Те-Шенг Вен, Чиен-Лианг Чен, Бо-Яу Куо.

Управление глобального здоровья, Университет в Мингдао, Институт изучения головного мозга, Национальный университет  Янг-Мине, Управление физиотерапии, Университет в Ай-Шоу. Тайвань.

Нарушение  пространственной   ориентировки (НПО) распознавалось долгое время, как потенциальная опасность для лётных операций. Её физиологический эффект может выражаться в снижении деятельности и даже приводить к лётному происшествию. Хотя в области НПО проводилось много исследований, их результаты не дали значительного снижения летных происшествий по этой причине.

С применением высокоманевренных истребителей в полётах, их способность летать при высоком ускорении и быстром угловом движении может часто подвергать пилотов вестибулярным иллюзиям.

Использовался замкнутый тренажёр-демонстратор для увеличения бдительности к НПО и обращалось основное внимание на эффективность считывания приборов пилотом в условиях наземной тренировки. Тем не менее, визуальные сигналы на приборном дисплее варьировали часто с ощущениями от вестибулярной системы. Особенно в условиях соблюдения правил полёта по приборам, НПО является настолько подавляющим фактором, что задерживает у пилотов, жертв дезориентации, оценку истинной ситуации. Пилотам иногда рекомендуют концентрировать внимание на приборной панели, лететь прямо  в течение 30-60 секунд. Это очень трудный период времени для пилота одноместного самолёта при стрессовой ситуации. В экстремальных случаях иллюзии, вызванные ускорением Кориолиса и непреднамеренным движением головы вызывают снижение остроты зрения и считывание приборных показателей в определенной степени.

Существует ли какая-то стратегия, которая могла бы ускорить восстановление  этих затруднений, создаваемых НПО? Если таковая существует, она должна пробудить сознание смущенного пилота и соответственно успокоить нистагм, по-возможности скорее. Более того, эта профилактическая мера должна быть выполнена легко без       специального средства, такого как противоперегрузочный маневр напряжения. В военном искусстве, например каратэ, мы знаем, что попытка соперника сконцентрировать себя и разработать мышечную энергию выражается громким криком. Кроме того, мы можем пробудиться от чихания и кашля во время сна. Эти примеры вдохновили нас на наше исследование, чтобы найти альтернативные пути преодоления НПО.

Метод. В последние семь лет мы использовали НПО-тренажеры,  включая Бертифьодж, Вертигон, ДИСО (платформного типа) и человеческую центрифугу, чтобы создать некоторые сценарии вестибулярной иллюзии для тестирования маневра с пронзительным криком. Испытатели, участвующие в этом исследовании были опытными пилотами, курсантами и авиационными врачами. Пронзительный крик создавался за счёт форсированного  сжатия (сокращения) мышц живота (крик "ЕР") с коротким и громким тоном (более 120 дБ) Крик должен был повторяться 3 раза с интервалом в 1 секунду. Чтобы гарантировать состояние готовности мы зарегистрировали ЭЭГ и квантифицировали её среднюю частоту  энергии (СЧЭ) в Гц   используя анализ Фурье. Для подтверждения эффекта подавления мы зарегистрировали электроокулограмму (ЭОГ) и интегрировали область при её волновой кривой, используя компьютерный расчет.

Влияние пронзительного крика (экспериментальная группа) сравнивалось с данными отсутствия крика (контрольная группа) после начала вестибулярных иллюзий, свыше указанного периода времени.

В дополнение к нервной активности мы также исследовали, как маневр  с пронзительным криком может влиять на человеческую деятельность сразу после воздействия ускорения Кориолиса. Намеренно, тестер визуальной остроты был использован для оценки улучшения зрения.

Встроенный цифровой счётчик  на НПО-тренажёре (Вертигон) использовался для оценки эффективности выполнения операций после восстановительного периода.

Результаты. В первом исследовании мы установили, что маневр с пронзительным криком мог укоротить время восстановления некоторых вестибулярных иллюзий, создаваемых на тренажере Вертифьюдж от 31,5% до 52,9%.  В общем мы имели успешную оценочную величину 57,9 - 91,7%. Среди этих иллюзий, окулогиральная иллюзия, связанная с остановкой центрифуги, наблюдалась значительно подавленной (95,2%) маневром пронзительного крика.

Во втором исследовании мы произвольно изучали MPF8  (8 секунд после иллюзии)  средний наклон MPF  и максимальное увеличение  (6-10 секунд после иллюзии) на Вертифьюже. Вышеуказанные параметры представляют уровень активности головного мозга или сознания после вестибулярного воздействия. Главное,  MPF8  был  более выражен у испытателей, выполняющих пронзительный крик, чем у испытателей без крика. Наклоны кривых MPF были значительно больше выражены в двух из трех сценариев. Кроме того, имелось более высокое максимальное увеличение в MPF во всех опытах в экспериментальной группе по сравнению с контрольной.

В третьем и  четвертом исследованиях мы хотели вызвать ускорение Кориолиса во время постоянного вращения тренажёров ДИСО или Вертигона за счёт наклона головы. Мы обнаружили, что более высокий МРГ и низкий ОЕОС в экспериментальной  группе  возникают немедленно после воздействия силы Кориолиса в течение 1 - 5 секунд на тренажёре ДИСО. Острота зрения не изменялась значительно, но время для выполнения считывания карточки визуального тестера значительно укоротилось.

Мы обнаружили также, что 70% испытателей достигали улучшения восстановительного маневра в Вертигоне с выполнением пронзительного крика после начала иллюзии Кориолиса.  В общем, эти испытатели с более выраженным MPF и менее выраженным ОЕОС являлись успешными испытателями, поддерживающими свое зрение и деятельность при воздействии НПО.

Основной механизм действия пронзительного крика мог заключаться в стимулирующем эффекте его на ретикулярную формацию в стволовой части головного мозга, которая широко проецируется на кору головного мозга и функции в состоянии сознания и корковой активации. Анатомически вестибуло-кохлеарный нерв несёт информацию от полукружных каналов и отолитовых органов к вестибулярному ядерному комплексу, расположенному в продолговатом мозгу и нижний части Варолиева моста. Некоторые вестибулярные ядра  также, в свою очередь,  проецируются строго к ретикулярной   формации и окуломоторным ядрам третьего церебрального нерва, который вызывает компенсаторное движение глаз.

Кроме того, в исследованиях на животных было отмечено,  что вестибулярная система реагирует на аудиторную стимуляцию. Следовательно, мы можем предсказать, что пронзительный крик, вероятно, видоизменяет восходящий входной сигнал на уровне ствола головного мозга за счёт взаимодействия с невральной сетевой структурой.

Таким образом, маневр с использованием пронзительного крика может быть естественной  мерой борьбы для облегчения восстановления тотчас после НПО. Хотя, связанный с этим маневром, механизм не был полностью осмыслен, он всё же проливает некоторый свет на преодоление НПО. Его главное преимущество заключается в том, что он достигается "голыми руками". Он работает просто - без применения специальных средств. Однако, маневр с применением пронзительного крика является методом, которому можно научить, но он нуждается в наземной практике, чтобы оптимизировать сущность его эффективности.