Эффект Кориолиса (восприятие)

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, что часто вызывает тошноту. ^[1]^[2]^[3] Этот эффект возникает, когда во время вращения голова движется противоположно или аналогично телу. Это продолжает влиять на вестибулярную систему , особенно на полукружные каналы , на которые влияет ускорение. Это вызывает чувство головокружения или тошноты до восстановления равновесия после возвращения головы в стабилизированное состояние. ^[4]^[5] Важно отметить, что эта иллюзия полностью основана на восприятии и во многом обусловлена противоречивыми сигналами между зрением и восприятием положения или движения своего тела. ^[6] Примерами ситуаций, когда это может возникнуть, являются круговое ускорение и движение во время кругового вращения. ^[7]

Существует также эффект псевдокориолиса (также называемый оптокинетическим эффектом псевдокориолиса ), который имеет место, когда нет физического кругового движения, а только визуальное. ^[8]^[9] С точки зрения восприятия он аналогичен эффекту Кориолиса: он воспринимается как самодвижение, вызывающее такую же тошноту и часто являющееся причиной укачивания.

Причины и последствия

Физиологический механизм, посредством которого возникает эффект, заключен в полукружных каналах, что определяется наклоном головы. При вращении и наклоне головы человека эндолимфатическая жидкость внутри канала может подвергаться действию 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. Когда движение головы прерывается, жидкость будет двигаться под углом, воздействуя на купулу , что вызовет ощущение вращения, которого не происходит. ^[11]^[12]

Чаще всего это происходит, когда голова человека смещается во время вращения. Если люди вращаются влево вдоль оси Y, а затем толкают голову вперед, это приведет к смещению их голов и сделает их подверженными силе Кориолиса и результирующему эффекту. Проявлением этого эффекта является то, что люди будут чувствовать, что их головы наклоняются влево. ^[4]

Это может вызвать тошноту, дезориентацию и рвоту в результате укачивания. Эти чувства 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 движется, а вестибулярная система тонко настроенные чувства обнаруживают и сообщают об обратном. ^[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 об этом трудно сообщить, поскольку зачастую ощущения трудно описать. ^[5] В экстремальных ситуациях это может привести к тому, что пилот потеряет контроль над самолетом. ^[18] Из-за возможных опасностей, связанных с этим, пилотов часто обучают физиологически, например, в кресле Барани , чтобы подготовиться к таким обстоятельствам, а также учат доверять своим летательным приборам, а не собственному визуальному восприятию. ^[12]

Эффект псевдокориолиса часто возникает в симуляциях виртуальной реальности, где можно почувствовать, что движение происходит без движения самого тела. ^[19]

Демонстрация стула Lamb

Стул Барань часто используется следующим образом: ^[20]

Испытуемый сидит в кресле, опустив голову и закрыв глаза.
Кресло раскручивается до скорости ниже пороговой ( $<2\;\mathrm {deg/s}$ ). Объект не чувствует вращения.
Кресло раскручивается до скорости выше пороговой. Субъект некоторое время чувствует вращение.
В конце концов, примерно через 30 секунд ощущение вращения прекращается из-за адаптации.
Кресло резко останавливается, субъект поднимает голову вверх и открывает глаза. Вестибулярная система сигнализирует, будто голова вращается из стороны в сторону (в корональной плоскости), а система зрения сигнализирует, будто голова не движется.

Объяснение следующее: ^[21]

Каждый из трех полукружных каналов фактически представляет собой затухающий осциллятор с малой инерцией. Когда человек 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 поднятия головы жидкость в полукружном канале во фронтальной плоскости течет в противоположном направлении за счет эффекта Кориолиса, создавая иллюзорное вращение, подобное генератору Комптона .

