AbstractMight the gravity levels fo

Abstract
Might the gravity levels found on other planets and on the moon be sufficient to provide an adequate perception of upright
for astronauts? Can the amount of gravity required be predicted from the physiological threshold for linear acceleration?
The perception of upright is determined not only by gravity but also visual information when available and assumptions
about the orientation of the body. Here, we used a human centrifuge to simulate gravity levels from zero to earth gravity
along the long-axis of the body and measured observers’ perception of upright using the Oriented Character Recognition
Test (OCHART) with and without visual cues arranged to indicate a direction of gravity that differed from the body’s long
axis. This procedure allowed us to assess the relative contribution of the added gravity in determining the perceptual
upright. Control experiments off the centrifuge allowed us to measure the relative contributions of normal gravity, vision,
and body orientation for each participant. We found that the influence of 1 g in determining the perceptual upright did not
depend on whether the acceleration was created by lying on the centrifuge or by normal gravity. The 50% threshold for
centrifuge-simulated gravity’s ability to influence the perceptual upright was at around 0.15 g, close to the level of moon
gravity but much higher than the threshold for detecting linear acceleration along the long axis of the body. This
observation may partially explain the instability of moonwalkers but is good news for future missions to Mars.

Introduction
Maintaining an upright posture in a low-gravity environment is
not easy. NASA documents abound with examples of astronauts
falling on the lunar surface [1,2]. Even on the most recent moon
visit (Apollo 17, 1972), Astronaut Harrison Schmidt fell over as he
worked on the lunar surface [3]. The perception of the relative
orientation of oneself and the world is fundamental not only to
balance [4–9] but also for many other aspects of perception
including recognizing faces and objects [10,11], and predicting
how objects are going to behave when dropped or thrown [12].
Indeed, recent emerging studies suggest that a functioning
vestibular system may be required for depth perception [13,14]
and even for higher aspects of cognition such as the identity of self
[15]. Misinterpreting the upright direction can lead to perceptual
errors, for example misinterpreting the orientation of a vehicle,
and can threaten balance if a person uses an incorrect reference
orientation to stabilize themselves. It is therefore crucial to
understand how the direction of up is established and to establish
the relative contribution of gravity to this direction before
journeying to environments with gravity levels different to that
of Earth.
Establishing an ‘‘up’’ direction is a multisensory process that
integrates information about orientation obtained from visual
cues, gravity and the internal representation of the body

Gravity typically contributes about 20% to the perceptual upright
(PU: the direction in which polarized objects, including such things
as writing, trees and people, are judged as being the correct way
up) with the remainder coming from visual cues and the
orientation of the body [17]. Many studies have estimated the
threshold for detecting linear acceleration [18]. Estimates of this
threshold vary considerably depending on the methods employed
[19] but there is a general agreement that accelerations along the
long axis of the body above about 0.15 m.s22 (0.02 g) are reliably
detectable. Recent studies using a limited set of g values in
parabolic flight have suggested that much higher levels of g are
needed to provide useable orientation cues [20,21]. However, no
systematic studies have investigated the threshold for the effect of
maintained linear acceleration on a behavioural task. It is entirely
unknown how much gravity is needed to establish a perceptual
upright.
To assess how much gravity is needed to establish an up
direction, we had participants view a highly polarized visual scene
while lying supine on a human centrifuge (Fig. 1a). We rotated the
centrifuge at various speeds to create controlled, maintained linear
accelerations along the long axis of the body (Fig. 1b). The visual
scene they were viewing could be rotated about the naso-occipital
axis, which had the effect of pulling the perceptual upright away
from the body’s axis towards the direction indicated by the visual

