Ученые СПбГУ выяснили, что качка на волнах искажает восприятие и ухудшает точность движений

Изучение когнитивных функций человека в нестандартных условиях, например качки или пребывания в невесомости, позволяет лучше понять, как мозг адаптируется к стрессу, дезориентации и изменению сенсорных сигналов. Такие исследования помогают повышать безопасность в экстремальных условиях, разрабатывать более устойчивые технологии и интерфейсы, а также готовить специалистов, работающих в сложных средах: моряков, пилотов, космонавтов и других. Это также способствует развитию методов реабилитации для людей с неврологическими или вестибулярными нарушениями. 

Результаты исследования опубликованы в материалах всероссийской научно‑практической конференции с международным участием «Экстремальная психология: интеграция науки и практики».

Советские и российские ученые уже много лет занимаются анализом данных и исследованием различных состояний и их влияния на функции человеческого организма. Например, Институт психологии РАН СССР в 1979‑1992 годах проводил комплексное междисциплинарное экспериментальное исследование деятельности оператора на плавучем стенде при волновой качке на Ладожском озере. Ученые оценивали помехоустойчивость человека, динамику и успешность приема и переработки входной информации, принятие им решений и общую работоспособность в таких условиях.

Также исследователи Санкт‑Петербургского государственного университета совместно со специалистами из Военно‑медицинской академии имени С. М. Кирова и Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина, а также исследователями из Саудовской Аравии занимаются изучением влияния космических полетов и предполетных тренировок на организм космонавтов. Такие работы позволят усовершенствовать подготовку людей к полетам, а также снизить риск возникновения когнитивных и иных нарушений, связанных с длительным пребыванием человека в космосе.

Сегодня ученые Санкт‑Петербургского университета продолжают работу в этом направлении. Так, совместно с исследователями из Института психологии РАН и Академического университета гуманитарных наук они провели исследование влияния волновой качки на человека. Эксперимент проводился на плавучем стенде яхты «Дружба» в условиях, где адаптация организма заведомо затруднена из‑за сложных условий — скалистых берегов, отражающих волну, которая сталкивается со вновь приходящей волной. В штормовую погоду эти факторы порождают короткую ненаправленную треугольную волну, адаптироваться к которой практически невозможно, из‑за чего состояние испытуемого может существенно ухудшаться. 

Ученые способны моделировать экстремальные ситуации и управлять переменными воздействия. Например, судно может войти в зону шторма, выйти из нее, пройти по краю шторма и так далее. Для формирования объективных оценок и выводов также были проведены контрольные измерения на суше.

Одним из направлений масштабного исследования ученых СПбГУ стало изучение влияния качки на зрительную и моторную оценку геометрических иллюзий — искажений восприятия, при которых объекты одинакового размера кажутся разными. Такие иллюзии нередко возникают в обычных условиях и считаются нормальным явлением для зрительной системы, однако их усиление или, наоборот, ослабление может указывать на нарушения зрения, сложные условия выполнения задач или наличие когнитивных расстройств, таких как депрессия или шизофрения. 

В рамках данного исследования специалисты изучали, как изменяется восприятие иллюзий при визуальной оценке объектов и при выполнении моторных задач (например, проведении пальцем по изображению) в условиях качки. Аналогичные эксперименты ранее проводились в условиях космических полетов, где было установлено, что у космонавтов меняется точность изображения горизонтальных и вертикальных линий. Предполагается, что это связано с изменениями в работе вестибулярного аппарата, что влияет на точность движений руки при воспроизведении наклонных линий.

В условиях качки мы получили схожие с микрогравитацией результаты: в обоих случаях наблюдался motor oblique effect — моторное отклонение линий от вертикали и горизонтали. Во время качки точность оценки длины линий снижалась, а движения становились более резкими и гиперметрическими. При этом ошибки в оценке длины линий встречались чаще, чем в оценке их наклона.

Доцент кафедры общей психологии СПбГУ Валерия Карпинская

«Эти данные подтверждают теорию векторного кодирования цели движения, согласно которой направление и амплитуда движения кодируются отдельно и независимо друг от друга, а не через координаты конкретной точки», — объяснила доцент кафедры общей психологии СПбГУ Валерия Карпинская.

Как отмечают ученые, направления дальнейших исследований могут быть связаны с исследованиями эффективности использования сенсорных панелей и ручных средств, для снижения ошибок оператора при решении моторных задач.

Санкт‑Петербургский государственный университет — старейший университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — один из крупнейших научно‑образовательных центров. Здесь учатся более 20 тысяч студентов, созданы более 15 крупных лабораторий и 23 ресурсных центра, входящих в ведущий Научный парк страны. Выпускники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и Филдсовской премий.

С недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник — День Санкт‑Петербургского государственного университета, внесенный в закон Санкт‑Петербурга «О праздниках и памятных датах в Санкт‑Петербурге».

В феврале 2025 года состоялась торжественная церемония, в ходе которой космонавты «Роскосмоса» передали Университету флаг «300 лет СПбГУ», проделавший путь до Международной космической станции и обратно.