Auzul si echilibrul. dezorientarea spatiala.

AUZUL SI ECHILIBRUL. DEZORIENTAREA SPATIALA.

Analizatorul acustico-vestibular, localizat la nivelul urechii interne, realizeaza doua dintre functiile de integrare ale organismului uman in mediul inconjurator: cea auditiva si cea de mentinere a echilibrului.
Functia auditiva a personalului aeronavigant este permanent solicitata atat in vederea integrarii si coordonarii etapelor de zbor cat si prin nivelul ridicat de zgomot generat de aparatele de zbor.
Abilitatea omului in pastrarea echilibrului este cu totul deosebita, iar functia vestibulara este evidentiata in momentul aparitiei unor afeciuni care, daca au un caracter sever, pot fi dezastruoase.

1. AUZUL
1.1. Notiuni de anatomie si fiziologie ale aparatului auditiv

Aparatul auditiv realizeaza prin receptorii periferici analiza tonalitatii (spectrala), a intensitatii si timbrului sunetelor. El este alcatuit din (vezi figura):
1. Structuri adaptate receptionarii si transmiterii sunetelor: pavilionul urechii, conductul auditiv (care formeaza urechea externa), urechea medie cu insiruirea de oscioare (ciocan, nicovala si scarita) situata intre timpan si fereastra ovala si cohleea situata in urechea interna (aparatul de transmisie).
2. Structuri de receptie a sunetelor de catre celule diferentiate (receptori acustici din organul lui Corti), cai de transmitere si centrii corticali de proiectie (aparatul de perceptie).
Vibratilie generate de energia sonora, receptionate de timpan si amplificate de oscioare, ajung la nivelul membranei ferestrei ovale; modificarile de contur ale acesteia determina o unda tranzitorie a endolimfei, care se propaga spre varful melcului.Oscilatia membranei bazilare determina o deplasare a terminatiilor libere ale celulelor organului lui Corti, care plutesc in endolimfa.Aceste celule genereaza potentiale electrice, care sunt transmise de-a lungul cailor acustice (nervul cohlear) catre centrii corticali de proiectie.

1.2. Efectul zgomotului asupra organismului uman.

Cu cat un sunet va actiona asupra urechii umane (cu o intensitate si o durata mai mari), cu atat sensibilitatea acesteia se va reduce. O sarcina a zgomotului de peste 85 dB ce actioneaza timp de peste 8 ore pe zi produce tulburari ale auzului pana la surditate, prin modificari degenerative de la nivelul organului Corti.
Conform clasificarii lui Lehmann, efectele zgomotelor (in functie de intensitatea acestora) asupra organismului uman pot fi impartite in patru grade (niveluri):
1.2.1. Gradul I
Sunt cuprinse efectele generate de zgomote cu intensitati cuprinse intre 30 si 65 dB. Chiar daca par reduse in intensitate, aceste zgomote pot genera afectiuni mai ales in conditii de ambianta sonora de nivel scazut.
La acest nivel de intensitate, zgomotele perturba atentia si concentrarea, conduc la o stare de oboseala accentuata, mai ales cand starea emotionala determina a perceptie negativa a lor. Mai pot apare tulburari de somn.

1.2.2. Gradul II
Acest grad cuprinde domeniul de intensitate al zgomotelor cuprins intre 65 si 90 dB. La efectele descrise mai sus, se adauga manifestari diferite ale organelor corpului uman.
1.2.3. Gradul Ill
Efectele asupra organismului uman cuprinse in acest grad sunt produse de zgomote a caror intensitate este cuprins intre 90 si 120 dB. La efectele descrise anterior care se amplifica, se adauga afectarile pasagere sau definitive ale auzului, materializate prin surzenia temporara (TTS) sau permanenta ( PTS).
Expunerea de durata la zgomot sau expunerea de scurta durata dar la zgomote foarte puternice (ex. pocnet, explozie), in special in zona de 4.000-6.000 Hz, produce distrugerea celulelor auditive si instalarea, in diverse forme, a pierderii permanente de auz. Zgomotele care induc pierderea auzului (Noise induced hearing losses - NIHL) actioneaza prin expunerea directa la actiunea acestora dar sunt influentate de o predispozite ereditara. In urma examenului de specialitate candidatii pentru scoala de pilotaj ar trebui sa fie informati asupra prezentei unui prag de sensibilitate crescut la zgomote, sau asupra riscului expunerilor, pierderea auzului putandu-le periclita cariera.
Acest factor determinant pentru evaluarea unei deficiente de auz poarta denumirea de ,,sensibilitate individuala la zgomot". Reactiile individuale la intensitatea zgomotului, durata, banda de frecventa etc., determina deosebiri semnificative, astfeI incat, la aceeasi sarcina de zgomot, un individ sufera de deteriorarea auzului, pe cand altul nu.
Majoritatea pilotilor profesionisti, expusi timp indelungat zgomotelor din aviatie, prezinta o pierdere mai mare sau mai mica a auzului. Prevenirea pierderii partiale sau permanente a auzului se poate face doar prin masuri optime de protectie.