background. As artificial gravity is added along the body’s axis,
there is a corresponding reduction in the relative influence of
vision (Fig. 1c). This can be geometrically modeled and the effect
of the added force can be plotted as a function of the amount of
gravity added. Control experiments were done with no gravity in
the coronal plane (by lying supine), lying on one side, and standing
upright so that the relative contribution of body, gravity and vision
could be assessed for each participant.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่ออาจเพียงพอให้รับรู้ความเพียงพอของตรงระดับแรงโน้มถ่วงที่พบ บนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ และ บนดวงจันทร์สำหรับนักบินอวกาศหรือไม่ สามารถทำนายจำนวนของแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นจากขีดจำกัดสรีรวิทยาสำหรับเร่งความเร็วเชิงเส้นหรือไม่การรับรู้ของตรงถูกกำหนดไม่เพียงแต่ ด้วยแรงโน้มถ่วง แต่ยังแสดงข้อมูลเมื่อมีสมมติฐานเกี่ยวกับการวางแนวของร่างกาย ที่นี่ ใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงมนุษย์เพื่อจำลองระดับแรงโน้มถ่วงจากศูนย์กับแรงโน้มถ่วงของโลกแกนยาวของร่างกายและการรับรู้ของผู้สังเกตการณ์วัดของตรงใช้การรู้จำอักขระที่มุ่งเน้นจัดทดสอบ (OCHART) มี และไม่ มีภาพสัญลักษณ์เพื่อบ่งชี้ทิศทางของแรงดึงดูดที่แตกต่างจากยาวของร่างกายแกน กระบวนการนี้ทำให้เราประเมินสัดส่วนสัมพัทธ์ของแรงโน้มถ่วงที่เพิ่มในการกำหนดที่ perceptualตรง ควบคุมการทดลองปิดเครื่องหมุนเหวี่ยงทำให้เราวัดผลงานญาติของแรงโน้มถ่วงปกติ วิสัยทัศน์และปฐมนิเทศผู้เข้าร่วมแต่ละตัว เราพบว่า อิทธิพลของ g 1 ในกำหนดตรง perceptual ได้ไม่ขึ้นอยู่กับว่าความเร่งสร้าง โดยนอนในเครื่องหมุนเหวี่ยง หรือแรงโน้มถ่วงที่ปกติ ขีดจำกัด 50% สำหรับความสามารถในการจำลองเครื่องหมุนเหวี่ยงแรงโน้มถ่วงของจูงตรง perceptual ก็ประมาณ 0.15 g ใกล้กับระดับของดวงจันทร์แรงโน้มถ่วงแต่สูงกว่าขีดจำกัดสำหรับการตรวจสอบความเร่งเชิงเส้นตามแกนยาวของร่างกาย นี้สังเกตบางส่วนอาจอธิบายความไม่แน่นอนของ moonwalkers แต่เป็นข่าวดีสำหรับภารกิจในอนาคตไปดาวอังคารแนะนำรักษาท่าตรงในสภาวะแรงโน้มถ่วงต่ำเป็นไม่ง่าย เอกสาร NASA บกตัวอย่างของนักบินอวกาศตกบนพื้นผิวดวงจันทร์ [1, 2] แม้แต่บนดวงจันทร์ล่าสุดเยี่ยมชม (Apollo 17, 1972), นักบินอวกาศ Harrison ชมิดท์ลดลงมือมากกว่าเป็นเขาทำงานบนพื้นผิวดวงจันทร์ [3] การรับรู้ของญาติแนวของตัวเองและโลกมีพื้นฐานไม่เท่าดุล [4-9] แต่ในด้านอื่น ๆ ของการรับรู้จดจำใบหน้าและวัตถุ [10,11], และคาดการณ์วิธีวัตถุกำลังจะทำงานเมื่อหลุด หรือโยน [12]จริง แนะนำการศึกษาเกิดขึ้นใหม่ล่าสุดที่มีการทำงานระบบ vestibular อาจจำเป็นสำหรับการรับรู้ความลึก [13,14]และสำหรับด้านสูงของประชานเช่นลักษณะเฉพาะของตนเอง[15] ได้ misinterpreting ตรงทิศทางอาจถึง perceptualข้อผิดพลาด เช่น misinterpreting