Юрий Гагарин - Психология и космос

Очень часто у летчиков показания приборов вступают в конфликт с их личными ощущениями. Хотя все знают, что приборы обычно не врут, все же бывает нелегко признать свои ощущения ложными.

На Земле человек обычно не задумывается над тем, как отыскать «верх» или «низ». Это вещи само собой разумеющиеся. А в космосе? Уже К. Э. Циолковский предполагал, что состояние невесомости изменит восприятие окружающего пространства. В 1911 году он писал: «Верха и низа в ракете, собственно, нет, потому что нет относительной тяжести, и оставленное без опоры тело ни к какой стенке ракеты не стремится, но субъективные ощущения верха и низа все-таки останутся. Мы чувствуем верх и низ, только места их меняются с переменою направления нашего тела в пространстве. В стороне, где наша голова, мы видим верх, а где ноги — низ. Так, если мы обращены головой к нашей планете, она нам представляется в высоте; обращаемся к ней ногами, мы погружаем ее в бездну, потому что она кажется нам внизу. Картина грандиозная и на первый раз страшная; потом привыкаешь и на самом деле теряешь понятие о верхе и низе».

Чтобы понять, как будет ориентироваться космонавт в состоянии невесомости (хотя и кратковременной), ставили такой эксперимент. Космонавт сидел в задней кабине двухместного реактивного самолета, пристегнувшись ремнями к креслу. На участке полета, когда возникала невесомость, летчик накренял машину на 60–65 градусов, а космонавт по радиопереговорному устройству сообщал о своих впечатлениях. И оказалось, что, если глаза открыты, космонавты ориентируются безошибочно; при закрытых же глазах у всех возникали иллюзии: никто не мог точно определить, какой маневр выполнял самолет. Владимир Комаров, например, отмечал: «Пространственная ориентировка затруднялась при выполнении летчиком „горки“ с креном; мне казалось, что мы летим вертикально вверх».

Почему же это происходит?

О положении тела относительно плоскости Земли и о том, как располагаются различные предметы по отношению друг к другу и к самому человеку, сообщают органы чувств — «воспринимающие приборы», направленные как во внешний мир (экстерорецепторы), так и внутрь организма (интерорецепторы).

Зрение, мышцы, суставы, кожа, вестибулярный аппарат — все они передают информацию в мозг, который благодаря этому и позволяет правильно воспринимать пространство.

Одним из основных органов чувств, участвующих в ориентации, является вестибулярный анализатор. Это единая система, состоящая из периферийного воспринимающего аппарата, проводящих нервов и центральной части с ядрами в стволовом отделе мозга и участком клеток в коре полушарий. Воспринимающий аппарат, в свою очередь, подразделяется на полукружные каналы и отолитовый прибор, размещающиеся в височной кости. Три полукружных канала расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и заполнены жидкостью — эндолимфой. У начала каждого канальца имеются «кисточки» чувствительных окончаний вестибулярного нерва.

В 1878 году известный петербургский физиолог Е. П. Цион впервые объяснил значение полукружных каналов в формировании человеческих представлений о пространстве.

«Полукружные каналы, — писал он, — суть периферические органы пространственного чувства, то есть ощущения, вызываемые раздражением нервных окончаний в ампулах, служат для образования наших понятий о трех измерениях пространства».

Механизм этих раздражений связан с законами инерции. Когда голова неподвижна или вместе с телом перемещается прямолинейно и равномерно, эндолимфа остается относительно нее неподвижной. Но если голову повернуть или наклонить, жидкость в соответствующих канальцах начинает давить в сторону, противоположную повороту или наклону. Это вызывает раздражение окончаний вестибулярного нерва, и определенная информация поступает в мозг в виде нервных импульсов.

Отолитовый прибор — это, по существу, гравиторецептор, приспособленный для передачи в мозг информации в основном при изменении силы тяжести. Принцип его действия довольно прост. Дно небольшого мешочка покрыто нервными чувствительными клетками, снабженными волосками, на которых в студенистой жидкости как бы лежат кристаллики солей кальция — отолиты. Под действием силы тяжести они давят на окончания вестибулярного нерва. Естественно, при быстром подъеме или спуске давление это меняется. Какие при этом ощущения — хорошо известно людям, пользующимся скоростными лифтами.

Как отолитовый прибор помогает ориентироваться животным, когда меняется направление силы тяжести, показали следующие опыты. Из полости отолитового прибора маленького речного рачка извлекались песчинки — отолиты и заменялись железными опилками. Животное после этого сохраняло правильную ориентацию в пространстве и плавало, как всегда, спинкой вверх. Но стоило экспериментатору поднести магнит, моментально рачок изменял «позу» — в зависимости от силовых линий магнитного поля. Если магнит подносился сверху, рачок переворачивался спинкой вниз, а если сбоку — переворачивался на бок.

Вестибулярный анализатор тесно связан с органами зрения. Если долго кружиться на одном месте, а затем остановиться, человеку покажется в течение какого-то времени, что мир вращается вокруг него. В свою очередь, органы зрения тоже влияют на вестибулярный анализатор.

Однажды летчику предложили посмотреть панорамный кинофильм. Но усадили его в кресло с неустойчивой опорой, на котором до начала сеанса он свободно балансировал, не теряя равновесия. Начался просмотр, и «зритель» чувствовал себя уверенно и спокойно, когда появившийся на экране самолет летел в горизонтальном полете. Но едва самолет накренился и стал выполнять сложные маневры, равновесие летчика быстро нарушилось, и он «завалился» вместе с креслом. Известно также, что некоторые люди, увидев на киноэкране, как раскачивается корабль на волнах, начинают испытывать чувство укачивания, вплоть до тошноты.

Чтобы узнать, изменяется ли информация от полукружных каналов при невесомости, в самолете-лаборатории тоже установили вращающееся кресло. При горизонтальном полете космонавту завязывали глаза и предлагали определить, на сколько градусов повернется кресло, в котором он сидит. То же повторялось и при невесомости. В последнем случае ошибок было гораздо больше.

Сила земного притяжения сыграла определенную роль не только в формировании опорного скелета и мускулатуры живых существ, но и в развитии так называемого «мышечно-суставного чувства» (проприоцептивной чувствительности). Как показал И. М. Сеченов, выполнение любого строго направленного двигательного акта было бы невозможно при закрытых глазах без мышечно-суставных ощущений, или, говоря языком кибернетики, без обратной связи. Информация, поступающая от мышечно-суставного аппарата, который поддерживает тело в определенной позе, дает возможность человеку представить свое положение относительно плоскости Земли.