Prostorna dezorjentacija

Prostorna dezorijentacija je nemogućnost osobe da odredi svoj pravi položaj tela u prostoru, kretanje i nadmorsku visinu u odnosu na zemlju ili okolinu. Ona se obično javlja tokom perioda otežane vidljivosti (pošto je vid dominantno čulo za orijentaciju). Na ovaj problem u toku svojih aktivnosti najčešće nailaze piloti i podvodni ronioci, koji po prirodi pprofesije svoju aktivnost obavljaju u uslovima naglih promena uprostoru.

Slušni sistem, vestibularni sistem (unutar unutrašnjeg uva) i proprioceptivni sistem (čulni receptori koji se nalaze u koži, mišićima, tetivama i zglobovima) zajedno rade na koordinaciji i usklađivanju pokreta sa ravnotežom. U slučaju da dođe do nesklada ili nedostatka u jakim vizuelnim znakovima mogu se javiti iluzije, što dovodi do prostorne dezorijentacije i nasreće npr u vazduhoplovstvu, ronjenju ili drugim aktivnostima.

U vazduhoplovstvu, prostorna dezorijentacija može dovesti do nepravilne percepcije o položaja aviona, odnosi pravcu kretanje aviona (bilo da se on okreće, uzdiže ili silazi). Za pilote, pravilno prepoznavanje položaja aviona je najkritičnije tokom noćnogletenja ili tokom letenja po lošem vremenu, kada nema vidljivog horizonta. U takvim uslovima nepravilna upotreba ili nepoverenje u instrumente dovode pilota u prostornu dezorijentaciju, koja je dovela do brojnih vazduhoplovnih nesreća. Prostorna dezorijentacija može nastati i u drugim profesijama kada je vidljivost smanjena, npr. pod vodom u ronilačkim operacijama.

Definicije

Jenostavna definicija

Federalna uprava za vazduhoplovstvo 1983. godine u Savetodavnom cirkularu (Pilot's spatial disorientation (AC 60-4A)) navodi sledeću definiciju:

Prostorna dezorijentacija za pilota znači jednostavno nemogućnost da se kaže koji je put „nagore“

Složenija definicija prostorne dezorjentacije

Prostorna dezorijentacija je termin koji se koristi za opisivanje raznih incidenata koji se dešavaju u letu u kojima pilot ne uspeva da pravilno oseti položaj, kretanje ili položaj njegovog vazduhoplova ili sebe u okviru fiksnog koordinatnog sistema koji obezbeđuje površina Zemlje i gravitaciona vertikala. Pored toga, greške u percepcija od strane pilota njegovog položaja, kretanja ili stava u odnosu na njegov vazduhoplov, ili njegov avion u odnosu na druge vazduhoplove (takođe može biti obuhvaćen u okviru šire definicije prostorne dezorijentacije u letu).

Bezbednost letenja, istorija i statistika

Prostornu orijentaciju u letu je teško postići jer brojni senzorni stimulansi (vizuelni, vestibularni i proprioceptivni) variraju po veličini, pravcu i frekvenciji. Sve razlike ili neslaganja između vizuelnih, vestibularnih i proprioceptivnih senzornih inputa dovode do senzorne neusklađenosti koja može proizvesti iluzije i dovesti do prostorne dezorijentacije. Smatra se da čulo vida najviše doprinosi orijentaciji.

Dok je testirao indikator ranog skretanja i klizanja koji je osmislio njegov prijatelj Elmer Speri 1918. godine, pilot Vazdušnog korpusa američke vojske Vilijam Oker ušao je u spiralu smrti dok je leteo kroz oblake bez vizuelnih referenci; pokazivač pravca je pokazivao da je u skretanju, ali su mu čula govorila da je u ravnom letu. Izranjajući iz oblaka, Oker je uspeo da se oporavi od poniranja. Oker je1926. godine bio podvrgnut testu ravnoteže na Baranijevoj stolice od strane dr Davida A. Majersa što jedovelo do dupliranje somatogiralne iluzije koju je doživeo i naknadni ponovni test, koji je prošao koristeći pokazivač pravca, doveli su ga do razvoja i osvajanja instrumentalnog letenja. Speri je izmislio žirokompas i indikator položaja, a oba su bila testirana do 1930. godine. Sa poručnikom Karlom Krejnom, Oker je 1932. godine objavio instrukcijski tekst Slepo letenje u teoriji i praksi. Uticajni zagovornici obuke za instrumentalno letenje su bili Albert Hegenberger i Džimi Dulitl.