Prezbiacuzia (surditatea senila) constituie scaderea/pierderea auzului in care, de cele mai multe ori, este incriminat factorul varsta. Gradul reducerii capacitalii auditive este influentat si de aceasta data de ereditate, putand debuta la varste de 30-40 ani, cu o evolutie lent progresiva. Auzul este afectat intr-o mai mare masura in conditiile existentei in mediul profesional a unui zgomot de fond permanent.
Surditatea unilaterala constituie un handicap minor, afectand de obicei doar capacitatea de directionare a auzului, element care nu are o importanta majora pentru zbor. Poate fi corectata prin dispozitive de amplificare a sunetelor si nu constituie o contraindicatie categorica pentru mentinerea licentei.
Surditatea de conducere constituie o tulburare a transmiterii sunetelor prin conductul auditiv extern.Dintre factorii incriminati in instalarea ei pot fi numerati: obstructia conductului auditiv (ceara, scurgeri, corpi straini), perforatia timpanului, afectiunile lantului de oscioare, ventilatia inadecvata a urechii medii prin trompa Iui Eustache.
1.2.4. Gradul IV
Aceasta treapta cuprinde zona de peste 120 dB. Aceste zgomote sunt caracteristice pentru turbureactoare si motoarele rachetelor. La tulburarile descrise anterior, dar exacerbate de depasirea acestui prag, se adauga urmatoarele manifestari organice:
. disfunctii ale sistemului nervos central (ameteli, tulburari de miscare),
. tulburari ale aparatului digestiv ( greata, voma, lipsa poftei de mancare -inapetenta) provocate de vibratlile cu frecventa joasa.

1.3. Zgomotul in aviatie
Problemele cauzate de zgomot apar atat in interiorul cat si in exteriorul aeronavei. Confortul auditiv este obligatoriu atat pentru membrii echipajului, pasageri, personalul de la sol dar si pentru cei care locuiesc in apropierea aeroportului.
Natura si intensitatea zgomotului depind de tipul de aeronava si de intensitatea traficutui.Vom prezenta cateva din sursele de zgomot din aviatie:
. decolarea intr-un regim de turatie maxima a motoarelor sau schimbarea pasului elicei la aterizare,
. interactiunea dintre suprafata aeronavei si aer,
. instalatia de climatizare, de presurizare a cabinei, sistemele hidraulice etc.
De remarcat ca in cazul elicopterelor intensitatea zgomotului scade proportional cu creterea frecventei. La aceste tipuri de aparate de zbor, zgomotul in cabina este cauzat de motoare si de palele rotorului. Pentru unele elicoptere, zgomotul tipic de ,,bataie" sau "tocare" este determinat de intrarea unei pale in zona de turbionare a celorlalte pale.

1.4.Masuri de protectie impotriva zgomotului
Reducerea intensitatii zgomotului perceput in interiorul cabinei dar in exteriorul ei constitule o tema de actualitate pentru industria aeronautica dar si pentru medicina.
Masuri ce au ca scop insonorizarea aeronavei sunt:
. ingrosarea geamului cabinei care a dus la reducerea zgomotului interior, mai ales in cazul turbo-reactoarelor. Dezavantajele sunt create de cresterea greutatii avionului;
. folosirea materialelor speciale (care reduc frecarea cu aerul) pentru acoperirea suprafetelor avionului;
. instalatie de presurizare si climatizare silentioase.
Mijloacele de protectie individuala sunt:
. antifoane cu casti telefonice montate in buret;
. obturatoare din cauciuc, bumbac sau burete introduse in conductul auditiv extern;
. combinatia antifoane cu obturatoare ce confera o protectie adecvata;
. reducerea si repartitia judicioasa a timpului de expunere la zgomote intense.

