Advertisement

Neurophysiological Aspects of Manned Extraterrestrial Space Flight

  • W. K. Stewart
Conference paper

Abstract

It may well be asked what is the value of studying neuro-physiology in relation to manned spaceflight, since it has now been amply demonstrated that man is capable of withstanding the.environmental stresses of orbital flight and has continued to work and make full use of his mental faculties, whilst in orbit.

Neuro-physiology, however, is one of the disciplines which it has been found necessary to practise, of late, in the solution of some of the problems of flight in the atmosphere and the contributions made in this field by interdisciplinary research, including the study of behaviour by psycho-physiological methods, neuro- or biochemistry, as well as neurophysiology, have been marked.

A training in neuro-physiological and behavioural techniques may, in certain instances, be the basic factor in investigations of bizarre reactions in normal man, even though the methodology of research, as compared to work on animals, maybe limited to some degree in that it is dependent upon advances in electronics and computational analysis.

The scope of the subject cannot, therefore, deal with neuro-physiology as a whole; inter-and intra-neuronal transmission in relation to electrical sources and links, polarisation and ionic fluxes may give background knowledge, but play little part in the technology, as used, except when, for example, artefacts are being evaluated in any particular experiment.

On the other hand, when dealing with complex control systems it is the acknowledged capabilities and limitations of the human which most directly influence, not only their design but their overall reliability, and hence it is worthwhile examining the characteristics of the human operator in the realm of psychological constructs, such as attention and perception.

Where failures of the human controller occur, as in the onset of unawareness, it is now acknowledged that a full understanding cannot be achieved without fundamental work on the neural correlates, such as the coding of sensory impulses, or the control of transmission in relation to motor responses.

An understanding of illusions may not be possible without consideration of the organised relationship of brain stem and cortical activity. Similarly, it is of importance to have understanding of conditioning processes in order to differentiate between the trained and the untrained man in the stability of selected responses.

Whilst these are but a few of the problems of great magnitude, neurophysiology can make definite contributions in specific areas such as the modification of motor responses by sensory inputs from angular accelerations, the study of environmental variations which affect cortical responses such as accelerations, vibration, radiation.

It may then be considered that it is worthwhile formulating techniques for orbital laboratories in order to investigate further the abnormalities which man may evince in space flight over the next 10 to 20 years.

Keywords

Space Flight Perceptual Organisation Conditioning Process Manned Space Radar Tracker 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Résumé

Problèmes neurophysiologiques du vol de l’homme dans l’espace. On peut se demander quelle valeur donner à l’étude de la neurophysiologie en rapport avec le vol de l’homme dans l’espace, puisqu’il a maintenant été amplement prouvé que l’homme est capable de supporter les “stresses” du milieu ambiant durant le vol orbital, et qu’il a continué à fournir un travail et à utiliser entièrement ses facultés mentales pendant qu’il était en orbite.

La neurophysiologie, cependant, est une des branches qu’il s’est avéré nécessaire de travailler, dernierement, pour trouver la solution de certains des problèmes de vol dans l’atmosphère, et la contribution, en ce domaine,des recherches annexes des autres branches, y compris l’etude du comportement par méthode psycho-physiologique, neuro ou bio-chimie, aussi bien que neuro-physiologie a été notée.

Un entrainement dans les techniques neurophysiologiques, et celles du comportement -peut, en certains cas, étre le facteur de base pour les recherches des réactions anormales chez l’homme normal, quoique la methodologie des recherches, compare avec les recherches faites sur les animaux, puisse étre limitée en un certain point du fait qu’elle dépend des progrès de l’ éiectronique et de l’ analyse par computers.

L’étendue du sujet ne peut, de ce fait, considérer la neuro-physiologie comme untout;les transmissions inter-et intra-neurales en relation avec les sources électriques, la polarisation et les flux ioniques peuvent donner une connaissance de fond, mais jouer un rôle minime dans la technologie telle qu’on lf utilise sauf par exemple, lorsque les artefacts sont évalués dans chaque expérience particulière.

D’autre part, lorsque l’on considère les systèmes de contrôle complexes, ce sont les possibilités et les limites reconnues de l’homme qui influenccent le plus directement non seulement leurs formes, mais leur régularité totale, et de ce fait, il est valable d’examiner les caractéristiques de l’opérateur humain dans le domaine des facteurs psychologiques, telles que attention et perception.

