前庭性錯覺模擬技術(shù)與預(yù)防方法研究進(jìn)展

黎舒涵， 孫喜慶

（空軍軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)系航空航天醫(yī)學(xué)訓(xùn)練教研室， 西安 710032）

1 引言

大量飛行實(shí)踐研究表明，飛行員在飛行過程中易產(chǎn)生飛行錯覺，飛行錯覺是空間定向障礙（Spatial Disorientation，SD）中最有代表性的一種，且是引起嚴(yán)重飛行事故的重要因素之一。 按照不同感覺通道，飛行錯覺被分為前庭本體性錯覺、前庭視性錯覺、視性錯覺以及中樞性錯覺，其中前庭性本體性錯覺在飛行員飛行錯覺中占比最大，其總發(fā)生率達(dá)到了83.7%。 故研究前庭本體性錯覺的誘發(fā)方法、伴隨指標(biāo)以及降低辦法十分必要。

前庭本體性錯覺包括科里奧利錯覺、軀體重力錯覺、傾斜錯覺與超重錯覺等，前庭系統(tǒng)影響著人的運(yùn)動以及平衡能力。 由半規(guī)管系統(tǒng)與耳石2部分組成，前者感知角加速度，而后者感知直線加速度。 飛行員在飛行過程中受多種角加速度及直線加速度的影響，其前庭受到刺激，易產(chǎn)生多種前庭性錯覺。

本文綜述了近年來國內(nèi)外常用的地面模擬技術(shù)和前庭感知模型2 種前庭性錯覺模擬方法的研究進(jìn)展，分析了3 種地面模擬方法的誘發(fā)特點(diǎn)，簡要概述了前庭性錯覺發(fā)生時所伴隨產(chǎn)生的一系列生理心理指標(biāo)的改變，討論了前庭性錯覺的克服措施，重點(diǎn)探討了開展有針對性的前庭性錯覺適應(yīng)性訓(xùn)練與前庭耐力訓(xùn)練在預(yù)防前庭性錯覺中的重要作用。

2 地面模擬技術(shù)和前庭感知模型

2.1 前庭性錯覺的地面模擬

在對飛行錯覺的預(yù)防和克服方面，錯覺地面模擬訓(xùn)練是最常用和最有效的方法，而錯覺地面模擬訓(xùn)練又是錯覺訓(xùn)練的核心內(nèi)容。 前庭性錯覺地面模擬訓(xùn)練是利用電動轉(zhuǎn)椅、飛行錯覺模擬器、短臂離心機(jī)等裝備，模擬飛行任務(wù)中的科里奧利錯覺以及反旋轉(zhuǎn)錯覺。 除了利用這些裝備誘發(fā)出科里奧利錯覺與反旋轉(zhuǎn)錯覺并觀察其誘發(fā)特點(diǎn)外，亦可利用地面模擬技術(shù)對飛行人員進(jìn)行訓(xùn)練，以降低前庭性錯覺對飛行人員的影響。

李志紅等對276 名飛行員進(jìn)行錯覺調(diào)查，了解其前庭性錯覺的發(fā)生情況，并利用轉(zhuǎn)椅在地面誘發(fā)飛行員模擬錯覺，比較二者的關(guān)系。 研究結(jié)果表明，前庭性錯覺發(fā)生頻率高的飛行員，在前庭性錯覺地面模擬中錯覺的發(fā)生頻率也高，因此利用前庭性錯覺地面模擬技術(shù)來預(yù)測空中產(chǎn)生前庭性錯覺的多發(fā)性成為可能。

2.1.1 電動轉(zhuǎn)椅

電動轉(zhuǎn)椅、多功能轉(zhuǎn)椅都可用來開展前庭性錯覺的地面模擬訓(xùn)練。 謝溯江等利用電動轉(zhuǎn)椅（VTS?0 型）對80 名健康男性飛行員進(jìn)行前庭性錯覺地面模擬，可誘發(fā)出軀體旋動錯覺與科里奧利錯覺（包括科里奧利翻轉(zhuǎn)錯覺與科里奧利滾轉(zhuǎn)錯覺）。 其中利用電動轉(zhuǎn)椅引起軀體旋動錯覺的誘發(fā)率為100%，科里奧利錯覺誘發(fā)率為90.7%，誘發(fā)出的錯覺都有一定的持續(xù)時間。 實(shí)驗(yàn)表明，電動轉(zhuǎn)椅作為前庭性錯覺地面模擬方法來誘發(fā)飛行員的軀體旋動錯覺與科里奧利錯覺。陳心海等研制了一款液壓控制多功能轉(zhuǎn)椅，轉(zhuǎn)椅的不同放置狀態(tài)產(chǎn)生了不同的角加速度及相應(yīng)刺激，如多功能轉(zhuǎn)椅垂直放置繞垂直軸水平旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生角速度及角加速度；多功能轉(zhuǎn)椅傾斜放置繞垂直軸水平旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生科里奧利加速度；多功能轉(zhuǎn)椅偏心位置下繞垂直軸水平旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生離心力。 不同位置水平旋轉(zhuǎn)下的角加速度對應(yīng)的不同刺激，也將會誘發(fā)被試者產(chǎn)生不同類型的錯覺。