แนวรถและสามารถคุกคามสมดุลถ้าคนใช้การอ้างอิงไม่ถูกต้องการวางแนวเพื่อรักษาเสถียรภาพตัวเอง จึงต้องเข้าใจวิธีกำหนดทิศทางของค่าและสร้างส่วนญาติของแรงโน้มถ่วงนี้ทิศทางก่อนjourneying กับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันที่ระดับแรงโน้มถ่วงของโลกกำหนดทิศทางการ ''สาย '' เป็น multisensory เป็นกระบวนการที่รวมข้อมูลเกี่ยวกับการวางแนวที่ได้รับจากภาพสัญลักษณ์ แรงโน้มถ่วง และการแสดงภายในของร่างกายแรงโน้มถ่วงโดยทั่วไปงบประมาณ 20% ตรง perceptual(ปู: ทิศทางที่ขั้ววัตถุ รวมถึงสิ่งต่าง ๆเขียน ต้นไม้ และคน จะตัดสินเป็น วิธีถูกต้องค่า) กับส่วนเหลือมาจากสัญลักษณ์ภาพและแนวของร่างกาย [17] มีประเมินการศึกษาหลายขีดจำกัดสำหรับการตรวจสอบความเร่งเชิงเส้น [18] การประเมินนี้ขีดจำกัดแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับวิธีการ[19] แต่มีข้อตกลงทั่วไปเร่งที่ตามแกนยาวของร่างกายข้างต้นประมาณ 0.15 m.s22 (0.02 กรัม) จะได้สามารถตรวจสอบได้ ใช้ตั้งค่าจำกัดของค่า g ในการศึกษาล่าสุดจานบินได้แนะนำว่า เป็นระดับสูงของต้องให้แนวใช้สอยคิว [20,21] อย่างไรก็ตาม ไม่ระบบการศึกษาได้ตรวจสอบขีดจำกัดสำหรับผลของการรักษาความเร่งเชิงเส้นในงานพฤติกรรม มีทั้งหมดไม่รู้จักแรงโน้มถ่วงเท่าที่จำเป็นสำหรับการสร้างการ perceptualตรงการประเมินแรงโน้มถ่วงเท่าที่จำเป็นสำหรับการสร้างสายการทิศทาง มีคนดูฉากภาพโพลาไรซ์สูงขณะ supine ที่อยู่ในเครื่องหมุนเหวี่ยงมนุษย์ (Fig. 1a) เราหมุนเครื่องหมุนเหวี่ยงที่ความเร็วต่าง ๆ เพื่อสร้างการควบคุม การบำรุงรักษาเชิงเร่งตามแนวแกนยาวของร่างกาย (Fig. 1b) Visualสามารถหมุนฉากที่พวกเขาดูเกี่ยวกับเท่า naso-ท้ายทอยแกน ซึ่งมีผลของการดึงตรง perceptual ไปจากแกนของร่างกายต่อทิศทางตามการ visualพื้นหลัง เมื่อมีเพิ่มแรงโน้มถ่วงเทียมตามแนวแกนของร่างกายมีการลดอิทธิพลของญาติที่เกี่ยวข้องวิสัยทัศน์กิน 1c) นี้สามารถสามารถสร้างแบบจำลอง geometrically และผลกระทบบังคับเพิ่มสามารถถูกพล็อตเป็นฟังก์ชันของจำนวนแรงโน้มถ่วงเพิ่ม ทำการทดลองควบคุม ด้วยแรงโน้มถ่วงไม่ในcoronal เครื่องบิน (โดยโกหก supine), นอนด้านหนึ่ง และยืนตรงที่สัดส่วนสัมพัทธ์ของร่างกาย แรงโน้มถ่วง และวิสัยทัศน์อาจจะประเมินผู้เข้าร่วมแต่ละ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม
อาจแรงโน้มถ่วงระดับที่พบบนดาวเคราะห์ดวงอื่นและบนดวงจันทร์จะเพียงพอที่จะให้มีการรับรู้ที่เพียงพอของตรง
นักบินอวกาศ ? สามารถใช้ปริมาณของแรงโน้มถ่วงจะคาดการณ์จากเกณฑ์ทางสรีรวิทยาเพื่อการเร่งเชิงเส้น ?
การรับรู้ตรงจะพิจารณาไม่เพียง แต่โดยแรงโน้มถ่วง แต่ยังข้อมูลภาพเมื่อใช้สมมติฐาน
เกี่ยวกับการวางแนวของร่างกาย ที่นี่ เราใช้เครื่องของมนุษย์จำลองแรงโน้มถ่วงระดับจากศูนย์โลกแรงโน้มถ่วง
ตามแกนยาวของร่างกายและวัดการรับรู้ของผู้ใช้โดยตรงอักขระ
ทดสอบ ( ochart ) ที่มีและไม่มีตัวชี้นำภาพจัดบ่งบอกทิศทางของแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างจากร่างกายนาน
แกนขั้นตอนนี้ให้เราประเมินญาติบริจาคของเพิ่มแรงโน้มถ่วงในการกำหนดตรงภาพ