2. ECHILIBRUL

2.1. Sistemul vestibular
Impulsurile senzoriale receptionate de sistemul vestibular, componenta a urechii interne, provin din trei zone majore:
1. Proprioceptorii care culeg informatii de la nivelul muschilor, articulatiilor si de la nivelul presoreceptorilor situati la nivelul pielii si a tesuturilor moi. Aceste impulsuri se transmit prin maduva spinarii la nivelul trunchiului cerebral si ofera informatii asupra pozitiei corpului in relatie directa cu mediul inconjurator. La nivelul gatului acesti proprioreceptori ofera informatii speciale asupra relatiei dintre cap si gat.
2. Analizatorul vizual furnizeaza date asupra orientarii in mediu si relatii privind pozitionarea obiectelor in spatiu.Sunt situatii in care acesta poate oferi singurele informatii disponibile pentru mentinerea echilibrului.
3. Functia labirintului. De la canalele semicirculare se primesc informatii asupra acceleratiei unghiulare sau lineare a capului in orice plan, sau combinatii complexe ale planurilor.

Cele trei canale semicirculare, dispuse la nivelul labirintului membranos, sunt orintate intr-un sistem de axe ortogonal (situate unul fata de celalalt la unghiuri de 90s). Structurile de la nivelul ampulei (dilatatiei) fiecarui canal semicircular au rolul de a detecta acceleratiile unghiulare din fiecare plan (cand se produc la rotiri ale capului). Masa gelatinoasa, prezenta in utricula si sacula (formatiuni situate la baza canalelor semicirculare), include in structura ei microcristale (otolite), iar prin intermediul celulelor senzoriale are capacitatea de a detecta acceleratiile lineare ale capului sau inclinatia relativa a acestuia fata de sensul atractiei gravitationale.
Suprafata fiecarei celule senzoriale vestibulare se afla in contact cu endolimfa, fluid dens care umple si labirintul membranos.
In timpul miscarii unghiulare a capului, inertia masei endolimfei face ca aceasa sa ramana relativ nemiscata comparativ cu structurile receptoare de aa nivelul ampulei care urmeaza fidel miscarile capului. In acest mod, edolimfa se "misca" relativ comparativ cu structurile vecine si este impinsa catre acestea, stimuland celulele senzoriale.
Odata formate, impulsurile nervoase sunt transmise pe cai aferente catre cortexul cerebral, in zona de proiectie corespunzatoare.

Angular Acceration

Linear Acceleration

2.2. Probleme vestibulare produse de miscare
◊DEZORIENTARIEA SPATIALA
Acest termen contine o mare varietate de erori de perceptie in care aviatorul semnaleaza incorect pozitia, altitudinea sau miscarea.
. Miscarea sub pragul de detectie
. Rotatia prelungita
. Miscarea capului concomitent cu rotatia
. Miscarea capluii cu rezistenta crescuta la inaintare
.Acceeratia lineara sustinuta
Orientarea spatiala se realizeaza prin intermediul informatiilor aduse de numeroase sisteme senzoriale, dintre care, de departe, cel mal important este cel vizual (de 24 ori mai multe informatii decat analizatorul auditiv). Pe langa acesta mai contribuie sistemul vestibular, tactil, de presiune si proprioceptiv. Integrarea centrala a informatiilor permite perceptia orientarii corpului cu ajutorul acesteia este elaborata orientarea in zbor.
Daca aceasta orientare spatiala perceputa difera de cea necesara, activitatea musculara este initiata pentru a produce o schimbare a corpului, necesara orientarii in zbor. Daca perceptia si orientarea sunt neconcordante, controlul va fi inadecvat creand premisele producerii accidentelor) sau incidentelor aviatice. Conform unor statistici, 15% din accidentele aviatice sunt atribuite dezorientarii pilotului.
Stimulii vizuaii si vestibulari au prioritati diferentiate in producerea orientarii spatiale. In cele mai multe situatii, informatiile vizuale au un acces sporit in raport cu cele vestibulare; acest fenomen este cunoscut sub termenul de "dominanta vizuala". Cand din anumite motive ochiul percepe informatii neclare, distorsionate, sistemul integrator se va baza in principal pe datele furnizate de sistemul vestibular, situatie cunoscuta sub denumirea de "dominanta (oportunism) vestibulara".
Prin urmare, daca informatiile receptionate de analizatori provin de la stimuli slabi, este suficient spre a se crea confuzii, rezultand starea de "dezorientare spatiala", cu efecte dezastruoase in aviatie.