Lorsque se produit une défaillance du contrôle humain, comme dans un cas soudain d’inconscience, il est maintenant admis qu’une compréhension totale ne peut étre atteinte sans un travail fondamental sur les corrélatifs neuraux, tel que la codification des impulsions sensorielles, ou le contrôle de la transmission, en rapport avec les refléxes moteurs.

Une compréhension des illusions ne peut étre possible sans considérer les relations entre le tronc cérébral et l’ectivité corticale. De même, il est important de comprendre les procédés de mise en condition afin de faire une différence entre l’homme entrainé ou non pour la stabilité des réflexes sélectionnés.

Bien qu’il n’y ait là que quelques uns des problèmes de grande importance, la neuro-physiologie peut apporter une contribution certaine dans des domaines particuliers tels que: la modification des réflexes moteurs par les excitations sensorielles sous des accélérations angulaires, l’étude des variations de milieu affectant les réflexes corticaux, telles que accélérations, vibrations, radiations.

On peut donc considérer qu’il est souhaitable de développer des techniques pour les laboratoires orbitaux afin d’étudier plus en profondeur les phénomènes anormaux qui peuvent se manifester chez l’homme lors des vols spatiaux dans les 10 ou 20 prochaines années.

резЮме

Нейрофизиологические проблемы космического полета человека.

Можно задать себе вопрос, какое значение имеет изучение нейро-физиологии в связи с космическими полетами человека, поскольку в настоящее время бесспорно доказано, что человек в состоянии выдер¬жать нагрузки среды при орбитальном полете, продолжая работать и используя полностью свои умственные способности, находясь на орбите.

Однако, нейрофизиология принадлежит к группе дисциплин, применение которых признано необходимым в последнее время при решении некоторых проблем полета в атмосфере, при чем отмечен вклад, внесенный в эту область междисциплинными исследованиями, в том числе изучением поведения при помощи психо-физиологических, нейро-или биохимических, а также нейрофизиологических методов.

Тренировка в области методов нейрофизиологии и бихевиора может оказаться в некоторых случаях основным фактором исследования необычных реакций у нормального человека, несмотря на то, что методология исследования может быть несколько ограниченной по сравнению с опытами на животных, будучи зависимой от прогресса в области электроники и вычислительного анализа.

Данная область не может, поэтому, охватывать нейрофизиологию в целом; между- и внутриневронная передача в отношении электрических источников и переприемников, поляризации и ионных потоков, могут дать нам некоторые основные познания, но они не играют большой роли в применяемой технике, исключая случаи оценки артефактов в каком-либо особом опыте.

С другой стороны, при обращении со сложными контрольными системами именно признанные способности и недостатки человека наиболее непосредственно влияют не только на их конструкцию, но и на их общую надежность и, следовательно, есть смысл рассмотреть особенности человека-оператора в области таких психологических процессов как внимание и восприятие.

Там, где имеют место физические слабости человека-контролера, как например при потере сознания, в настоящее время признается, что полного понимания нельзя достигнуть без фундаментальной работы по нервным коррелятам, таким как кодирование сенсорных возбуждений или контроль передачи в отношении двигательных реакций.

Понимание обмана чувств может стать невозможным без рассмотрения организованной связи мозгового ствола с корковой деятельностью. Большое значение имеет также понимание мер по улучшению физического состояния с тем, чтобы можно было отличить тренированного человека от нетренированного на основе стабильности отобранных реакций.

Пока речь идет всего лишь о нескольких крупных проблемах, нейрофизиология может внести определенный вклад в специфические области, такие как модификация двигательных реакций сенсорными вводами со стороны угловых ускорений, исследование изменений среды, влияющих на корковые реакции, таких как ускорение, вибрация, радиация.

Можно затем принять во внимание, что имеет смысл разработать методы для орбитальных лабораторий в целях дальнейшего исследования анормальностей, которые человек может проявить в космическом полете, в течение ближайших 10–20 лет.-

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Copyright information

© Springer-Verlag/Wien 1965

Authors and Affiliations

  • W. K. Stewart
    • 1
  1. 1.Institute of Aviation MedicineRoyal Air ForceFarnborough, HantsGreat Britain

Personalised recommendations