые изменения, подобно обзору дороги перед собой.

Полученные данные продемонстрировали значительный эффект. В первой группе примерно 66% испытуемых ощущали настолько сильный дискомфорт, что не смогли закончить тестирование. Во второй группе этот показатель сократился до 20%. В третьей группе, использующей предсказание движения, от участия отказались около 10% добровольцев. Следовательно, корректно разработанные VR-сценарии снизили выраженность симптомов укачивания более чем на 80% по сравнению с наиболее неэффективным режимом, не предусматривающим визуальных ориентиров.

Принцип действия достаточно прост: совпадение визуальной информации и ощущений, воспринимаемых вестибулярным аппаратом, устраняет противоречие сигналов, которое обычно вызывает тошноту и головокружение. В условиях “лобового окна” мозг также получает информацию о предстоящем движении заранее и имеет возможность к нему адаптироваться.

В представленной работе авторы указывают на то, что описанный подход может быть полезен не только при осуществлении космических миссий. Аналогичные VR-интерфейсы и методы прогнозирования перемещений в дальнейшем могут найти применение в автомобильной, авиационной и морской отраслях, а также в автономных транспортных средствах, где пассажир не управляет движением, и в системах виртуальной реальности для уменьшения эффекта «киберукачивания».

Представленная работа описывает технологически доступный и немедикаментозный метод снижения укачивания в ситуациях, когда необходима максимальная концентрация и готовность к действиям. Для космонавтов это может обеспечить более безопасное и результативное возвращение на Землю, а для наземного транспорта и виртуальной реальности – основу для разработки инновационных систем визуальной поддержки, которые помогут справиться с укачиванием миллионам людей.