◊BOALA DE MISCARE
.Produsa de stimuli de miscare ce deterrnina o nepotrivire intre replica miscarii asteptata si cea primita
. Contradictie intre vizual si vestibular
. Nepotrivire intre canal si otolit
Constituie o reactie nepotrivita, dupa curn se pare ,,fara sens", a sistemului responsabil de echilibru. Cea mai acceptata cauza privind etiologia bolii de miscare o constituie, paradoxal, starea stationara. Din punct de vedere semantic, vorbim de o contradictie: aparitia bolii de miscare este cauzata de lipsa oricarei miscari. Ideea care sta la baza acestei ipoteze s-ar traduce in urmatorul mod: un batran marinar revenit la tarm va suferi de mal de débarquement. lntr-o astfel de situatie, este posibil ca un pilot experimentat sa prezinte simptomatologia raului de miscare la un antrenament pe simulator, fenomen pe care un mai tanar coleg sa nu il perceapa.
O alta teorie, care de fapt vine in sprijinul celel dintai, asociaza lipsei de miscare existenta unor impulsuri neuronale independente, incapabile de a genera in final un raspuns unitar, integrator. Aceasta noua ipoteza stabileste legaturi certe intre etiologia bolii de miscare si procesele de invatare si adaptative ale sistemului responsabil cu reglarea echilibrului.
.Simptomatologia bolii de miscare
Se manifesta printr-o avalansa de simptome, care se dezvolta diferentiat si care culmineaza cu greata si voma. Debuteaza cu stare de somnolenta si cefalee, apoi se instaleaza hipersalivatia, senzatia de caldura a intregului corp, urmata de transpiratii reci, paloare, apatie. La acestea se adauga disconfortul abdominal care va genera in final greata si varsaturile.

* ILUZIILE CARE APAR IN TIMPUL ZBORULUI
Definitie: iluzia reprezinta o tulburare de perceptie cu caracter mai mult sau mai putin pasager, produsa intotdeauna de stimuli reali si specifici, in care subiectul rnodifica calitatile (reale) ale obiectului perceput sau ii confera calitati pe care nu le are.
O clasifcare riguroasa a iluziilor de zbor este greu de realizat. Aceasta deoarece intervin un numar considerabil de variabile: multitudinea iluzillor percepute, variabilitatea interpretarii aceleeasi iluzii de catre aceeasi persoana dar in conditii diferite de zbor, stare fizico-psihica etc. O clasificare rationala imparte iluziile in functie de importanta simtului (analizatorului) implicat in aparitia lor astfel: iluzii opice (prezentate in capitolul III) optico-vestibulare (mixte) si vestibulare.
■ Iluziile optico-vestibulare
Se produc in principal datorita accentuarii rolului stimulilor vestibulari, in defavoarea celor receptionati prin intermediul analizatorului vizual.
Iluzia oculo-giratorie (somatogirala)
Apare, in special, datorita variatiei vitezei de rotatie. De exemplu, dupa mai multe rotatii ale avionului, canalele semicirculare sunt lipsite de semnal (lichidul din interiorul lor miscandu-se cu aceeasi viteza si in acelasi sens precum intregul corp) care sa sustina miscarea angulara. Semnalele sunt recapatate (dar in directie opusa) la modificarea sau anularea acestui tip de miscare, precum la oprirea miscarii de rotatie a giroscaunului. Daca pilotul nu-si verifica istrumentele, el poate reactiona corespunzator informatiilor percepute si va accentua miscarea anterioara, convins fiind de corectitudinea manevrelor (vezi figura 1).

