航天员|倒立时为何识别能力下降？航天与地面实验共同作答( 二 )

假说是现代科学的基石，也是一切科学理论的基础。可是，仅仅有假说还是不够的，只有实验才能支持抑或是证伪假说。
为此，科学家们设计了专门的实验，来检验上文提到的两种假说。而开展实验的理想环境之一，就是天然的失重环境——太空。
空地两项实验共同支持重力假说
太空，是天然的失重环境，也是许多科学实验难得的开展场所。得益于我国载人航天领域“面向长期空间飞行的航天员作业能力变化规律与机制研究”的前瞻设计，航天员科研训练中心科技工作者的精密组织，以及中国航天员辛勤的“接力”实施，中科院心理所和中国航天员科研训练中心的研究人员积累了许多来自太空的宝贵实验数据。
通过航天实验，研究者发现，暴露于太空失重环境约一周之后，每位航天员对于正倒立生物运动动画的感知差异都明显变小了，即知觉上的倒置效应减弱。这说明，该效应在个体间具有高度的一致性，初步证明了身处地球的重力环境是产生朝向特异的视觉生物运动知觉敏感性的关键因素。
为了进一步检验这种效应是由于失重，还是由于航天实验环境、练习效应等与重力无关因素引起的，研究者又实施了两个控制变量实验。结果发现，在正常地球重力条件下，无论是在模拟航天实验的幽闭环境中进行测试，还是进行反复的练习，被试者都没有表现出生物运动知觉倒置效应的减弱。因此，实验排除了非重力因素的影响，把可能的影响因素明确“锁定”在了重力之上。
为了验证航天实验的发现，研究人员又在地面开展了一项模拟失重效应实验。实验采用-6°的头低位卧床方法模拟航天对人的影响。该方法可以诱发类似失重状态下的体液头向转移，带来生理和前庭响应上的改变。结果表明， 45天头低位卧床实验产生了和航天实验类似的影响，显著降低了被试者的生物运动知觉倒置效应。
在地头低位卧床实验中，研究人员还测量了面孔知觉的倒置效应，也就是看长时间失重之后，人们对“正立的脸”相对于“倒过来的脸”的知觉优势是否会减小。结果表明，这种效应是不存在的。也就是说， “倒着的脸”和“倒着的运动”对于人脑来说并不一样。前者更多依
赖于对形状信息的加工，主要受制于视觉经验，而后者包含了对运动信息的加工，受重力影响显著。
在心理学的众多分支当中，认知心理学最为重视行为现象背后的神经机制研究。因此，在头低位卧床模拟失重前后，研究者还利用功能磁共振成像技术扫描了受试者的神经活动。结果表明，负责生物运动加工的pSTS脑区活动及其与处理重力信息的前庭系统活动的功能连接在模拟失重后都表现出了显著变化。
“这一系列结果都有力地支持了第二种假说，即前庭重力计算参与塑造了人对视觉生物运动朝向特异的知觉敏感性。 ”王莹总结说。
太空实验与地面模拟实验相结合， “天地呼应”是该研究的亮点之一。航天领域科研团队与脑认知领域研究团队密切配合，是该研究的宝贵经验。其中，载人航天工程副总设计师、中国航天员科研训练中心人因工程国家级重点实验室主任陈善广团队在太空实验与地面模拟实验的策划、设计和组织实施中发挥了重要作用。
未来还将研究非生物运动识别
作为基础研究，目前该研究取得的成果只是一个开始。科研人员期待着在未来继续开展研究，以增进人们对失重条件下人类视知觉变化规律的理解和利用。

航天员|倒立时为何识别能力下降？ 航天与地面实验共同作答( 二 )

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