Federalna vazduhoplovna agencija Sjedinjenih Američkih Država 1965. godine, izdala je savetodavni cirkular United States issued Advisory Circular AC 60-4 upozoravajući pilote na opasnosti od prostorne dezorijentacije, koja može biti rezultat pogrešnog rada prema pravilima vizuelnog leta u uslovima granične vidljivosti. Nova verzija saveta izdata je 1983. godine kao United States issued Advisory Circular AC 60-4A, definišući prostornu dezorijentaciju kao „nemogućnost da se kaže koji je put naviše.

Vazduhoplovna fiziologja

U avijaciji jedan od bitnih činilaca u nastanku prostorne deuorjentacije je ubrzanje koje se najčešće naziva G opterećenje, a predstavlja...količnik ubrzanja koje se odnosi na gravitaciju. Sa gledišta aviofiziologije, bitne su inercione sile koje deluju na ljudski organizam, a kojima je on izložen u toku ubrzanja. Kod +Gz ubrzanja sila inercije deluje paralelno uzdužnoj osi tela na način da je pilot prignječen u sedištu. Svi vazdušni manevri izvode se tako što opterećenja deluju paralelno sa uzdužnom osom tela (z) i nazivaju se +Gz opterećenja. Oznaka + govori da sila deluje ka glavi, a rezultujuća sila deluje od glave ka nogama, dok se G, koristi za poređenje veličine dejstvujuće sile sa gravitacionom silom koja iznosi 1G. Sila od +9Gz deluje ka glavi i devet puta je veća od gravitacione sile. Dejstvujuća sila na pilota je inercijalna (centrifugalna) sila, koja deluje od glave prema nogama i nastala je kao rezultat delovanja sile koja teži da zadrži avion na kružnoj putanji (centripetalna sila). Zbog velikog praktičnog značaja u vazdušnoj borbi, ovaj stres je veoma značajan za istraživanje. Uočena je promenljivost u toleranciji na ovaj stres i kod iste osobe u zavisnosti od psihofizičkog stanja, okruženja, dnevnih varijacija vaskularnog tonusa, unosa hrane i drugih faktora.

Prostorna dezorijentacija i gubitak svesti pri letenju koji nastaju usled +Gz ubrzanja, predstavljaju najveću opasnost za bezbednost letenja i nalazi se na prvom mestu po broju udesa.

Šematizovan prikaz promene smera ubrzanja u odnosu na pravac kretanja aviona

Epidemiologija

Prostorna dezorijentacija je među najčešćim faktorima koji doprinose nesrećama u vazduhoplovstvu i brojnim incidentima, ali je teško utvrditi njegovu pravu rasprostranjenost. To je zbog mnogih nesreća u kojima je prostorna dezorijentacija navodi kao verovatan faktor fatalnog ishoda, koji zbog nepouzdanosti podataka ćesto nije prijavljen, i stoga se njena uloga ne može utvrditi sa velikom sigurnošću.

Statistike pokazuju da se između 5% i 10% svih nesreća u vazduhoplovstvu može pripisati prostornoj dezorijentaciji, od kojih je 90% fatalno. Gubitak svesti izazvan prostornim D i G-silom (g-LOC) su dva najčešća uzroka smrti od ljudskih faktora u vojnom vazduhoplovstvu.

Studija o rasprostranjenosti incidenata prostorne dezorijentacije zaključila je da „ako pilot leti dovoljno dugo... nema šanse da će izbeći da doživi barem jednu epizodu prostorne dezorijentacije. Gledano na drugi način, za piloti se smatra da su osobe koje spadaju u jednu od dve grupe: koji su bili dezorijentisani i/ili oni koji će to biti tokom svog radnog veka.

