美国宇航局的研究人员发现一些奇怪现象：当你让一名参加过太空飞行的航天员坐到一个旋转的椅子上的时候，他们的脑可能认为他们又回到太空。

平衡并不像看上去那么容易，如果不信，你可试着用一只脚站一分钟，你就体会到需要不断地调整姿势才能保持住身体的平衡。实际上，在地球上维持人体的平衡，也像读书一样有一个学习的过程，芭蕾舞演员为了保持舞蹈中身体的平衡，经过了长期艰苦的学习过程，只有很好地掌握了平衡的技巧，才能跳出优美的舞蹈。

对于一般人来说，好像不必要进行这种学习，就可以在地球上生活得很好。其实，在人的生长过程中，对保持身体平衡的技巧也有一个逐渐累积经验的过程，只是没有感觉到而已。

但是，到了太空，所有的人都会深刻地体会到维持人体的平衡是多么不容易，要很好地保持平衡，就要进行学习和实践，掌握太空中平衡的技巧。在这个无上无下、几乎没有重力的环境里，航天员都像仙人一样在座舱里飘来飘去，稍一用力人就会飘起了。航天员不能像在地面时那样行走，必须学会用手指的轻轻动作来控制自己的身体，手指在舱壁上轻轻一点，人就会飘出去，用力稍大，人就会飘到座舱另一头的舱壁上。如果别的航天员轻轻地推你一下，你就会飞过整个机舱。在太空睡觉时，如果不将自己固定在睡床上，睡着时的一个深呼吸将会将你推到别处。这种情况下，要像在地球上那样保持平衡是一件很难做的事。

保持身体的平衡是人进行正常的生活和运动必要的条件, 当你保持平衡的时候，你可以从以下三个途径获得信息：肌肉里的本体感受传感器、内耳的前庭系统和眼睛，这三个部分的信息都与重力有关，它们将你身体在空间的位置、身体各部分的相对位置和状态等信息传入脑，通过脑的整合，控制眼球的运动和肌肉的收缩，才能保持身体平衡和定向。

控制人体平衡和定向的司令部是脑，脑是通过建立“模型”的方法来处理所有的信息的。计算机程序员称它为智能子程序，但是它胜过任何一个计算机的运算规则，比它们要复杂得多！脑中的这个模型可以对传入的信息进行解释，并产生反应，告诉身体中与平衡和运动有关的系统应该如何行动。脑是我们学习和适应新事物和环境的工具。在地球上，人长期生活在重力条件下，生活和训练所逐步形成的一些感觉－运动信息储存在脑内，建立了适应重力环境的平衡－运动模型。在地球上，当我们进行平衡动作或学会一种新的平衡动作时，这个模型就发挥作用了，它可以迅速、自动地完成绝大部分人体的平衡动作而不感到困难。一些难度较高的动作也可以通过训练，形成各种复杂的感觉－运动子模型，使人可以进行体操、跳芭蕾舞这样复杂的平衡动作。

在地球上，对于一个健康人来说，要保持平衡和进行一般的运动或操作是不成问题的。对于航天员来说，他们通过各种各样复杂的训练，脑中的平衡－运动模型要比一般人更复杂，有更多的通路可以使人适应不同环境的要求。但要注意的是这个平衡－运动模型是在有重力的地球上建立的，它只能告诉航天员在正常重力情况下，应该如何控制他们的身体和进行操作。在太空中，这个模型不仅发挥不出作用，而且成为航天员适应新环境的障碍，他们必须重新建造一个新的、适应失重环境的模型。这是因为航天中重力消失，与重力有关的肌肉、前庭器官、触觉及内感受器的传入冲动都减少了，他们不仅改变了脑中原来的平衡－运动模式，使航天员在太空中不知道应该如何维持他的姿势和平衡，而且干扰了航天员进行平衡和运动。例如，人在地面大部分时间是处于直立状态的，人在直立时肌肉、肌腱和前庭感受器受重力的作用，将他们得到的信息传入脑，在脑中已经形成一个很巩固的、与重力有关的维持人体直立的模式。

