Kezdőlap  
ENGLISH VERSION
 
A MŰI
Évkönyvek
Dokumentumok


A Magyar Űrkutatási Iroda
elérhetőségei

Cím:
1011 Budapest, Iskola u. 13.

Telefon:
06-1-795-6237

 
  A szem - ablak a világra. Űrélettani vizsgálatok a szemen.
 

 

Szemünk a legszélesebbre tárt ablak a világra, a tájékozódás és megismerés fő érzékszerve. A mimikai izmokkal együtt pedig lelkiállapotunkról/érzelmeinkről ad jelzéseket a környezetünknek.
(Petőfinél: ..Én beléptem, Ő rámnézett, alighanem megigézett..)


Civilizált körülmények között élve kevésbé szembeszökő, hogy látáson kívül a szemnek lényeges szerepe van a közvetlen veszélyhelyzetekre reagáló, úgynevezett védekezési reflexekben, valamint a testtartásszabályozásban és térbeli orientáció megőrzésében.

Felváltják-e a szemet a „látógépek” ?
A modern képrögzítés és képfeldolgozás néhány helyen már kiváltotta a „csupasz” szem használatát. A veszélyes feladatokban az embert kiváltó robotok szeme videokamera.


A "szerencsés csillagzat alatt született", jól felszerelt állomáson dolgozó csillagászoknak ma már nem kell órákig fagyoskodni a hideg kupolában, helyette a kényelmes laboratóriumban végezhetik az éjszaka során nagyfelbontású kamerák által rögzített képek tudományos feldolgozását. Az általánosságban a legfejlettebb technikát alkalmazó űrutazások során persze megmarad a látás klasszikus, és nélkülözhetetlen szerepe. Az ürállomáson lebegő űrhajósok/kutatók amiben lehet, „normális” életet élnek, sokszor szokványos eszközökkel (csavarhúzó, injekciós fecskendő, stb) dolgoznak. Az űrsétán/szerelésen viselt sisaknak pedig fő jellemzője a fényvédőréteggel bevont panoráma-ablak. Ez váratlan helyzetekben is viszonylag jó tájékozódást és reagálást tesz lehetővé.


Vannak azonban fontos űrélettani kérdések, ahol a szemen olyan műszeres méréseket végeznek, amelyben a látásnak nem elsődleges a szerepe:

A reflexes szemmozgások élettani szerepe

A különböző élethelyzetekben más és más a szemmozgások vezérlése. Általános szabály, hogy a térlátás alapfeltétele a két szem harmónikus együttmozgása.

1, látás-célú szemmozgásvezérlő programok/mechanizmusok : A pihenő, szemlélődő ember "nézelődik", látszólag véletlenszerűen -valójában a biztonságát őrző módon - "tekintget a világba". Ha valami felkelti az érdeklődését, arra "rászegezi tekintetét", és ha mozgó tárgyról van szó, azt szemével követi ("szemmel tartja"). A látótér szélén felbukkanó figyelemkeltő tárgy vagy hangjelenség akaratunktól függetlenül – reflexesen (velünkszületett idegrendszeri kapcsolatok révén) arra késztet, hogy szemünket egy csapással "rávessük" az ismeretlen, esetleg veszélyes, de mindenképpen érdekes/azonosítandó célra. Az idézőjelek arra utalnak, hogy a hétköznapi nyelv közismert fordulatai hiteles élettani megfigyeléseken alapulnak.

2, testtartással és mozgásérzékeléssel kapcsolatos reflexes szemmozgások:

a, Az optokinetikus nisztagmus: Figyeljük meg a robogó vonat ablakából a tájat kíváncsisággal követő ember szemét! A figyelmét felkeltő pont gyorsan elmarad, a két szem összehangoltan elfordul a kifutó kép után. Amikor már nem tudja követni a régit, a szem gyors átcsapásával új célt keres, és szemek ismét lassan kúsznak át a másik sarokba. Ha ezt a mozgást időfüggvényen ábrázoljuk, fűrészfogszerű mintát kapunk, amit a görög szótövek után optokinetikus nisztagmusnak nevezünk. Ez nemcsak a kíváncsiskodást szolgálja, hanem segítségével folyamatosan információt kapunk a mozgásunkról is. Egy vasúti fülke süppedős ülésén a vonat sima, nesztelen elindulását egyéb érzékeinknél jobban jelzi a az ablakkeretben elmozduló külső kép. A fentiek mögött rejlő idegi szabályozásokat pontosan vizsgálják egészséges embereken élettani kísérletekben, és betegeken a klinikák otoneurológiai osztályain.