Opšte informacije

Većina saznanja u pogledu orijentacije potiče iz senzacija dobijenih od strane očiju, ušiju, mišića i kože. Ljudski senzorni aparat, međutim, često nije dovoljno savršen da uoči spore i postepene promene u kretanju ili nagle promene pokreta, tokom kojih čulni organi imaju tendenciju da pogrešno precene stepen promene.

Prostorna dezorijentacija u avionu može nastati zbog naglih promena položaja vazduhoplova tokom leta ili ubog vizuelne pogrešne interpretacije. Nagibi i okreti često stvaraju lažne senzacije. Kada se postepeno okreće, pilot se može osećati kao da je na pravom kursu, ali da se penje; kada se skretanje ispravi, pilot ima utisak je da se spušta . Ako se avion polako naginje ili se penje ili spušta, pilot možda neće primetiti promenu i imaće osečaj da je avion u nivou. Ako avion proklizava dok se okreće, osećaj je da je nagnut u pravcu suprotnom od klizanja. Reakcija koja se zove „naginjanje“ je uzrokovana ravnim letom nakon brzog prevrtanja; inercija valjka izaziva naginjanje tela u smeru suprotnom od smera okretanja čak i nakon što je kretanje u valjku zaustavljeno.

Ako pilot ubrzano gleda naniže dok se okreće, nastaje tzv Koriolisov efekat u kome pilot ima oseča da se avion spušta. Uobičajena reakcija pilota je da povuče palicu ka sebi i da podigne avion.

U okretanju, iluzija nepokretanja se stvara ako se okretanje nastavi dovoljno dugo; a kada pilot ispravi okretanje, on ima osećaj da se okreće u suprotnom smeru, a njegova prirodna reakcija je da se suprotstavi svojim korektivnim merama i vrati se u prvobitni obrazac okretanja. Ovaj fenomen je poznat kao „groblje.” „spirala groblja” koji nastaje kada se osećaj skretanja izgubi u nagibu. Pošto instrumenti pilota pokazuju da gubi visinu, on može povući palicu i dodati snagu, izazivajući tako spiralno kretanje.

Okulogiralna iluzija se stvara ubrzanjem i okretanjem: meta koja se okreće ako pilot posmatra u eu dok se sam okreće izgleda da se kreće brže nego što se zapravo kreće; može izgledati da nastavlja da se okreće čak i nakon što je pilot zaustavio svoje kretanje i meta se zaustavila.

Još jednu iluziju izaziva ubrzanje napred: kada pilot poleti sa kopna, povećana brzina daje utisak da se avion nalazi previsoko; za kompenzaciju pilot može spustiti nos i usmeri avion nazad na zemlju.

Tokom naglog usporavanja izgleda da nos aviona pada; ako pilot ispravi ovaj osećaj pokušavajući da dobije veću visinu, avion staje i počinje da se okreće.

Gravitacione sile na pilota izazivaju okuloagravične iluzije: u tim uslovima meta koju pilot posmatra se podiže ako on dođe u bestežinskog stanja ili izgleda da pada kada se gravitacija poveća.

Vrste prostorne dezorijentacije

Za potrebe klasifikacije opisana su tri osnovna tipa prostorne dezorijentacije: tip jedan (neprepoznat), tip dva (prepoznat) i tip tri (onesposobljavajući).

Tip jedan (neprepoznat)

U ovom obliku dezorijentacije, pilot nije svestan da je dezorijentisan ili da je izgubio svest o situaciji. Pilot, nesvestan problema, nastavlja da normalno upravlja avionom Ovo je posebno opasno, jer pilot iako je dezorjentisan neće uzeti bilo kakvu odgovarajuću korektivnu radnju, pošto nije u stanju da vide da postoji problem. Potpuno nesvestan on funkcionalno ispravnu letelicu spušta ka zemlja, sa često fatalnim rezultatom. Ovaj oblik prostorne dezorijentacije čini većinu nezgoda i smrtnih slučajeva.