ควบคุมการทดลองปิดเพื่อให้เราวัดความสัมพัทธ์ของแรงโน้มถ่วงปกติวิสัยทัศน์
และแนวร่างกายสำหรับผู้เข้าร่วมแต่ละ . เราพบว่าอิทธิพลของ 1 กรัมในการรับรู้ไม่ได้
ตั้งขึ้นขึ้นอยู่กับว่าอัตราเร่งขึ้นนอนบนเครื่อง หรือแรงโน้มถ่วงปกติ เกณฑ์ 50% ซึ่งจำลองแรงโน้มถ่วง
ความสามารถในการมีอิทธิพลต่อการรับรู้อยู่ที่ประมาณ 0.15 กรัม ตรงใกล้ระดับแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์
แต่สูงกว่าเกณฑ์สำหรับการเร่งเชิงเส้นตามแกนยาวของร่างกาย นี้
การสังเกตอาจบางส่วนอธิบายเสถียรภาพของ moonwalkers แต่เป็นข่าวดีสำหรับภารกิจในอนาคตไปยังดาวอังคาร

บทนำ
รักษาตรงท่าในแรงโน้มถ่วงต่ำสิ่งแวดล้อม
ไม่ง่าย เอกสารของนาซาได้รับตัวอย่างของนักบินอวกาศ
ตกบนพื้นผิวดวงจันทร์ [ 1 , 2 ] แม้ในการเยี่ยมชมพระจันทร์
ล่าสุด ( 17 อพอลโล 1972 ) นักบินอวกาศ แฮริสัน ชมิดท์ลดลงมากกว่าที่เขา
ทำงานบนพื้นผิวดวงจันทร์ [ 3 ] การรับรู้ตำแหน่งสัมพัทธ์
ตนเองและโลกมีพื้นฐานไม่เพียง แต่เพื่อความสมดุล [ 9 ] 4
( แต่ยังสำหรับหลายด้านอื่น ๆของการรับรู้และวัตถุ รวมทั้งตระหนักถึงใบหน้า
[ ]
10,11 และทำนายว่าวัตถุจะประพฤติเมื่อลดลงหรือโยน [ 12 ] .
แน่นอน การศึกษาใหม่ ล่าสุดชี้ให้เห็นว่า การทำงาน
ระบบการทรงตัว อาจใช้ความลึกการรับรู้ [ 13,14 ]
และแม้แต่ด้านสูงของการรับรู้ เช่น เอกลักษณ์ของตนเอง
[ 15 ] ตีความผิดทิศทางตรงสามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดการ
, ตัวอย่างเช่นการตีความการรถ
และสามารถคุกคามสมดุลหากใครใช้เป็นแนวอ้างอิง
ไม่ถูกต้องทำให้ตัวเอง มันเป็นสิ่งสำคัญดังนั้น