因此，人在地面要维持站立姿势是一件很容易的事。但是，在太空，这些与重力有关感受器提供的信息发生改变，脑中原来控制直立姿势的模式不仅不起作用了，而且总是发出错误的命令，让航天员还是按照地球上的调节身体的方式来站立，结果使航天员很难维持住站立姿势。在太空，如果航天员不用力来控制自己的话，他的姿态就像子宫里的胎儿一样，四肢蜷曲着。用力稍大一点，人就会飞出去或在座舱中旋转起来。

为了了解失重对航天员运动协调能力的影响，科学家在太空曾经做过一个“脚放下”的实验：让航天员将自己的脚放到身下一个指定的位置上。这个在地面很容易完成的动作，在太空却成了难题，航天员需要不断调整自己的脚，经过多次训练，才能将脚准确放到指定的位置上。因此，在失重飞行初期，航天员在运动或作业时常常出现用力过度，肌肉工作不协调，不能辨别方向，能量消耗过高，肌紧张度过高等现象，从而导致工作能力下降。

航天员生活在失重环境下，体内的感受器逐渐将失重环境下感受到的信息传到脑，脑接受了这些新的信息，修改原来脑中的平衡－运动模型，建立新的、适应失重环境的模型。因此，经过一段时间，航天员最初进入太空所出现的平衡－运动障碍逐渐消失了，能够在太空自由地行走和工作了。但当航天员返回地面时，脑中新建立的适应失重环境的模式必须再转回到重力模式，否则就无法在地球上很好地生活。航天医学研究人员发现航天员在太空飞行后返回地面时，虽然还能保持身体的平衡，但比飞行前困难得多。美国宇航局的神经科学家比尔·帕劳斯凯解释说这是由于他们的脑不知道应该如何解释他们感觉器官传入的信息。

航天员在进入太空和返回地面时所出现的脑中平衡－运动模式的转换并不是一件容易的事。例如，当脑遇到像太空这样一个全新的环境时，人的脑必须进行一些工作，它必须确定这是否是一个稳定的环境，是否值得为这种环境建立一个模型。如果认为需要的话，它将通过逐渐输入新信息的方法建立一个适应这种环境的新模型。

在脑中建立新的模型，要经过一段时间。在此过程中，也会产生一些令人不快的感觉。脑首先要学会如何去解释新环境下的传入信息，要确定建立一个怎样的新模型，要不断地接受感受器的传入信息来修改原来的模型，要判别何时从一种模型转换成另一种模型。在这种转换过程中，当脑犹豫应该采用哪种模型的时候，它会以一种奇怪的方式来解释感受器的传入冲动，而引起航天员身体的不适。例如，在飞行初期，有98％的航天员出现周围物体移动、身体悬吊在空中、倒飞、头朝下、头离开身体等错觉，50％航天员出现恶心、呕吐、头痛、头晕、食欲下降等症状。

通过旋转和平衡测试，可以了解脑中平衡－运动模型的转换过程。帕劳斯凯希望通过它能够更好地帮助航天员从一种状态转化到另一种状态。如果能够采用一些方法加速脑中模型的转换过程，那么航天员到太空后就可以更快地适应失重环境，在返回地球后也可以更快地适应地球重力环境，使航天员更快地恢复平衡功能。其实，它的意义远不止如此。例如，在模型之间转换时会出现运动病症状。帕劳斯凯的工作是能够帮助医生了解这样的疾病，提出防护方法。它还有可能训练航天员事先建立新模型。例如，在火星探险者到达那颗红色行星之前，就使航天员脑中建立一个1/3重力的模型，航天员到达火星时就可以很快适应新的环境了。

那么，对于我们在地球上的人呢？帕劳斯凯的工作可能也有一定帮助。他的研究成果可以使人们更容易掌握平衡的技巧。

继续阅读：你一定无法想象   在太空里要保持平衡有多难？   宇航员   太空   美国宇航局   地球

此文由 林心小筑 编辑，未经允许不得转载！：首页 > 潮·科技 » 你一定无法想象，在太空里要保持平衡有多难？