2.1.2 飛行錯覺模擬器

利用飛行錯覺模擬器誘發(fā)前庭性錯覺是前庭性錯覺地面模擬常用的方法。 以研制的飛行錯覺模擬器為例，此飛行錯覺模擬器可順時針、逆時針旋轉(zhuǎn)；角加速度與角減速度可調(diào)節(jié)范圍為0.05 ～90°／s；模擬器座艙可偏離軸心0.5 m 距離，產(chǎn)生1.025～1.076 G 重力慣性力；偏心位置可傾斜20°；模擬器座艙內(nèi)擁有紅外線攝像、對講功能及可反饋與操作錯覺形態(tài)的系統(tǒng)。 黃煒等利用飛行錯覺模擬器，對46 名有一定飛行經(jīng)驗(yàn)的殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)飛行員進(jìn)行模擬飛行，誘發(fā)其產(chǎn)生前庭性錯覺，可誘發(fā)包括反旋轉(zhuǎn)錯覺、科里奧利錯覺、軀體重力錯覺及超重錯覺等多種前庭性錯覺，記錄這些飛行員產(chǎn)生的前庭自主神經(jīng)反應(yīng)并以Graybiel 運(yùn)動病診斷評定，結(jié)果表明，46 名被試者中只有5 人次出現(xiàn)一過性MII 自主神經(jīng)反應(yīng)，說明利用此飛行錯覺模擬器誘發(fā)飛行員產(chǎn)生前庭性錯覺，其誘發(fā)刺激量較為適宜。

2.1.3 短臂離心機(jī)

利用人體短臂離心機(jī)誘發(fā)錯覺也是前庭性錯覺地面模擬方法之一。 進(jìn)行前庭性錯覺地面模擬訓(xùn)練一般使用的短臂離心機(jī)為固定旋轉(zhuǎn)軸離心機(jī)，以第四軍醫(yī)大學(xué)研制的SAC－Ⅲ型短臂離心機(jī)為例，該短臂離心機(jī)可在地面模擬前庭性錯覺，誘發(fā)科里奧利錯覺與反旋轉(zhuǎn)錯覺。 短臂離心機(jī)啟動后，被試者受到分別與3 種加速度方向相反的慣性力（即由角加速度、徑向加速度及切向加速度引起的慣性力）作用，3 種慣性力與重力復(fù)合作用于人體，使其產(chǎn)生多種空間知覺變化。 當(dāng)短臂離心機(jī)啟動加速時，切向加速度對應(yīng)的慣性力與重力疊加產(chǎn)生合力，其方向?yàn)橛蚁拢涓杏X為向右扭轉(zhuǎn)下落；徑向加速度對應(yīng)的慣性力與重力疊加產(chǎn)生合力，其方向?yàn)橥庀拢辉囌吒杏X為身體前傾；被試者受到這3 種力的合力方向?yàn)橥庥蚁拢辉囌呱眢w姿勢表現(xiàn)出由平臥位前傾轉(zhuǎn)變?yōu)轭^高腳低位，與此同時感覺身體向右扭轉(zhuǎn)下落，即被試者產(chǎn)生前傾扭轉(zhuǎn)錯覺。 短臂離心機(jī)勻速運(yùn)行時，角加速度與切向加速度消失，其分別對應(yīng)的向右滾轉(zhuǎn)感與向右扭轉(zhuǎn)下落感隨之消失；被試者受到徑向加速度對應(yīng)的慣性力與重力的合力方向?yàn)橥庀路剑a(chǎn)生前傾錯覺。 短臂離心機(jī)制動減速時，由于受反向角加速度作用，被試者產(chǎn)生的向左滾轉(zhuǎn)知覺與耳石器及本體感受器的減速時受到的刺激共同作用，使其產(chǎn)生離心機(jī)反旋轉(zhuǎn)錯覺。 離心機(jī)減速時徑向加速度對應(yīng)的慣性力減小，被試者表現(xiàn)身體后傾，由前傾轉(zhuǎn)變?yōu)槠脚P狀態(tài)，產(chǎn)生后傾錯覺。

上述前傾錯覺、后傾錯覺與前傾扭轉(zhuǎn)錯覺屬于軀體重力錯覺，反旋轉(zhuǎn)錯覺屬于軀體旋動錯覺。除此二者外，宋新亮等利用SAC－Ⅲ型短臂離心機(jī)對145 名飛行員進(jìn)行前庭本體性錯覺模擬，研究表明，短臂離心機(jī)復(fù)合頭部擺動還會額外誘發(fā)科里奧利錯覺。 在短臂離心機(jī)勻速運(yùn)動階段，當(dāng)被試者頭部左右轉(zhuǎn)動或前后傾動時，會相應(yīng)產(chǎn)生科里奧利反轉(zhuǎn)錯覺與科里奧利旋轉(zhuǎn)錯覺，前者來自前庭中2 對垂直半規(guī)管對于刺激的反應(yīng)，后者來自前庭中水平半規(guī)管和兩對垂直半規(guī)管對刺激的共同反應(yīng)。 總之，短臂離心機(jī)可誘發(fā)出軀體旋動錯覺、軀體重力錯覺和科里奧利錯覺3 種前庭本體性錯覺。

2.2 前庭感知模型

為了解決載人離心機(jī)等飛行錯覺模擬器模擬效果難以客觀評價(jià)的問題，Wang 等基于人體空間方位的多感覺建模理論，建立了一個包括耳石、半規(guī)管及其相互作用的前庭感知模型（亦稱空間定向感知模型），同時增加了包括感覺誤差信息內(nèi)部反饋、角速度更新重力方向等模塊的中央神經(jīng)系統(tǒng)，對耳石器—半規(guī)管感覺信號的整合處理模型，以便更準(zhǔn)確地模擬人體空間定向感知覺功能。 通過輸入線加速度和角速度等運(yùn)動刺激信息，利用該模型進(jìn)行了墓地螺旋錯覺和軀體重力錯覺的模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該模型模擬了人體耳石系統(tǒng)不能區(qū)分加速度慣性力和重力的生理特性，同時也模擬了人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)對重力和線加速度參與角速度感覺整合的機(jī)制。 研究表明，該感知模型能夠準(zhǔn)確模擬出前庭性錯覺以及人體對前庭性錯覺的預(yù)測反應(yīng)，能夠預(yù)測科里奧利錯覺、墓地螺旋錯覺和軀體重力錯覺等常見的前庭性錯覺，有助于前庭性錯覺的分析研究。

Wang 等還開展了錯覺模擬效果評價(jià)試驗(yàn)，以軀體重力錯覺代表前庭性錯覺，測試基于前庭感知模型的評價(jià)與飛行員主觀評價(jià)是否一致，結(jié)果表明，軀體重力錯覺模擬客觀評價(jià)試驗(yàn)結(jié)果與飛行員主觀評價(jià)基本一致，證明前庭感知模型可以為前庭性錯覺地面模擬設(shè)備的人體感知覺客觀評價(jià)提供參考。

3 生理心理變化

飛行員發(fā)生前庭性錯覺時，會伴隨一系列生理心理指標(biāo)的改變，生理指標(biāo)包括一系列描述受試者身體基礎(chǔ)參數(shù)的指標(biāo)，如眼震、心率變異性、胃電圖（EGG）等。 在心理方面，飛行員的定向能力、修正能力以及認(rèn)知能力等也會發(fā)生改變。

3.1 生理指標(biāo)

前庭性錯覺的出現(xiàn)會伴隨有頭暈、惡心、嘔吐及面色發(fā)白等一系列身體癥狀，同時會導(dǎo)致一系列生理指標(biāo)的變化，如眼震、心跳加速、呼吸率增加等。

謝溯江等利用封閉暗艙內(nèi)可限制左右擺頭30°的電動轉(zhuǎn)椅，在科里奧利加速度值分別為π／30 cm／s、π／20 cm／s、π／15 cm／s的條件下，對12 名健康男性青年進(jìn)行眼震電圖（水平和垂直眼震）的記錄。 結(jié)果表明，眼震方向與錯覺方向一致，因此認(rèn)為前庭性錯覺的發(fā)生伴隨著眼震的產(chǎn)生，但眼震電圖相關(guān)指標(biāo)不能反映錯覺的強(qiáng)弱。徐先榮等利用電動轉(zhuǎn)椅對35 名參加改裝體檢直升機(jī)的飛行員進(jìn)行科里奧利加速度試驗(yàn)，科里奧利加速度刺激開始前與待其出現(xiàn)明顯惡心反應(yīng)后分別記錄其EGG，對2 次EGG 各指標(biāo)進(jìn)行比較。 結(jié)果表明，與被試平靜狀態(tài)相比，科里奧利加速度刺激后的EGG 平均幅值、平均節(jié)律紊亂百分比顯著降低，正常慢波百分比顯著增高。 由于科里奧利錯覺強(qiáng)度隨科里奧利加速度的增加而增加，故被試EGG 各指標(biāo)改變時伴隨著科里奧利錯覺的發(fā)生。

Atsushi 等選取來自日本航空自衛(wèi)隊(duì)的177 名健康青年飛行員作為被試，利用空間定向障礙訓(xùn)練器GYROLAB GL－4000 誘發(fā)其產(chǎn)生前庭性錯覺（軀體重力錯覺、科里奧利錯覺及墓地旋轉(zhuǎn)錯覺等）與視性錯覺，采用腕帶裝置測量被試皮膚電活動（EDA）的變化，并以Graybiel 運(yùn)動病診斷評分表測量被試主觀自主神經(jīng)反應(yīng)。 結(jié)果表明，在開始科里奧利錯覺后，所有被試的EDA 立即增加；結(jié)果亦表明，與Graybiel 評分＜2 分的被試者相比，Graybiel 評分≥3 分的參與者EDA 最大變化值顯著增加，對于冷汗和唾液分泌癥狀（Graybiel 診斷標(biāo)準(zhǔn)中2 種癥狀），得分≥1 分的被試者EDA 最大變化顯著高于得分0 分的參與者，即被試的Graybiel 評分與其EDA 變化有顯著關(guān)聯(lián)。 研究表明，使用腕帶裝置測量的EDA 數(shù)據(jù)可以為客觀評估前庭性錯覺和運(yùn)動病的嚴(yán)重程度提供一種有用的方法。

此外，其他生理指標(biāo)如呼吸率和容量、血容量、肌肉活動、皮膚溫度、皮膚電導(dǎo)水平與收縮壓等都會伴隨前庭性錯覺的產(chǎn)生而發(fā)生改變。

3.2 心理認(rèn)知能力指標(biāo)

前庭性錯覺的發(fā)生除伴隨飛行員生理指標(biāo)及行為學(xué)指標(biāo)的改變外，也會伴著著其認(rèn)知能力的改變。 Gresty 等研究認(rèn)為，飛行員出現(xiàn)前庭性錯覺可能對飛行員控制飛機(jī)操作產(chǎn)生直接影響，也有可能通過降低飛行員的認(rèn)知能力產(chǎn)生間接影響，從而降低飛行效率。

3.2.1 選擇性注意力2018 年，Strózak 等首次研究了模擬飛行過程中前庭性錯覺對認(rèn)知能力的影響，選取16 名健康男性飛行員，利用GYRO?IPT 飛行模擬器使之產(chǎn)生前庭性錯覺（為軀體旋轉(zhuǎn)錯覺、科里奧利效應(yīng)及傾斜錯覺），且運(yùn)用持續(xù)時間辨別任務(wù)測量其選擇性注意能力。 研究表明，當(dāng)前庭系統(tǒng)受到異常刺激而產(chǎn)生前庭性錯覺時會降低被試者的選擇性注意能力，具體表現(xiàn)為被試者在完成傾斜錯覺的飛行時，其選擇性注意指標(biāo)顯著下降。 傾斜錯覺是飛行中最為常見的前庭性錯覺，其發(fā)生會致使飛行員的工作效率嚴(yán)重降低。

3.2.2 記憶能力

早在2003 年，Gresty 等指導(dǎo)被試者（非飛行員）在飛行模擬器中執(zhí)行布魯克矩陣任務(wù)空間版本與語言版本，結(jié)果表明SD 對空間任務(wù)的干擾大于其對言語任務(wù)的干擾，即對短時記憶產(chǎn)生了干擾。 但這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)并未證明前庭性錯覺對記憶的影響，只是籠統(tǒng)地證明了飛行產(chǎn)生的SD 對記憶的影響，即使前庭性錯覺在SD 導(dǎo)致的飛行錯覺中占比最大。 Strózak 等運(yùn)用N?back 任務(wù)測量被試者的工作記憶能力，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前庭系統(tǒng)受到異常刺激而產(chǎn)生前庭性錯覺時，被試者的工作記憶能力會明顯降低。

4 克服方法和預(yù)防措施

4.1 提高儀表視覺空間定向效率

若飛行員在飛行過程中已產(chǎn)生前庭性錯覺，保持“深信儀表”可以克服這種錯誤的感覺，而提高儀表視覺空間定向的效率可以增強(qiáng)飛行員空間定向的可靠感，減少操作失誤。 李靖等研究發(fā)現(xiàn)，飛行員儀表飛行錯覺的發(fā)生與各儀表的正確判讀具有一定關(guān)聯(lián)，視覺搜索效率較低可能是飛行錯覺發(fā)生的重要原因或中介因素。 提高飛行人員儀表視覺空間定向的效率，包括訓(xùn)練飛行員使用合適的儀表視覺定向方式，利用儀表空間定向儀提高儀表視覺空間定向能力，采用更有效的新型儀表等方式，除此之外，進(jìn)行儀表飛行心理訓(xùn)練也十分必要。

4.1.1 使用合適的儀表視覺定向方式

飛行過程中，飛行員須不斷地分配注意力用來觀察飛行儀表，并對飛行儀表的顯示做出相應(yīng)的反應(yīng)，錯誤的儀表視覺定向方式導(dǎo)致飛行員不能正確判讀飛行儀表，容易引發(fā)前庭本體性錯覺。

于立身等利用GL－2000 型高級空間定向障礙模擬器，對15 名健康男性飛行員進(jìn)行軀體重力錯覺與傾斜錯覺模擬，并以2 種不同觀察儀表的方式將15 名被試者分為2 組，比較其錯誤操縱發(fā)生的程度。 結(jié)果表明，對于儀表的觀察方式為“間斷、突然、掃視”的一組被試者，其錯誤操縱發(fā)生的程度要高于對儀表“連續(xù)注視”的一組被試者。 證明適當(dāng)?shù)膬x表視覺定向方式有利于降低部分前庭性錯覺下的錯誤操縱的程度。 李靖等對45 名男性現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)飛行員進(jìn)行儀表飛行實(shí)驗(yàn)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)與其飛行錯覺的發(fā)生情況，發(fā)現(xiàn)飛行員受試者對于地平儀的注視次數(shù)越多，其搜索的效率越低。 因此，訓(xùn)練飛行員儀表視覺定向能力時，應(yīng)減少其對儀表的注視次數(shù)并提高每次注視儀表的效率，保證飛行員掃視儀表的正確率且減少錯覺發(fā)生的可能。

4.1.2 提高儀表視覺空間定向能力

提高前庭定向能力對于飛行錯覺的預(yù)防起著重要作用，而提高前庭定向能力的方法之一是進(jìn)行儀表視覺空間定向能力訓(xùn)練。 利用儀表空間定向儀訓(xùn)練是提高儀表視覺空間定向能力的有效方法。 畢紅哲等招募被試者40 人，利用儀表視覺空間定向儀訓(xùn)練了20 名飛行學(xué)員，另外20 名飛行學(xué)員作為對照組，研究表明，實(shí)驗(yàn)組學(xué)員對儀表飛行狀態(tài)的正確識別反應(yīng)時明顯縮短，正確識別率明顯提高，即采用儀表空間定向儀進(jìn)行訓(xùn)練可明顯提高初教機(jī)飛行學(xué)員儀表視覺空間定向能力。 黃煒等利用飛行員抗錯覺能力檢測儀對被試進(jìn)行1 周的儀表閃現(xiàn)訓(xùn)練，比較訓(xùn)練前后被試對各儀表的快速認(rèn)讀正確率，結(jié)果表明，飛行員抗錯覺能力檢測儀的閃現(xiàn)訓(xùn)練模式能有效提高了飛行員間斷、突然、掃視儀表視覺定向能力。

4.1.3 改良飛行儀表顯示器

當(dāng)前的飛行儀表需要飛行員投入較多注意力資源，飛行過程中飛行員需注意5 個儀表參數(shù)，即飛機(jī)姿勢、空速、高度、上升或下降速率以及飛機(jī)航向。 飛行錯覺狀態(tài)下，閱讀與理解5 種不同的儀器參數(shù)較為困難。 Braithwaite 等研究表明，若將5 個儀器參數(shù)整合到1 個簡單的新型飛行儀表中，那么飛行員需較少的認(rèn)知資源就能夠理解這些參數(shù)，這可能有助于其從飛行錯覺中恢復(fù)，并不易迷失方向。 在傳統(tǒng)的儀表顯示系統(tǒng)下，飛行員必須不斷地確定當(dāng)前飛機(jī)的方位并作出相應(yīng)反應(yīng)，即將5 個參數(shù)的信息整合成飛機(jī)姿態(tài)和飛行軌跡的心理“圖像”，而新型飛行儀表可以減少這種認(rèn)知工作量。 該新型儀表會以簡單和綜合的形式向飛行員提供信息，飛行員可以在任何時候檢查他想要的任何參數(shù)（如高度或空速），而無需時刻監(jiān)控這些參數(shù)以保持穩(wěn)定飛行。 更重要的是，這種新型飛行儀表很容易學(xué)習(xí)，受試者在設(shè)備上僅訓(xùn)練3 h 后，其表現(xiàn)比使用傳統(tǒng)儀器更好（對新手飛行員和老手飛行員而言都成立）。 凡明坤研究認(rèn)為，刻度帶加數(shù)字窗的儀表顯示界面優(yōu)于機(jī)械表盤的顯示界面，給飛行員帶來更小的工作負(fù)荷。

4.2 前庭性錯覺適應(yīng)性訓(xùn)練

在各種前庭性錯覺中，科里奧利錯覺被認(rèn)為是最危險(xiǎn)的前庭性錯覺。 Kathrine 等針對旋轉(zhuǎn)過程容易產(chǎn)生科里奧利錯覺問題，設(shè)計(jì)了一種個性化的自適應(yīng)漸進(jìn)方案，使被試適應(yīng)科里奧利錯覺，以適應(yīng)后續(xù)更快的旋轉(zhuǎn)速率而不產(chǎn)生錯覺。 利用人體偏心旋轉(zhuǎn)裝置，使10 名被試在繞地球垂直軸旋轉(zhuǎn)的同時復(fù)合頭部傾斜，人體偏心旋轉(zhuǎn)裝置以1 r／min 的速度勻速旋轉(zhuǎn)，受試者大約每30 s 進(jìn)行1 次頭部傾斜（右耳下傾40°，后仰），每次傾斜頭部后，以強(qiáng)迫選擇任務(wù)（“是的，我感覺到了科里奧利錯覺”或“不，我沒有感受到科里奧利錯覺”）判定被試是否產(chǎn)生科里奧利錯覺，如果受試者在連續(xù)2 次頭部傾斜時沒有出現(xiàn)錯覺，則旋轉(zhuǎn)速度增加1 r／min，否則旋轉(zhuǎn)速度保持不變。 即旋轉(zhuǎn)速率只會根據(jù)受試者的反應(yīng)而增加，而刺激總是在閾值附近，很難被注意到。 受試者在10 d 的時間里，每天完成1 次25 min 的測試。研究發(fā)現(xiàn)，在所有受試者中，不產(chǎn)生科里奧利錯覺的旋轉(zhuǎn)速率從實(shí)驗(yàn)開始時的平均1.8 r／min 增加到結(jié)束時的17.7 r／min，而實(shí)驗(yàn)對象報(bào)告的只是輕微的暈動病。 結(jié)果表明被試通過訓(xùn)練產(chǎn)生了對科里奧利錯覺的適應(yīng)，利用人體偏心旋轉(zhuǎn)裝置自適應(yīng)旋轉(zhuǎn)開展訓(xùn)練可以克服科里奧利錯覺。

為了評估個性化在適應(yīng)科里奧利錯覺中的重要性，Kathrine 等還使用標(biāo)準(zhǔn)化（即旋轉(zhuǎn)速率的增加與每個受試者是否報(bào)告其經(jīng)歷了科里奧利錯覺無關(guān)）的方案測試被試對科里奧利錯覺的適應(yīng)程度，并與個性化方案進(jìn)行比較。 研究表明，與之前的個性化方案相比，標(biāo)準(zhǔn)化方案顯著降低了對科里奧利錯覺的適應(yīng)，增加了被試報(bào)告的暈動病程度，但也減少了被試對科里奧利錯覺適應(yīng)的差異。

為了測試受試者適應(yīng)長時間科里奧利錯覺的能力，Kathrine 等基于上述實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)了50 d個性化漸進(jìn)方案。 結(jié)果表明，被試的平均容許轉(zhuǎn)速從1.4 r／min 增加到26.2 r／min，在訓(xùn)練過程中報(bào)告的暈動病程度不超過輕微暈動病。 研究表明，如果給予受試者足夠長的訓(xùn)練時間，其適應(yīng)給定的旋轉(zhuǎn)速度是可實(shí)現(xiàn)的。

4.3 前庭功能穩(wěn)定性訓(xùn)練

前庭性錯覺的發(fā)生與人體前庭功能也有著密切的關(guān)系，在飛行員執(zhí)行飛行任務(wù)的過程中，當(dāng)前庭器官受到刺激時，前庭功能穩(wěn)定的飛行員產(chǎn)生的前庭性錯覺相較于前庭功能不穩(wěn)定的要小。 因此，可以經(jīng)由訓(xùn)練提高前庭耐力、增強(qiáng)前庭功能穩(wěn)定性，從而預(yù)防前庭性錯覺的發(fā)生。

舒雁濱等采用前庭耐力訓(xùn)練的方法，對72 名差生進(jìn)行為期2 年的訓(xùn)練，2 年后前庭耐力明顯提高，并在飛行訓(xùn)練中不再出現(xiàn)前庭障礙的表現(xiàn)。 結(jié)果表明前庭耐力訓(xùn)練可以提高前庭的穩(wěn)定性，減小由于前庭刺激帶來的不習(xí)服反應(yīng)。

劉偉等通過打地轉(zhuǎn)等主動訓(xùn)練法和利用滾輪、轉(zhuǎn)椅等設(shè)備對體訓(xùn)組被試者進(jìn)行被動訓(xùn)練3 年，后對招飛體檢中同地區(qū)4385 名受檢學(xué)生（體訓(xùn)組與未體訓(xùn)組）進(jìn)行科里奧利加速度耐力檢測，結(jié)果表明，有針對性且經(jīng)常持久的旋轉(zhuǎn)練習(xí)可以增強(qiáng)被試者前庭功能穩(wěn)定性。

侯書禮等通過對10 名青年進(jìn)行為期9 周的體力－前庭訓(xùn)練，結(jié)果表明，想要保持前庭功能的穩(wěn)定性，維持適量的體力－前庭訓(xùn)練是必要的。即前庭耐力與人的身體素質(zhì)及綜合體能水平有較大相關(guān)關(guān)系，前庭耐力訓(xùn)練也需在全面體能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

前庭耐力訓(xùn)練分為身體訓(xùn)練與心理訓(xùn)練2種，其中心理訓(xùn)練的主要目的是使受訓(xùn)者能夠主動調(diào)節(jié)自我心理狀態(tài)，從而對自己身體和動作加以控制，減少前庭刺激產(chǎn)生的作用。 心理訓(xùn)練包括放松訓(xùn)練、集中注意與脫敏訓(xùn)練等。 前庭耐力訓(xùn)練以身體訓(xùn)練為主要部分，分為主動訓(xùn)練法、被動訓(xùn)練法與綜合訓(xùn)練法。

4.3.1 主動訓(xùn)練法

主動訓(xùn)練法的特點(diǎn)和優(yōu)勢在于：可以根據(jù)飛行中誘發(fā)出的不同前庭性錯覺，以及飛行員不同級別的前庭耐力，有選擇地主動采取不同訓(xùn)練方式。 相較被動訓(xùn)練法，其主觀感受更好，訓(xùn)練后效果保持更持久穩(wěn)定、不易消退。 其不足在于需長期訓(xùn)練，且囿于人力動作很難產(chǎn)生大幅加速度變化，效果不及器械輔助的被動訓(xùn)練。 主動訓(xùn)練法包括固定滾輪練習(xí)、活動滾輪練習(xí)、搖頭操及打地滾等訓(xùn)練方式。 王林杰等利用滾輪、懸梯、浪木、四柱秋千以及旋轉(zhuǎn)秋千5 種主動訓(xùn)練法，對10 名健康被試者進(jìn)行訓(xùn)練，并在訓(xùn)練前后進(jìn)行前庭功能檢測。 結(jié)果表明，被試在訓(xùn)練后對線性加速度刺激的耐受時間有明顯增加，且被試者重心晃動有顯著降低，即被試的前庭耐力得到提高。

4.3.2 被動訓(xùn)練法

被動訓(xùn)練法是讓飛行員利用如電動轉(zhuǎn)椅、三維滾輪及短臂離心機(jī)等產(chǎn)生加速度變化的裝備，被動地感受加速度變化對前庭的刺激。 被動訓(xùn)練法適合對3 個相互垂直的半規(guī)管的適應(yīng)性訓(xùn)練，訓(xùn)練過程中，應(yīng)當(dāng)考慮人體在空中的體位變化的感知，且維持人體的平衡，并結(jié)合使用視覺分析器，在被動訓(xùn)練法中，睜眼與閉眼應(yīng)當(dāng)交替進(jìn)行。由于3 個半規(guī)管有其各自特點(diǎn)，故在被動訓(xùn)練過程中，應(yīng)該選擇與3 個半規(guī)管相應(yīng)的不同訓(xùn)練方法，有針對性地對3 個半規(guī)管分別產(chǎn)生適宜刺激以達(dá)最好的訓(xùn)練效果。 被動訓(xùn)練法的優(yōu)勢在于，可以良好地控制訓(xùn)練量與訓(xùn)練強(qiáng)度，但相較主動訓(xùn)練法而言其主觀感受較差且易消退。

許慶元等利用電動轉(zhuǎn)椅，對9 名健康療養(yǎng)的飛行員采取間斷累加的階梯式科里奧利刺激法，每天1 次對其進(jìn)行逐步脫敏，進(jìn)行7 d。 結(jié)果表明，利用電動轉(zhuǎn)椅進(jìn)行間斷累加科里奧利加速度刺激法逐步脫敏訓(xùn)練短期內(nèi)可明顯提高飛行員前庭植物神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)穩(wěn)定性。 Clément 等利用電動轉(zhuǎn)椅讓10 名被試者被動地旋轉(zhuǎn)，同時主動地結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化的俯仰頭部和軀干運(yùn)動。 結(jié)果表明，前庭訓(xùn)練（CVT）期間，運(yùn)動病和眼震的嚴(yán)重程度降低，其中眼震指標(biāo)可作為科里奧利錯覺的客觀反映。 CVT 結(jié)束后1 個月，被試者的眼震反應(yīng)仍比初始對照值低約20%～30%，即這種綜合訓(xùn)練的CVT 方法可誘導(dǎo)被試者對前庭反應(yīng)產(chǎn)生習(xí)服、鍛煉其前庭耐力，且至少可保持1 個月。 王祥旭等利用三維滾輪，對9 名前庭功能敏感的被試者進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)果表明三維滾輪訓(xùn)練使人體前庭功能的穩(wěn)定性有所提高。 江濤等利用三維滾輪對4 種不同機(jī)型飛行員進(jìn)行訓(xùn)練，飛行員的前庭反應(yīng)分級合格率均在85%及以上，證明利用三維滾輪對不同機(jī)型飛行員進(jìn)行前庭功能穩(wěn)定性的被動訓(xùn)練均安全可靠，可在飛行員中推廣。宋新亮等以9 名前庭功能穩(wěn)定性較差的飛行人員作為被試，利用SAC－Ⅲ型短臂離心機(jī)對其進(jìn)行連續(xù)7 天的科里奧利加速度前庭習(xí)服訓(xùn)練，結(jié)果表明，訓(xùn)練后被試耐受時間顯著增加，前庭自主神經(jīng)反應(yīng)主觀分值顯著降低，證明短臂離心機(jī)可用于飛行人員前庭功能穩(wěn)定性訓(xùn)練。

4.3.3 綜合訓(xùn)練法

綜合訓(xùn)練法是主動訓(xùn)練法與被動訓(xùn)練法的結(jié)合，這種綜合方法綜合了2 種方法的優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)到更好的效果。 馬曉莉等對某兩所空軍青少年航空學(xué)校高二、高三年級學(xué)生中前庭耐力較差的42 名學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，方法為在被試原有每天1 次的飛行員平衡操訓(xùn)練的基礎(chǔ)上增加每周1 次的電動轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練，每周的電動轉(zhuǎn)椅訓(xùn)練結(jié)束后對被試進(jìn)行Graybiel 評分， 結(jié)果表明， 被試訓(xùn)練后Graybiel 評分相較訓(xùn)練前顯著下降，研究表明，在主動進(jìn)行飛行員平衡操訓(xùn)練的基礎(chǔ)上增加電動轉(zhuǎn)椅被動訓(xùn)練，有助于提高前庭功能穩(wěn)定性。

4.3.4 撳針聯(lián)合前庭功能訓(xùn)練

為了探究提高飛行人員前庭穩(wěn)定性更有效的方法，王玉等將65 名新飛行學(xué)員隨機(jī)分為對照組（32 人）和觀察組（33 人），對照組采用主動訓(xùn)練法進(jìn)行常規(guī)前庭功能訓(xùn)練，觀察組在對照組的基礎(chǔ)上聯(lián)合撳針干預(yù)，方法為前庭訓(xùn)練前1 天于足三里、內(nèi)關(guān)穴皮下埋置撳針，訓(xùn)練過程中令被試按壓撳針部位膠布至此次訓(xùn)練結(jié)束，共訓(xùn)練5次，訓(xùn)練周期為45 d，每次訓(xùn)練結(jié)束后對被試進(jìn)行Graybiel 評分。 結(jié)果表明，2 組中前庭功能較差的D、E、F 級的學(xué)員訓(xùn)練前Graybiel 評分差異不顯著，而訓(xùn)練后觀察組中D、E、F 級學(xué)員的Graybiel評分值較對照組中相應(yīng)學(xué)員的低，且觀察組優(yōu)良率高于對照組。 研究表明，撳針聯(lián)合前庭功能訓(xùn)練可以顯著提高飛行學(xué)員的前庭功能穩(wěn)定性。

由于目前關(guān)于撳針聯(lián)合前庭功能訓(xùn)練的研究尚少，故在推廣使用前還需深入開展該訓(xùn)練的作用機(jī)制研究，并對該訓(xùn)練方法的安全性進(jìn)行進(jìn)一步探究。

5 結(jié)語

飛行員在飛行過程中極易誘發(fā)產(chǎn)生前庭性錯覺，是造成飛行事故發(fā)生的重要因素。 深入開展前庭性錯覺的模擬方法、伴隨生理心理變化及預(yù)防措施研究，對于揭示前庭性錯覺的發(fā)生機(jī)制，指導(dǎo)飛行員訓(xùn)練，降低飛行錯覺發(fā)生率具有重要意義。 目前錯覺地面模擬技術(shù)有待進(jìn)一步研發(fā)，前庭性錯覺伴隨產(chǎn)生的心理變化，特別是能否使用認(rèn)知能力指標(biāo)評價(jià)前庭性錯覺仍有待進(jìn)一步研究，新型前庭性錯覺的克服手段及預(yù)防措施也亟待建立。