เข้าใจแล้วว่า ทิศทาง ของ คือ การก่อตั้ง และสร้าง
ความสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงทิศทางนี้ก่อน
เดินทางไปยังสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงของโลกที่ระดับต่าง ๆ
.
จัดตั้ง ' 'up ' ' ทิศทางคือกระบวนการที่หลากหลายความรู้สึกที่
รวมข้อมูลเกี่ยวกับการได้รับจากภาพ
คิว แรงโน้มถ่วง และการแสดง ภายใน ของร่างกาย

แรงโน้มถ่วงโดยทั่วไปการคาดการณ์เกี่ยวกับ 20%
ตรงรับรู้ ( PU : ทิศทางที่ขั้ววัตถุ รวมถึงสิ่งเช่น
เขียนหนังสือ ต้นไม้ และผู้คนจะตัดสินว่าเป็นวิธีที่ถูกต้อง
) กับส่วนที่เหลือมาจากคิวภาพและการวางแนวของร่างกาย
[ 17 ] มีการศึกษาวิจัยประเมินเกณฑ์การเชิงเส้นเร่ง
[ 18 ] ประมาณนี้
เกณฑ์แตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับวิธีที่ใช้
[ 19 ] แต่ก็มีข้อตกลงทั่วไปว่า ความเร่งตามแนวแกนของร่างกายข้างต้น
ยาวประมาณ 0.15 m.s22 ( 0.02 g )
เชื่อถือได้ การศึกษาการใช้ชุด จำกัด ของ G ค่าในเที่ยวบินพาราโบลิก
ชี้ให้เห็นว่ามีมากขึ้นระดับของ G จะเป็นเพื่อให้สามารถวางคิว
[ 20,21 ] แต่ไม่มี
การศึกษาระบบตรวจสอบเกณฑ์ผลของความเร่งเชิงเส้นบน
รักษางานทางพฤติกรรม ทั้งหมดนี่เท่าไหร่ไม่รู้จัก
แรงโน้มถ่วง จะต้องสร้างตรงภาพ
.
วัดแรงโน้มถ่วงเท่าไหร่ต้องการที่จะสร้างขึ้น
ทิศทางเราได้เข้าร่วมดูสูงขั้วภาพฉาก
ขณะนอนท่านอนหงายบนเครื่องของมนุษย์ ( รูปที่ 1A ) เราหมุน
ปั่นเหวี่ยงที่ความเร็วต่าง ๆ เพื่อสร้าง ควบคุม เก็บรักษาความเร่งเชิงเส้น
ตามแกนยาวของร่างกาย ( รูปที่ 1A ) ภาพฉากที่พวกเขาได้ดู
สามารถหมุนเรื่อง naso ท้ายทอย
แกน ซึ่งได้ผลในการดึงภาพตรงห่าง
จากร่างกายของแกน ไปในทิศทางที่ระบุโดยภาพ

พื้นหลังเป็นแรงโน้มถ่วงเทียม เพิ่มตามแกนของร่างกาย
มีการลดลงสอดคล้องกันในอิทธิพลสัมพัทธ์
วิสัยทัศน์ ( ภาพที่ 1c ) นี้สามารถสร้างวิธีและผล
ของเพิ่มแรงสามารถพล็อตเป็นฟังก์ชันของจํานวน
แรงโน้มถ่วงที่เพิ่ม การทดลองควบคุมเสร็จไม่มีแรงโน้มถ่วงในระนาบโคโรนัล
( นอนขี้เกียจ ) , นอนบนด้านหนึ่งและยืน
ตรงเพื่อให้ความสัมพันธ์ระหว่างร่างกาย แรงโน้มถ่วง และวิสัยทัศน์
อาจจะประเมินสำหรับผู้เข้าร่วมแต่ละ