Tip dva (prepoznat)

Standardni set instrumenata za let, uključujući indikator položaja (gore u sredini) i indikator okretanja i klizanja (dole levo)

Tip dva prostorne dezorijentacije je češći od tipa jedan. U ovom obliku dezorijentacije, pilot postaje svestan da postoji problem. Dok pilot može i ne mora biti svestan da postoji problem prostorne dezorijentacije, u ovom obliku dezorijentacije piloti su svesni da nešto nije sasvim tačno, da njihov senzorni sistem daje informacije koje se ne slažu sa informacijama dostupnim iz instrumenata ili da se stvari jednostavno ne poklapaju.

Sukob između njihovih sopstvenih percepcija i onoga što im daju instrumenti ili spoljašnji vizuelni svet upozorava ih da su u problemu, što su oni stvarno i svesni i u poziciji su da se tim problemom bave. Ako se ovo uspešno reši, nesreća zbog prostorne dezorijentacije nema tendenciju da nastane. Pilot zahvaljujući ovom tipu dezorjentacije možda dobio vrednu lekciju o prostornoj dezorijentacij i kako se od tnje oporaviti.

Tip tri (onesposobljavajući)

U tipu tri prostorne dezorijentacije, pilot doživljava najekstremniji oblik stresa izazvanog dezorijentacijom. Pilot je možda svestan dezorijentacije, ali je psihički i fizički toliko preopterećen situacijom u kojoj nije u stanju da se uspešno oporavi. Pilot se može zalediti na kontrolama ili napraviti kontrolne ulaze koji imaju tendenciju pogoršanja situacije, koja ne utiče na oporavak od nje. Pilot se može boriti sa aviona sve do udara u zemlju, i nikada nije postigao kontrolisan let.

Takvi oblici dezorijentacije su rezultat oštećenja u normalnom kognitivnom procesu, verovatno zbog teške prirode situacije, posebno ako su prisutni su i drugi faktori kao što su umor i veliko opterećenje.

Normalan proces prostorne orijentacije

Od fundamentalne je važnosti da ljudi imaju neku ideju o tome gde se nalaze vreme i prostor, kako bi se olakšala normalna kretanja i aktivnosti na površini Zemlja. Ljudi su opremljeni sofisticiranim skupom sistema koji obezbeđuju informacije o orijentaciji ka mozgu, koji zatim stvaraju složenu sliku o relativni položaj u prostoru. Ovo je uglavnom podsvesni proces, ali važnost ovog procesa je odmah očigledna kada sistem zakaže i normalan osećaj za orijentaciju je izgubljen. Da bi razumeli takvu dezorijentaciju, i ključnu ulogu koju ovo pitanje igra u bezbednosti letenja, neophodno je prvo shzvatiti kako normalan proces prostorne orijentacije funkcioniše.

U normalnim uslovima, ljudi su u stanju da tačno odrede koji je put gore i kako se orijentišu korišćenjem informacija od tri specijalizovana senzorna sistemi:

• vizuelni sistem;
• organi ravnoteže koji se nalaze u unutrašnjim ušima (takođe poznati kao vestibularni sistem)
• proprioceptivni sistem

Ova tri sistema se oslanjaju na različite senzorne receptore za prikupljanje informacija i zatim đalju te informacije u mozak, koji integriše dolazne informacije u jedan model orijentacije i pod normalnim uslovima, veoma je precizan.

Integrisane informacije se koriste za određivanje naše pozicije unutar fiksnog koordinatni sistem koji obezbeđuje površina Zemlje (kao horizontalna referenca) i sila Zemljine gravitacije (koja daje vertikalnu referencu).