История

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

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

См. также

Ссылки

^ Винколи Дж.В., изд. (2000). Словарь Льюиса по профессиональной и экологической безопасности и гигиене труда . Бока-Ратон: Lewis Publ. ISBN 978-1-56670-399-4 .
^ Сандерс М.С., Маккормик Э.Дж. (1993). Человеческий фактор в технике и дизайне . Серия McGraw-Hill International Editions по психологии (Седьмое изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк Лондон Мадрид: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-112826-1 .
^ Эбенгольц С.М. (2001). Глазодвигательные системы и восприятие . Кембридж: Кембриджский университет. Нажимать. ISBN 978-0-521-80459-2 .
^ Jump up to: ^а ^б Мазер Дж. (2006). Основы восприятия . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 0-86377-835-6 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Превич Ф.Х., Эрколин В.Р. (2004). Пространственная дезориентация в авиации . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., с. 249. ИСБН 1-56347-654-1 .
^ 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 .
^ Блес В. (ноябрь 1998 г.). «Эффекты Кориолиса и моделирование укачивания». Бюллетень исследований мозга . 47 (5): 543–549. дои : 10.1016/S0361-9230(98)00089-6 . ПМИД 10052586 .
^ Холли Дж. Э., МакКоллум Дж. (январь 1996 г.). «Форма восприятия собственного движения - II. Основы и принципы простого и сложного движения». Нейронаука . 70 (2): 487–513. дои : 10.1016/0306-4522(95)00355-X . ПМИД 8848155 .
^ 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 .
^ Jump up to: ^а ^б Фернандес С., Линдси-младший (октябрь 1964 г.). «Вестибулярная реакция Кориолиса». Архив отоларингологии . 80 (4): 469–472. дои : 10.1001/archotol.1964.00750040481017 . ПМИД 14198713 .
^ « Высшее» образование» . Блокнот CFI . Проверено 10 мая 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б Дэвис-младший, изд. (2008). Основы аэрокосмической медицины (4-е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-7817-7466-6 . OCLC 191751559 .
^ Сандерсон Дж., Оман КМ, Харрис ЛР (3 июля 2008 г.). «Измерение осциллопсии, вызванной вестибулярной стимуляцией Кориолиса». Журнал вестибулярных исследований . 17 (5–6): 289–299. дои : 10.3233/VES-2007-175-609 . ПМИД 18626139 .
^ Никогосян А.Е. (1996). Космическая биология и медицина . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., с. 337. ИСБН 1-56347-180-9 .
^ Брандт Т. (2003). Головокружение: его мультисенсорные синдромы . Спрингер. п. 416. ИСБН 0-387-40500-3 .
^ Клеман Ж (2003). Основы космической медицины . Спрингер. п. 41. ИСБН 1-4020-1598-4 .
^ Демир А.Э., Айдын Э (июнь 2021 г.). «Вестибулярные иллюзии и изменения в аэрокосмической среде» . Турецкие архивы оториноларингологии . 59 (2): 139–149. дои : 10.4274/tao.2021.2021-3-3 . ПМК 8329400 . ПМИД 34386801 .
^ «Ваша свобода полета» . www.aopa.org . 03.11.2024 . Проверено 10 мая 2024 г.
^ Коннер Н.О., Фриман Х.Р., Джонс Дж.А., Лузак Т., Каррут Д., Найт А.С. и др. (01.11.2022). «Симптомы и последствия, вызванные виртуальной реальностью: проблемы, причины, оценка и смягчение последствий» . Виртуальные миры . 1 (2): 130–146. дои : 10.3390/virtualworlds1020008 . ISSN 2813-2084 .
^ Брифинг CASA (18 февраля 2014 г.). Безопасность полетов в Австралии — Пространственная дезориентация . Проверено 4 июля 2024 г. - через YouTube.
^ ДеАнджелис Г.К., Ангелаки Д.Э. (2012), Мюррей М.М., Уоллес М.Т. (ред.), «Визуально-вестибулярная интеграция для восприятия собственного движения» , Нейронные основы мультисенсорных процессов , Границы неврологии, Бока-Ратон (Флорида): CRC Press /Тейлор и Фрэнсис, ISBN 978-1-4398-1217-4 , PMID 22593867 , получено 4 июля 2024 г.
^ Борншайн Х., Шуберт Г. (1963). «Вестибулярный эффект Кориолиса с дополнительным линейным ускорением». Международный журнал прикладной физиологии, включая физиологию труда . 20 (2): 178–189. дои : 10.1007/bf00699451 . ISSN 1439-6319 .
^ Перссон А (1998). «Как мы понимаем силу Кориолиса?» . Бюллетень Американского метеорологического общества . 79 (7): 1373–1385. Бибкод : 1998BAMS...79.1373P . doi : 10.1175/1520-0477(1998)079<1373:HDWUTC>2.0.CO;2 . ISSN 0003-0007 .
^ Клеппнер Д., Коленков Р. (2013). «Неинерциальные системы и фиктивные силы». Введение в механику (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 341–372. дои : 10.1017/cbo9781139013963.011 . ISBN 978-0-521-19811-0 .

Дальнейшее чтение

См., например, Поли и Янг.

Эта когнитивной психологии статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Винколи Дж.В., изд. (2000). Словарь Льюиса по профессиональной и экологической безопасности и гигиене труда . Бока-Ратон: Lewis Publ. ISBN 978-1-56670-399-4 .

