超半数航天员受太空晕动病困扰，VR 头显竟能当解药

IT之家 11 月 9 日消息，在探讨太空飞行对人类健康的影响时，人们通常会关注辐射危害、骨密度流失以及视力变化等长期风险。然而，一个较少被提及、却同样关键的问题是晕动病（motion sickness）。

科研工作者泰勒在童年时期就极易罹患晕动病 —— 无论是坐在汽车后座、搭乘火车，还是乘坐公交车，都可能引发不适。当时，她将此视为命运的残酷捉弄；而如今，作为一名成年科研工作者，泰勒可以明确地指出：问题根源并非外界所致，而是完全源于她自身的感觉系统特性。

儿童时期，我们被教导人类拥有五种基本感官：视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。然而，还存在一个鲜为人知的“第六感”—— 前庭系统（vestibular system），它负责感知身体在空间中的运动与方位。大脑持续整合来自所有感官的信息，并将其与基于过往经验所形成的“运动预期”进行比对。

据IT之家了解，理想情况下，前庭系统传入的信息与大脑预期之间仅有微小偏差；但当二者出现显著且持续的冲突时，便可能诱发晕动病。

例如，泰勒在车内阅读时，眼睛聚焦于静止的文字页面，而前庭系统却向大脑传递“正在沿道路移动”的信号。这种感官不匹配令大脑陷入困惑：通常，当身体感知到运动时，视觉理应同步看到周围环境的相对移动。正因如此，她才会出现晕动病症状。若她望向窗外，观察外部景物的流动，症状往往可以缓解；更优解是坐于前排座位，这样她不仅能实时感知运动状态，还可通过预判前方路况，提前调整大脑预期。

这种“感官冲突”不仅会引发晕车，也被认为是虚拟现实头显诱发的眩晕（cybersickness）、晕船（seasickness）乃至太空晕动病（space motion sickness）的主要原因。

迄今为止，所有宇航员均在地球重力环境下成长，其大脑已构建起一套以地球重力为基准的运动感知模型。但当他们进入太空轨道后，情况就不再是这样了。

在近地轨道的微重力环境中，前庭系统失去了重力输入信号。当大脑仍期待感知重力作用，而实际却处于“零重力”状态时，强烈的感官冲突便会诱发太空晕动病。

所幸，大脑具备神经可塑性 —— 通过反复暴露于新环境，其预期模型可逐步调整。航海界称之为“适应海况”（getting your sea legs），宇航员在轨期间通常也能逐渐克服太空晕动病。但这一适应过程又带来新的挑战：返回地球后的再适应问题。

若宇航员的大脑已适应微重力环境，重返地球重力场时会发生什么？不出所料，感官冲突再次出现，导致陆地再适应性晕动病（terrestrial readaptation motion sickness）。雪上加霜的是，自航天飞机退役后，载人飞船多采用海上溅落回收方式，这意味着宇航员可能在等待打捞期间，持续暴露于颠簸海浪中，晕船症状可能进一步加剧再适应性晕动病。

此类情况并不罕见：超过半数宇航员在进入太空初期会出现不同程度的太空晕动病症状；返回地球时，陆地再适应性晕动病的发病率亦与之相当。

任何经历过晕动病的人都深知：剧烈恶心感会严重削弱行动能力，唯有闭目、深呼吸，竭力压制呕吐冲动。作为普通乘客，这或许尚可容忍；但对身处海上返回舱、孤立无援的宇航员而言，维持清醒与警觉至关重要，紧急情况下，他们必须迅速响应。若因晕动病导致反应迟缓，将直接延误其在救援队抵达前自主撤离舱体的时机，危及任务安全乃至生命。

目前，多数宇航员依赖药物干预 —— 通过阻断大脑利用特定激素触发晕动病反应的通路来缓解症状。但与诸多商业药品类似，这些药物可能会产生嗜睡等副作用，并且其疗效会随着时间的推移而减弱。

为探索非药物干预路径，美国一科研团队开展了两项实验，旨在通过调控视觉信息输入，减轻宇航员晕动病症状。

实验中，受试者首先经历模拟重力环境转换的运动刺激，随后接受持续一小时的类海浪颠簸运动。在此过程中，科研人员重点评估了一种“虚拟舷窗”（virtual window）技术对晕动病发生率的抑制效果。

由于返回舱内的宇航员被固定于座椅，且舷窗视野极为有限，科研人员以虚拟现实（VR）头显设备替代实体窗户，构建全景式虚拟舷窗。

对照组：无任何运动视觉线索（类比泰勒当年在后座埋头读书的情形）；

干预组一：呈现与身体运动自然同步的视觉场景（类比从侧窗观察外部移动景物）；

干预组二：除同步视觉场景外，叠加未来运动轨迹预测层（类比从前窗观察前方道路，预判车辆动向）。

结果符合预期：无视觉线索组症状最重 —— 三分之二受试者因严重恶心，未能完成一小时测试即提前退出；侧窗视景组仅约五分之一提前终止；而前窗 + 预测视景组（同时提供当前与未来运动信息）的退出率仅为十分之一。

这表明：通过实时追踪返回舱运动姿态，并将对应视觉信息投射至宇航员 VR 头显中，可将晕动病的发生率降低约 50%。若进一步实现运动轨迹的精准预测，赋予宇航员“前窗视角”体验，着陆期间的舒适性与安全性还可显著提升。在紧急情况下，他们也可以随时摘下头显。

此次研究为非药物性晕动病干预开辟了新路径，规避了现有药物在保质期、稳定性及副作用等方面的固有缺陷。除服务航天任务外，该技术亦有望惠及地球上的晕动病易感人群 —— 尤其适用于无法“望向前方道路”的场景，如民航客机、高速列车、长途巴士乃至未来超高速地面交通系统。