西北大学医学院神经病学、耳鼻喉科学和物理治疗/人体运动科学教授蒂莫西·C·海因,以及麻省理工学院人-车实验室主任、美国国家航空航天局国家空间生物医学研究所神经前庭研究项目负责人查尔斯·M·奥曼解释道。
为了估计自己的位置,大脑会结合来自多种来源的信息,包括视觉、触觉、关节位置、内耳以及自身的预期。内耳(见下图)尤其重要,因为它包含角运动(半规管)和线性运动(耳石器)的传感器。这些传感器被称为前庭系统。在大多数情况下,感觉和预期都是一致的。然而,当它们不一致时,就会产生冲突,并可能发生晕动病。晕动病通常结合了空间定向障碍、恶心和呕吐等要素。
考虑一下在汽车后座阅读的情况。你的眼睛专注于书本,周边视觉看到汽车内部,这表明你是静止的。但是,当汽车驶过颠簸路面、转弯或改变速度时,你的耳朵却不同意这种说法。这就是为什么在这种情况下晕动病很常见。如果你有这种反应,通常停止阅读并看向窗外会有所帮助。汽车驾驶员通常最不容易患晕动病,因为他不仅拥有来自耳朵、眼睛和触觉的准确感觉信息,而且他还控制着汽车,因此可以预料到转弯、加速和减速。这种位置使他能够更好地校准他对运动的预期与汽车的实际运动。
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晕动病也经常发生在船上。当你在甲板下并且看不到外面时,通常会发生晕船。如果你待在甲板上,在那里你可以很好地看到地平线,你通常不会感觉那么糟糕。一旦你的平衡系统学会正确预测船的运动——换句话说,当你适应了“海上生活”时——你对晕船的易感性就会消失。当然,当你最终上岸时,你仍然经常会感觉到自己的身体在预期船的运动,这可能在着陆后的几个小时甚至几天内发生。这会使一些人感到不适,即使他们静止不动。
最后,感觉冲突也可能由太空飞行产生。在地球重力对我们身体的影响下生活了一辈子之后,突然进入失重状态会产生许多不同类型的感觉冲突的可能性。当宇航员倾斜头部时,来自内耳角运动传感器(半规管)和身体关节的确认倾斜的信号不再得到来自内耳耳石器官的信号的证实。耳石中的小石头无法再确定“向下”,因为不再存在物理上的“向下”。一些机组人员说,无论他们的身体在航天器中如何定向,他们都感觉一直“头朝下”。这种困惑使得 75% 的宇航员在首次飞行中经历晕动病。
关于为什么感觉冲突——特别是当它涉及内耳的运作时——会导致疾病的一个有趣但尚未证实的理论是,前庭系统对身体环境的微小变化非常敏感。这种极端的敏感性可能为中毒提供早期预警系统。根据这一假设,当前庭系统开始与其他方向信息来源不一致时,就会出现恶心和呕吐,从而消除干扰的原因。