Hogyan kapcsolódnak az élettani és klinikai kutatások az űrélettani programokhoz?

A Mars-utazások előkészítésére az Európai Űrkutatási Ügynökség (ESA) olyan kísérletsorozatot végez, ahol modellezi a több éves expedíció alatt veszéllyel is fenyegető élettani változásokat és keresi ennek ellenszereit. Az űrhajóban a minimális mozgástér és a mikrogavitációs környezet hosszútávon leépülést okoz a mozgató rendszerben és a vérkeringésben, emellett új orientációs és mozgáskoordinációs alkalmazkodást vált ki.

Az ESA felhívására munkacsoportunk három javaslatot nyújtott be 2005-ben a Bedrest programhoz (ezeket egyenlőre nem fogadták be):
- A tartós ágynyugalom érző-mozgató környezetének kiegészítése nagyméretű függesztett mozaik-képernyőn megjelenített látszólagos panorámával. (A hetek-hónapok alatt kialakuló új szenzomotoros szabályozás egységesebb, hatékonyabb lesz, ha a látott/hallott környezetet is beforgatjuk a fejjel lefelé kissé megdöntött fekvő testhelyzetnek megfelelően.)
- Az általános érző-mozgató alkalmazkodási folyamat követése a látótér-elmozdulással kiváltható szemmozgásválaszok (optokinetikus nisztagmus) értékelésével. (Ez a relatíve mozdulatlan testhelyzetben is lehetővé teszi a mozgatórendszeri szabályozás vizsgálatát).
- Az általános érző-mozgató alkalmazkodási folyamat részeként megváltozik az agy keringésszabályozása. Ezt jól lehet követni a szem recehártya-ereinek számítógépes rekonstrukciójával, mivel ez az agyi keringés függeléke. Ld. LINK – Az agyi vérkeringés monitora – a retina (látóideghártya) keringése.

b, Az egyúlyszervi eredetű (vesztibuláris) nisztagmus: A fenti élettani helyzetnek bizonyos értelemben a fordítottja érvényes, amikor egy forgószéken ülő személyt erőteljesen megpörgetnek. Ha pár másodperc után a forgást lefékezik, még kb. fél percig megfigyelhető a szemek összerendezett ritmikus kúszása és visszacsapása, ami az optokinetikus nisztagmushoz hasonló fűrészfog-diagram szerint zajlik. Ha a szemmozgást műszerekkel regisztráljuk (ld. elektronisztagmográfia), kiderül, hogy már a forgatás kezdetén beindul a szemek kitérése, aminek iránya és üteme lehetővé teszi, hogy kövessük az elforduló látóteret, mintegy kapaszkodjunk a környezetünkbe ld. orientációs érzék – ROS – A szenzomotoros adaptáció idegi alapfolyamatai. Elsőre igen meglepőnek tűnhet, hogy ha sötétben végezzük el ezt a kísérletet, a szemmozgások ugyanezt a mintát követik, tehát ezt nem a látótér követése hozza létre. Forgatáskor ugyanis az egyensúlyszerv (vízszintes) félkörös járataiban a szöggyorsulás hatására keletkező ingerület bejut az agytörzsbe, és automatikusan vezérli az elforduló látóteret követő lassú szemmozgásokat. A szemek a pályájuk végén itt is nagy sebességgel visszacsapnak, és újra kúszni kezdenek a forgatással ellentétes irányba. A jelenség neve: vesztibuláris nisztagmus. Itt az elforduló látóteret megragadó szabályozás tehát az egyensúlyszervből indul ki, szemben az optokinetikus nisztagmussal. Az agytörzsben erre szolgáló idegi kapcsolatokat a Vesztibulo- Okulomotor Reflex (VOR) az alábbi ábrán mutatja be.


Ennek tisztázásában két magyar kutató: Hőgyes Endre (1847-1906), és Szentágothai János (1912-1994) alapvető szerepet játszott. A szenzomotoros adaptáció idegi alapfolyamatai. A szenzomotoros adaptáció egyik szép példája, ahogyan a kisagy az első életévben beszabályozza ennek a reflexnek a hatékonyságát (gain=1). Ha például új szemüveget kezdünk viselni, kezdetben bizonytalannak érezzük a mozgásunkat, a kisagyi adaptív mozgásszabályozásnak újra be kell állítania a VOR pontosságát.

Dr. Simon László
Szenzomotoros Adaptáció Laboratórium

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Űrtudomány
Földmegfigyelés
Mikrogravitáció
Navigáció és távközlés