[2] Сандерс М.С., Маккормик Э.Дж. (1993). Человеческий фактор в технике и дизайне . Серия McGraw-Hill International Editions по психологии (Седьмое изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк Лондон Мадрид: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-112826-1 .

[3] Эбенгольц С.М. (2001). Глазодвигательные системы и восприятие . Кембридж: Кембриджский университет. Нажимать. ISBN 978-0-521-80459-2 .

[Mather2-4] Jump up to: ^а ^б Мазер Дж. (2006). Основы восприятия . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 0-86377-835-6 .

[Ercoline2-5] Jump up to: ^а ^б ^с Превич Ф.Х., Эрколин В.Р. (2004). Пространственная дезориентация в авиации . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., с. 249. ИСБН 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] Блес В. (ноябрь 1998 г.). «Эффекты Кориолиса и моделирование укачивания». Бюллетень исследований мозга . 47 (5): 543–549. дои : 10.1016/S0361-9230(98)00089-6 . ПМИД 10052586 .

[8] Холли Дж. Э., МакКоллум Дж. (январь 1996 г.). «Форма восприятия собственного движения - II. Основы и принципы простого и сложного движения». Нейронаука . 70 (2): 487–513. дои : 10.1016/0306-4522(95)00355-X . ПМИД 8848155 .

[pmid10052578-9] 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 .

[Fernandez_1964-10] Jump up to: ^а ^б Фернандес С., Линдси-младший (октябрь 1964 г.). «Вестибулярная реакция Кориолиса». Архив отоларингологии . 80 (4): 469–472. дои : 10.1001/archotol.1964.00750040481017 . ПМИД 14198713 .

[11] « Высшее» образование» . Блокнот CFI . Проверено 10 мая 2024 г.

[Davis_2008-12] Jump up to: ^а ^б Дэвис-младший, изд. (2008). Основы аэрокосмической медицины (4-е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-7817-7466-6 . OCLC 191751559 .

[13] Сандерсон Дж., Оман КМ, Харрис ЛР (3 июля 2008 г.). «Измерение осциллопсии, вызванной вестибулярной стимуляцией Кориолиса». Журнал вестибулярных исследований . 17 (5–6): 289–299. дои : 10.3233/VES-2007-175-609 . ПМИД 18626139 .

[Nicogossian2-14] Никогосян А.Е. (1996). Космическая биология и медицина . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики, Inc., с. 337. ИСБН 1-56347-180-9 .

[Brandt2-15] Брандт Т. (2003). Головокружение: его мультисенсорные синдромы . Спрингер. п. 416. ИСБН 0-387-40500-3 .

[Clément2-16] Клеман Ж (2003). Основы космической медицины . Спрингер. п. 41. ИСБН 1-4020-1598-4 .

[17] Демир А.Э., Айдын Э (июнь 2021 г.). «Вестибулярные иллюзии и изменения в аэрокосмической среде» . Турецкие архивы оториноларингологии . 59 (2): 139–149. дои : 10.4274/tao.2021.2021-3-3 . ПМК 8329400 . ПМИД 34386801 .

[18] «Ваша свобода полета» . www.aopa.org . 03.11.2024 . Проверено 10 мая 2024 г.

[19] Коннер Н.О., Фриман Х.Р., Джонс Дж.А., Лузак Т., Каррут Д., Найт А.С. и др. (01.11.2022). «Симптомы и последствия, вызванные виртуальной реальностью: проблемы, причины, оценка и смягчение последствий» . Виртуальные миры . 1 (2): 130–146. дои : 10.3390/virtualworlds1020008 . ISSN 2813-2084 .

[20] Брифинг CASA (18 февраля 2014 г.). Безопасность полетов в Австралии — Пространственная дезориентация . Проверено 4 июля 2024 г. - через YouTube.

[21] ДеАнджелис Г.К., Ангелаки Д.Э. (2012), Мюррей М.М., Уоллес М.Т. (ред.), «Визуально-вестибулярная интеграция для восприятия собственного движения» , Нейронные основы мультисенсорных процессов , Границы неврологии, Бока-Ратон (Флорида): CRC Press /Тейлор и Фрэнсис, ISBN 978-1-4398-1217-4 , PMID 22593867 , получено 4 июля 2024 г.

[22] Борншайн Х., Шуберт Г. (1963). «Вестибулярный эффект Кориолиса с дополнительным линейным ускорением». Международный журнал прикладной физиологии, включая физиологию труда . 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. Бибкод : 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.). Издательство Кембриджского университета. стр. 341–372. дои : 10.1017/cbo9781139013963.011 . ISBN 978-0-521-19811-0 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]