Эффект Кориолиса (восприятие)
Физиологическое состояние, влияющее на полукружный канал, приводящее к головокружению и тошноте.

В психофизическом восприятии эффект Кориолиса (также называемый иллюзией Кориолиса или вестибулярным эффектом Кориолиса ) представляет собой неправильное восприятие ориентации тела из-за движения головы во время вращения, часто вызывающее тошноту. [1] [2] [3] Этот эффект возникает, когда голова движется в противоположном или похожем движении с телом во время вращения. Это продолжает влиять на вестибулярную систему , в частности на полукружные каналы , которые подвергаются воздействию ускорения. Это вызывает чувство головокружения или тошноты до того, как равновесие будет восстановлено после того, как голова вернется в стабилизированное состояние. [4] [5] Важно то, что эта иллюзия основана исключительно на восприятии и в значительной степени обусловлена ​​конфликтующими сигналами между зрением и восприятием положения или движения тела. [6] Примерами ситуаций, в которых это может возникнуть, являются круговое ускорение и движение во время кругового вращения. [7]

Существует также псевдо-эффект Кориолиса (также называемый оптокинетическим псевдо-эффектом Кориолиса ), который имеет место, когда нет физического кругового движения, а есть только визуальное. [8] [9] С точки зрения восприятия он ощущается так же, как эффект Кориолиса, воспринимаясь как собственное движение, вызывающее тот же вид тошноты и часто являющееся причиной укачивания.

Причины и следствия

Физиологический механизм, посредством которого происходит эффект, полностью заключен в полукружных каналах, как определяется наклоном головы. При вращении и наклоне головы человека эндолимфатическая жидкость внутри канала может подвергаться воздействию силы Кориолиса. [10] Это происходит, когда движение происходит с постоянной скоростью, так что жидкость и каналы движутся с одинаковой скоростью, в результате чего ощущение вращения исчезает. При прерывании движением головы жидкость будет двигаться под углом, влияя на купулу , что вызовет воспринимаемое вращение, которое не происходит. [11] [12]

Чаще всего это происходит, когда голова человека смещается из положения во время вращения. Если человек вращается влево вдоль оси Y, а затем толкает голову вперед, это сместит его голову из положения и сделает ее подверженной силе Кориолиса и результирующему эффекту. Проявление этого эффекта заключается в том, что человек будет чувствовать, что его голова наклонена влево. [4]

Это может вызвать тошноту, дезориентацию и рвоту, вызванные укачиванием. Эти ощущения дискомфорта возникают в организме из-за различных сигналов, когда сигналы, посылаемые вестибулярной системой и зрительной системой, не согласуются, то есть глаза могут сообщать телу, что человек не двигается, но тонко настроенные чувства вестибулярной системы обнаруживают и сообщают противоположное. [13]

Примеры

Эффект Кориолиса вызывает беспокойство у пилотов и астронавтов , поскольку он может вызвать крайнюю дезориентацию . [14] [15] [5] [16] [17] Это происходит, когда пилоты поворачивают или вращают свой самолет, одновременно поворачивая голову. Было отмечено, что это трудно описать, так как часто это ощущение трудно описать. [5] В экстремальных ситуациях это может привести к тому, что пилот потеряет контроль над самолетом. [18] Из-за возможных опасностей этого пилоты часто проходят физиологическую подготовку, например, в кресле Барани , чтобы подготовиться к таким обстоятельствам, а также их учат доверять своим летательным приборам, а не собственному визуальному восприятию. [12]

Псевдо-эффект Кориолиса часто возникает в симуляциях виртуальной реальности, где можно воспринять, что движение происходит без перемещения самого тела. [19]

Демонстрация стула Барань

Стул Барани часто используется следующим образом: [20]

  1. Испытуемый сидит в кресле, опустив голову и закрыв глаза.
  2. Кресло раскручивается до скорости ниже пороговой ( ). Испытуемый не чувствует вращения. < 2 г е г / с {\displaystyle <2\;\mathrm {град/с} }
  3. Кресло раскручивается до сверхпороговой скорости. Испытуемый некоторое время ощущает вращение.
  4. В конечном итоге примерно через 30 секунд ощущение вращения прекращается из-за адаптации.
  5. Кресло резко останавливается, и субъект поднимает голову и открывает глаза. Вестибулярная система подает сигнал, как будто голова вращается из стороны в сторону (во фронтальной плоскости), но система зрения подает сигнал, как будто голова не движется.

Объяснение следующее: [21]

Демонстрация стула Барань.
  • Каждый из трех полукружных каналов фактически является затухающим осциллятором с низкой инерцией. Когда один вращается в пространстве, жидкость в канале вращается в другом направлении, и это преобразуется в нейронные сигналы, указывающие текущую угловую скорость.
  • Однако если угловая скорость остается стабильной, жидкости в конечном итоге снова станут равными стенкам, и измеренная угловая скорость вернется к нулю (адаптация).
  • После резкой остановки и подъема головы жидкость в полукружном канале во фронтальной плоскости течет в противоположном направлении за счет эффекта Кориолиса, создавая иллюзорное вращение, подобное генератору Комптона .

