中國載人航天發展迅速，但是空間飛行環境對航天員認知的挑戰尚有諸多未知，特别是航天員在太空中的感知和動作控制能力的變化規律尚不明确。

beat365官方网站魏坤琳教授課題組與中國航天員科研訓練中心團隊合作在Nature出版的期刊npj Microgravity上發表題為 Stressors affect human motor timing during spaceflight（https://www.nature.com/articles/s41526-024-00439-8）的論文，提出空間飛行環境下的非特異性壓力因素影響了航天員的感知動作控制能力。

長期以來，航天界認為在軌工作環境中的非特異性壓力因素（包括隔離密閉環境、高工作負荷、睡眠幹擾等因素）影響了航天員的感知與動作控制。但是，在軌的微重力也可以直接影響人類的感知和動作控制，因此非特異性壓力因素能否通過影響認知系統造成動作控制特征的改變還存在争議。本研究采用了極簡的手指按鍵任務（圖1A），最小化了微重力對動作控制的直接影響，并通過在中國空間站任務中開展的行為學實驗，量化研究了航天員在飛行前、飛行中、飛行後的動作時間控制特征。結果發現，在軌飛行期間航天員的動作時間控制的變異性增加，且這種增加具有在軌特異性：航天員飛行前與飛行後無變化，同時地面控制組的多次測量也沒有變化。

通過對動作時間的認知建模（圖1B），該研究進一步發現，動作時間控制變異性增加并沒有伴随動作執行能力的下降，而是伴随着神經中樞的動作計劃的變異性上升（圖1C）。因此，該結果提示在軌的非特異性的壓力因素造成了認知改變，進而造成了動作控制的改變。

圖1.同步+延續的節奏性按鍵任務。A)：任務示意圖。被試按鍵以同步于節律聲音刺激，聲音結束後，延續其按鍵節奏直至試次結束。B）将按鍵的時間節律分離成中樞噪音和外周動作噪音的數學模型示意圖。C）航天員在飛行前、中、後的動作同步的噪音變化情況。動作噪音沒有變化，而中樞噪音顯著增加。

空間飛行環境為研究人類認知提供了獨特的平台，同時對航天員認知的研究也為載人航天任務的安全高效實施帶來了啟示。感知動作能力是影響航天員在軌工作績效的基礎能力，對其規律的掌握将有助于航天員未來的長時間空間駐留，對航天人因設計和人員訓練也有一定的指導意義。

beat365官方网站魏坤琳教授和中國航天員科研訓練中心人因工程全國重點實驗室王春慧研究員為本文共同通訊作者，魏坤琳課題組已畢業博士生、中國航天員科研訓練中心副研究員田雨和魏坤琳課題組博士後張昭然為論文的共同第一作者。該研究得到了載人航天工程航天醫學實驗領域項目、科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目和國家自然科學基金項目等多個基金的資助。

2024-11-21