Ova tri sistema nemaju jednak značaj u smislu pružanja orijentacije informacije. Vizuelni sistem je daleko najvažniji od tri sistema, pruža oko 80% sirovih informacija o orijentaciji. U uslovima gde su vizuelni znaci loši ili odsutni, na primer po lošem vremenu ili noću, do 80% informacije o normalnoj orijentaciji nedostaju. Preostalih 20% podjednako se deli između vestibularnog i proprioceptivnog sistema, od kojih su oba sklona iluzijama i pogrešnom tumačenju. U lošim ili odsutnim situacijama vizuelnih znakova, ljudi su primorani da se oslanjaju na preostalih 20% informacija o orijentaciji, što je manje tačno. U takvim situacijama oba ova sistema sada učestuju svaki za 50% informacija o orijentaciji. U vazduhoplovnom okruženju, u određenoj situaciji ona mogu rezultovati bilo kojim brojem dobro opisanih prostornih orijentacija ili iluzija koje je doživeo pilot. Ovo je još opasnije kada pilot nema pojma da je dezorijentisan i verujući da su njihove čulne informacije tačne, što je pogrešno.Jasno je da pilota odsustvo dobrih vizuelnih znakova lišava ogromne većine informacija o orijentaciji. Stoga nije čudo što je većina događaji dezorijentacije povezana sa lošim vizuelnim znacima u toku leta u lošim meteorološkim uslovima ili noću.

Unutrašnje uvo sa prikazanim polukružnim kanalima, upoređeni sa osom valjanja, nagiba i skretanja aviona.

Vestibularni sistem se sastoji od dve važne komponente:

• polukružnih kanala
• otolitnih organi.

U svakom uhu postoje tri polukružna kanala koji u funkcionalnom smislu funkcionišu kao tri podudarna para, u svakom od tri primarna ose kretanja. Svi kanali u svakom uhu su pod pravim uglom jedan prema drugom, i funkcionišu kao ugaoni akcelerometri. Značajno je da imaju prag stimulacije od 2⁰ /sec², ispod kojih nisu u stanju da detektuju ugaono kretanje. Ovo je od presudnog značaja u vazduhoplovnoj postavci – ako se skretanje (namerno ili drugačije) na stopu ugaonog ubrzanja manja od ovog praga, kanali neće registrovati radnju. U nedostatku vizuelnih naznaka da se zaokret dešava, i to silinom gravitacija je i dalje u pravcu od glave do stopala i kao takva daje nepromenjena proprioceptivne informacije, pilot neće shvatiti da je zaokret u toku i oseća da se kreće ravno.

U svakom uhu se nalaze dva otolitna organa, jedan u vertikalnoj ravni, a drugi u horizontalnoj ravni. Ovi organi funkcionišu kao linearni akcelerometri. U normalnim uslovima vertikalni otolit signalizira efekat Zemljinog gravitacionog polja.

Vestibularni sistem je izuzetno važan za normalnu prostornu orijentaciju čoveka. On obavlja složenu seriju integracionih funkcija ugaonog i linearne ubrzanja, i preko svojih bezbroj neuronskih veza sa očima i motornim koordinacionim centrima u mozgu, pomaže u regulisanju posturalnog tonusa, održavanju ravnoteže i daje postiću koordinisanu, jasnu viziju tokom kretanja.

Ova poslednja funkcija održavanja dobrog kvaliteta vizuelnih informacija tokom kretanja,(posebno glave), je funkcija vestibulo-okularnog refleksa. Ovaj refleks znači da ako je, na primer, glava okrenuta ulevo dok se fokusira na dati objekat, oči će se automatski pomerati kao koordinirani par u suprotnom pravcu, da bi se održao čvrsto fokusiran pogled na objekat. Ovaj automatski odgovor je ključan za jasan, fokusiran i stabilizovan vid.

Polukružni kanali uva su tri polukružne, međusobno povezane cevi, koje su na neki način ekvivalentne osama žiroskopa, uređaja za merenje naklona, okretanja ili skretatnja odnosno uglova kretanja letilice u tri ose aviona (pod pravim uglom jedna prema drugoj). Promena pravca kretanja letilice, koje se nazivaju valjanje, propinjanje ili skretanje, izazivaju pojavu odgovarajućih vestibularnih iluzija.

Vidi još

• Iluzije u toku letenja
• Koriolisova iluzija
• Vazduhoplovna medicina

Spoljašnje veze

Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja).