コリオリの力（知覚）

心理物理学的知覚 において、コリオリ効果（コリオリ錯視または前庭コリオリ効果とも呼ばれる）は、回転の影響下にある頭部の動きによって体の向きが誤って知覚されることで、しばしば吐き気を引き起こします。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]この効果は、回転中に頭部が体と反対方向または同様の動きをすることで発生します。これは前庭系、特に加速の影響を受ける三半規管に影響を及ぼします。これにより、頭部が安定した状態に戻って平衡が回復する前に、めまいや吐き気を感じます。[ 4 ] [ 5 ]重要なのは、この錯覚は完全に知覚に基づいており、主に視覚と体の位置または動きの知覚との間の矛盾した信号によるものであることです。[ 6 ]これが発生する可能性がある状況の例としては、円加速や円回転中の動きなどがあります。[ 7 ]

擬似コリオリ効果（視運動擬似コリオリ効果とも呼ばれる）もあり、これは物理的な円運動がなく、視覚的な円運動のみがある場合に発生します。[ 8 ] [ 9 ]知覚的にはコリオリ効果と同じように感じられ、自己運動として認識され、同様の吐き気を引き起こし、乗り物酔いの原因となることがよくあります。

原因と結果

この効果が生じる生理学的メカニズムは、すべて三半規管内に限定されており、頭部の傾きによって決定されます。人が頭部を回転させたり傾けたりすると、管内の内リンパ液はコリオリの力を受ける可能性があります。[ 10 ]これは、運動速度が一定で、リンパ液と管が同じ速度で動く場合に発生し、回転感覚が消失します。頭部の動きによって中断されると、リンパ液は角度を変えて動き、クプラに影響を与え、実際には起こっていない回転を知覚します。[ 11 ] [ 12 ]

これは、回転中に頭の位置がずれたときに最もよく起こります。Y軸に沿って左に回転しているときに頭を前に突き出すと、頭の位置がずれ、コリオリの力とその結果の影響を受けます。この影響の現れとして、頭が左に傾いているように感じることがあります。[ 4 ]

これは、乗り物酔いによる吐き気、見当識障害、嘔吐を引き起こす可能性があります。これらの不快感は、前庭系と視覚系から送られる信号が一致していない場合に、様々な信号によって体内に生じます。つまり、目は体に動いていないと伝えているにもかかわらず、前庭系の繊細な感覚がその逆を感知し、伝えているのです。[ 13 ]

例

コリオリの力はパイロットや宇宙飛行士にとって懸念事項であり、極度の方向感覚の喪失を引き起こす可能性がある。[ 14 ] [ 15 ] [ 5 ] [ 16 ] [ 17 ]これは、パイロットが航空機を旋回または回転させる際に、頭も回転させたときに起こる。感覚を説明するのが難しい場合が多いため、報告が難しいと指摘されている。[ 5 ]極端な状況では、これによりパイロットが航空機の制御を失う可能性がある。[ 18 ]これに伴う危険性があるため、パイロットはそのような状況に備えて、バーラニチェアなどで生理学的な訓練を受けることが多く、また、自分の視覚よりも飛行計器を信頼するように訓練される。[ 12 ]

擬似コリオリ効果はVRシミュレーションでよく見られ、身体自体が動いていなくても動きが起こっているように見えることがあります。[ 19 ]

バラニ椅子のデモンストレーション

バラーニチェアは次のように使用されることが多い。[ 20 ]

  1. 被験者は頭を下げ、目を閉じて椅子に座ります。
  2. 椅子は閾値以下の速度（）まで回転する。被験者は回転を感じない。<2deグラム/s{\displaystyle <2\;\mathrm {度/秒} }
  3. 椅子は閾値以上の速度まで回転します。被験者はしばらくの間、回転を感じます。
  4. やがて30秒ほどで慣れにより回転感覚がなくなる。
  5. 椅子が急に停止し、被験者は頭を上げて目を開けます。前庭系は頭が左右に（冠状面内で）回転しているように信号を送りますが、視覚系は頭が動いていないように信号を送ります。

説明は次の通りである。[ 21 ]

バラニ椅子のデモンストレーション。
  • 3つの三半規管はそれぞれ、慣性が低い減衰振動子として機能します。三半規管が空間内で回転すると、三半規管内の流体は反対方向に回転し、これが現在の角速度を示す神経信号に変換されます。
  • ただし、角速度が安定している場合は、流体は最終的に再び壁と等しくなり、感知された角速度はゼロに戻ります (適応)。
  • 急に停止して頭を上げると、コリオリの力により冠状面の三半規管内の流体が反対方向に流れ、コンプトン発生器に似た錯覚的な回転が生じます。

歴史

この用語は1954年にG.シューベルトによって初めて知覚に適用され、三半規管内のコリオリの力によって引き起こされるという仮説を立てて、前庭コリオリ効果と名付けられました。[ 22 ] [ 10 ]

コリオリの力は1832年にガスパール＝ギュスターヴ・ド・コリオリによって発見されました。19世紀末までに、コリオリの力は気象学の文献でよく使われる言葉になりました。[ 23 ]コリオリの力は、回転基準系における架空の力として分類されます。 [ 24 ]

参照

参考文献

  1. ^ Vincoli JW編 (2000). Lewis' dictionary of occupational and Environmental Safety and Health . Boca Raton: Lewis Publ. ISBN 978-1-56670-399-4。
  2. ^ Sanders MS, McCormick EJ (1993).工学とデザインにおけるヒューマンファクター. McGraw-Hill International Editions 心理学シリーズ（第7版）. ニューヨーク、ロンドン、マドリード: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-112826-1。
  3. ^エベンホルツSM (2001).眼球運動系と知覚. ケンブリッジ: ケンブリッジ大学出版局. ISBN 978-0-521-80459-2。
  4. ^ a bマザーG (2006).知覚の基礎. テイラー＆フランシス. ISBN 0-86377-835-6。
  5. ^ a b c Previc FH, Ercoline WR (2004).航空における空間識失調. レストン, VA: アメリカ航空宇宙学会, Inc. p. 249. ISBN 1-56347-654-1。
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  8. ^ Holly JE, McCollum G (1996年1月). 「自己運動知覚の形状 ― II. 単純運動と複雑運動の枠組みと原理」. Neuroscience . 70 (2): 487– 513. doi : 10.1016/0306-4522(95)00355-X . PMID 8848155 . 
  9. ^ブレス W、ボス JE、デ グラーフ B、グルーエン E、ヴェルトハイム AH (1998 年 11 月)。 「乗り物酔い: 挑発的な衝突は 1 つだけ?」脳研究紀要。47 (5): 481– 7.土井: 10.1016/s0361-9230(98)00115-4。PMID 10052578。 
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  11. ^ "「高等」教育」。CFIノートブック。 2024年5月10日閲覧。
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  18. ^ 「あなたの飛ぶ自由」 www.aopa.org 2024年11月3日2024年5月10日閲覧。
  19. ^ Conner NO, Freeman HR, Jones JA, Luczak T, Carruth D, Knight AC, 他 (2022年11月1日). 「バーチャルリアリティによる症状と影響：懸念事項、原因、評価、緩和策」 . Virtual Worlds . 1 (2): 130– 146. doi : 10.3390/virtualworlds1020008 . ISSN 2813-2084 . 
  20. ^ CASABriefing (2014年2月18日). Flight Safety Australia - 空間識失調症. 2024年7月4日閲覧– YouTubeより。
  21. ^ DeAngelis GC, Angelaki DE (2012), Murray MM, Wallace MT (編), 「Visual–Vestibular Integration for Self-Motion Perception」 , The Neural Bases of Multisensory Processes , Frontiers in Neuroscience, Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor & Francis, ISBN 978-1-4398-1217-4, PMID  22593867 , 2024年7月4日取得{{citation}}: CS1 maint: ISBNによる作業パラメータ（リンク）
  22. ^ボーンシャイン H、シューベルト G (1963)。 「コリオリの影響による線形変化」。国際的な生理学的研究。20 (2): 178–189 .土井: 10.1007/bf00699451。ISSN 1439-6319。 
  23. ^ Persson A (1998). 「コリオリの力はどのように理解されるか？」 .アメリカ気象学会誌. 79 (7): 1373– 1385. Bibcode : 1998BAMS...79.1373P . doi : 10.1175/1520-0477(1998)079<1373:HDWUTC>2.0.CO;2 . ISSN 0003-0007 . 
  24. ^ Kleppner D, Kolenkow R (2013). 「非慣性系と架空力」.力学入門（第2版）. ケンブリッジ大学出版局. pp.  341– 372. doi : 10.1017/cbo9781139013963.011 . ISBN 978-0-521-19811-0。

さらに読む

たとえば、Poulyと Young を参照してください。

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