История

Термин был впервые применен к восприятию Г. Шубертом в 1954 году, где он был назван вестибулярным эффектом Кориолиса, поскольку он предположил, что он вызван силой Кориолиса внутри полукружных каналов. [22] [10]

Сила Кориолиса была открыта Гаспаром-Гюставом де Кориолисом в 1832 году. К концу 19 века сила Кориолиса стала общепринятым выражением в метеорологической литературе. [23] Сила Кориолиса классифицируется как фиктивная сила во вращающихся системах отсчета. [24]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Vincoli JW, ред. (2000). Словарь Льюиса по охране труда и окружающей среды . Boca Raton: Lewis Publ. ISBN 978-1-56670-399-4.
  2. ^ Сандерс М.С., Маккормик Э.Дж. (1993). Человеческие факторы в проектировании и дизайне . McGraw-Hill International Editions Psychology series (Седьмое изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк Лондон Мадрид: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-112826-1.
  3. ^ Эбенхольц SM (2001). Глазодвигательные системы и восприятие . Кембридж: Cambridge Univ. Press. ISBN 978-0-521-80459-2.
  4. ^ ab Mather G (2006). Основы восприятия. Тейлор и Фрэнсис. ISBN 0-86377-835-6.
  5. ^ abc Previc FH, Ercoline WR (2004). Пространственная дезориентация в авиации. Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc. стр. 249. ISBN 1-56347-654-1.
  6. ^ Блес В., Бос Дж.Э., де Грааф Б., Гроен Э., Вертхайм А.Х. (ноябрь 1998 г.). «Укачивание: только один провокационный конфликт?». Бюллетень исследований мозга . 47 (5): 481–487. дои : 10.1016/S0361-9230(98)00115-4. ПМИД  10052578.
  7. ^ Bles W (ноябрь 1998 г.). «Эффекты Кориолиса и моделирование укачивания». Brain Research Bulletin . 47 (5): 543–549. doi :10.1016/S0361-9230(98)00089-6. PMID  10052586.
  8. ^ Холли Дж. Э., МакКоллум Г. (январь 1996 г.). «Форма восприятия собственного движения — II. Структура и принципы простого и сложного движения». Neuroscience . 70 (2): 487–513. doi :10.1016/0306-4522(95)00355-X. PMID  8848155.
  9. ^ Блес В., Бос Дж.Э., де Грааф Б., Гроен Э., Вертхайм А.Х. (ноябрь 1998 г.). «Укачивание: только один провокационный конфликт?». Бюллетень исследований мозга . 47 (5): 481–7. дои : 10.1016/s0361-9230(98)00115-4. ПМИД  10052578.
  10. ^ ab Fernandez C, Lindsay JR (октябрь 1964 г.). «Thee Vestibular Coriolis Reaction». Архивы отоларингологии . 80 (4): 469–472. doi :10.1001/archotol.1964.00750040481017. PMID  14198713.
  11. ^ ""Высшее" образование". Блокнот CFI . Получено 2024-05-10 .
  12. ^ ab Davis JR, ред. (2008). Основы аэрокосмической медицины (4-е изд.). Филадельфия: Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-0-7817-7466-6. OCLC  191751559.
  13. ^ Sanderson J, Oman CM, Harris LR (2008-07-03). «Измерение осциллопсии, вызванной вестибулярной стимуляцией Кориолиса». Journal of Vestibular Research . 17 (5–6): 289–299. doi :10.3233/VES-2007-175-609. PMID  18626139.
  14. ^ Nicogossian AE (1996). Космическая биология и медицина. Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc. стр. 337. ISBN 1-56347-180-9.
  15. ^ Брандт Т. (2003). Головокружение: его мультисенсорные синдромы. Springer. стр. 416. ISBN 0-387-40500-3.
  16. ^ Клемент Г (2003). Основы космической медицины. Springer. стр. 41. ISBN 1-4020-1598-4.
  17. ^ Демир А.Е., Айдын Э. (июнь 2021 г.). «Вестибулярные иллюзии и изменения в аэрокосмической среде». Турецкий архив оториноларингологии . 59 (2): 139–149. doi :10.4274/tao.2021.2021-3-3. PMC 8329400. PMID  34386801 . 
  18. ^ «Ваша свобода летать». www.aopa.org . 2024-11-03 . Получено 2024-05-10 .
  19. ^ Conner NO, Freeman HR, Jones JA, Luczak T, Carruth D, Knight AC и др. (2022-11-01). «Симптомы и эффекты, вызванные виртуальной реальностью: проблемы, причины, оценка и смягчение». Virtual Worlds . 1 (2): 130–146. doi : 10.3390/virtualworlds1020008 . ISSN  2813-2084.
  20. ^ CASABriefing (2014-02-18). Flight Safety Australia - Пространственная дезориентация . Получено 2024-07-04 – через YouTube.
  21. ^ DeAngelis GC, Angelaki DE (2012), Murray MM, Wallace MT (ред.), «Визуально-вестибулярная интеграция для восприятия собственного движения», The Neural Bases of Multisensory Processes , Frontiers in Neuroscience, Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis, ISBN 978-1-4398-1217-4, PMID  22593867 , получено 2024-07-04
  22. ^ Борншайн Х., Шуберт Г. (1963). «Дер вестибулярный эффект Кориолиса в линейном линейном режиме». Internationale Zeitschrift für angewandte Physiologie einschließlich Arbeitspsyologie . 20 (2): 178–189. дои : 10.1007/bf00699451. ISSN  1439-6319.
  23. ^ Перссон А (1998). «Как мы понимаем силу Кориолиса?». Бюллетень Американского метеорологического общества . 79 (7): 1373–1385. Bibcode : 1998BAMS...79.1373P. doi : 10.1175/1520-0477(1998)079<1373:HDWUTC>2.0.CO;2. ISSN  0003-0007.
  24. ^ Клеппнер Д., Коленков Р. (2013). «Неинерциальные системы и фиктивные силы». Введение в механику (2-е изд.). Cambridge University Press. стр. 341–372. doi :10.1017/cbo9781139013963.011. ISBN 978-0-521-19811-0.


Дальнейшее чтение

См., например, Pouly и Young.

Значок заглушки

Эта статья по когнитивной психологии является заглушкой . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Эффект_Кориолиса_(восприятие)&oldid=1245739737"