研究战斗机飞行员的生理学可以帮助我们了解宇航员的大脑

研究战斗机飞行员的生理学可以帮助我们了解宇航员的大脑

升空对大脑和身体其他部位的要求很高。宇航员必须面对升空时产生的巨大重力,同时快速解读经常相互冲突的感官和视觉刺激,同时还要以极高的速度控制非常复杂的飞行器。

总而言之,这需要大量的多任务处理,而且非常耗费精力。先前的研究表明,太空飞行和宇航员训练后,大脑的结构和功能可能会发生变化,这也称为神经可塑性。

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为了更好地了解太空旅行的压力如何影响人体,科学家们正在研究战斗机飞行员,因为他们在飞行过程中会面临类似的生理压力。当喷气式飞机加速或快速转弯时,战斗机飞行员会感受到 G 力(一个“G”等于我们在地球上感受到的重力,飞行员在飞行过程中可以感受到多达 9 个 G)。在这些动作中,他们的血液会从大脑中流失。为了应对这些时刻,战斗机飞行员会进行抗 G 训练并穿着特殊的压缩服,以防止血液在腿部积聚。如果他们不能正确处理 G 力,他们可能会昏倒并坠机。

在 2 月 15 日发表在《生理学前沿》杂志上的一项研究中,比利时安特卫普大学的研究人员检查了比利时空军 10 名 F16 战斗机飞行员的大脑,以进一步了解宇航员身上发生的情况。

“战斗机飞行员与宇航员有一些有趣的相似之处,例如,他们要面对变化的重力水平,需要解读视觉信息以及来自头部运动和加速度的信息(前庭信息),”研究报告的共同作者、安特卫普大学平衡调查和航空航天实验室 (LEIA) 负责人 Floris Wuyts 在一份声明中说道。“通过确定战斗机飞行员特定的大脑连接特征,我们可以更深入地了解宇航员在太空飞行后的状况。”

他们对 10 名战斗机飞行员和 10 名非飞行员对照组的大脑进行了核磁共振成像检查,首次观察了战斗机飞行员的大脑功能连接。

扫描结果显示,飞行经验更丰富的飞行员在处理感觉运动信息相关区域具有特定的大脑连接模式——包括处理感觉运动信息的某些大脑区域的连接减弱。据该团队称,这可能表明大脑正在适应飞行过程中遇到的极端条件,并且随着飞行时间的增加,大脑会发生改变。

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与没有飞行经验的飞行员相比,经验丰富的飞行员大脑前额叶区域的连接更为复杂,这些区域负责处理前庭和视觉信息。这些区域可能与驾驶复杂的喷气式飞机时的巨大认知需求有关,例如同时处理多个偶尔相互冲突的刺激,并优先处理最重要的刺激,例如阅读驾驶舱仪表。

这项研究的共同作者、LEIA 研究员 Wilhelmina Radstake 在一份声明中表示:“通过证明飞行员和非飞行员处理前庭和视觉信息的方式不同,我们可以建议飞行员成为一个合适的研究群体,以更深入地了解大脑对不寻常重力环境(例如在太空飞行期间)的适应情况。”

这项研究的成果将帮助研究人员更好地了解太空飞行对大脑的影响,研究团队希望利用它为战斗机飞行员或宇航员制定更好的飞行前训练计划。

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