- figura 1 - Iluzia somatogirala
2. Iluzia oculo-gravitaionala (somatogravitationala)
Este iluzia asociata acceleratiilor progresive, in special rectilinii. Cand pilotul accelereaza avionul la maxim, combinatia dintre acceleratia lineara si cea gravitationala produce un vector rezultant care nu este vertical (vezi figura 2). Acesta este semnalat de otoliti si de alti receptori stimulati de fortele ce actioneaza asupra corpului si pilotul simte ca avionul este cu varful ridicat. Daca ar compensa in conformitate cu stimulii receptionati, traiectoria de zbor rezultata ar mari intensitatea iluziei si scaderea de altitudine ar face impactul cu solul inevitabil

figura 2- Iluzia somatogravitationala

. In conditiile in care urechea interna este afectata (unilateral) pot fi generati uneori stimuli care vor determina senzatii rotatorii. Acest fenomen este cunoscut sub denumirea de vertigo. Similar, cand unul dintre ochi este afectat, miscarile compensatorii ale celuilalt ochi va determina o miscare continua rotatorie, acest fenomen fiind denumit nistagmus.
. Actiunea proprioeceptorilor posturali - ,,Seat-of-the-Pants Sense" -, in special din zona inferioara a spatelui, permit pilotului "sa simta" avionul, constituina un factor de orientare in cazul zborului vizual (VFR- Visual Flight Rules). In conditiile de IFR (Instrument Flight Rules), respectiv IMG (Instrument Meteorological Conditions), sau la pierderea contactului vizual cu solul, aceste informatii pot genera stimuli neconcordanti cu situatia reala, motiv pentru care exista obligativitatea ignorarii unor astfel de informatii, ele putand fi generatoare de dezorientari spatiale, cu urmari nefaste.
. Iluziile vetibuare
Sunt iluzii care apar datorita particularitatilor de prelucrare, procesare si integrare a stimulilor sau informatiilor vestibulare. Principalele tipuri de iluzii vestibulare sunt:
1. Iluzia zborului rectiliniu
Pot apare pe parcursul oricaror manevre ale avionului. Astfel, pilotul poate considera ca a iesit din viraj si revine la zborul in linie dreapta, atata timp cat avionu1 se afla inca in regim de viraj sau nu observa virajul avionului, considerandu-l in zbor in linie dreapta.
2. Iluzia pozitiei proriului corp
Lipsa stimulilor la nivelul otolitilor intr-o miscare circulara prelungita, va crea pilotului senzatia continuarii zborului in linie dreapta. Prin comenzi necorelate cu indicatiile aparatelor de bord, va putea accentua miscarea reala, actionand incorect.
3. Iluzia cabrarii
In timpul executarii unui viraj, rezultanta fortei gravitationale il va apasa pe pilot cu a forta marita in scaun. Lipsa de incredere in aparatura de bord sau omiterea citirii aparatelor va crea senzatia de ascensionare. Revenirea la zbor orizontal, va crea senzatia de usurare creand premisele zborului in picaj.
4. Iluzia pozitiel rasturnate
In conditii de vizibilitate redusa si de neincredere totala in aparatura de bord, exista situatii in care pilotul are senzaia zborului in pozitie rasturnata (cu capul in jos). Redresarea avionului intr-o astfel de situatie va determina intoarcerea in jurul axei longitudinale la 180°, actiune a carei consecinte sunt evidente.

5. Iluziile pozitiei si dimensiunilor
Zborul intr-un camp vizual fara puncte de reper poate conduce la determinarea eronata a liniei orizontului, cu 1-3 grade sub planul orizontului real. In aceste conditii suprafata pamantului pare si ea inaltata, creand pilotulul senzatia zborutui intr-un spatiu vast. Uneori, la altitudini de peste 500 m si datorita conditiilor atmosferice, pilotul poate avea senzatia maririi exagerate a unor elemente de pe suprafata pamantului (de exemplu lacuri, orase etc.) ceea ce poate fi catastrofal in cazul unei aterizari fortate.
6. Iluzia rotirii in sens invers (de contrarotire)
Apare in conditiile initierii unei miscari inverse directiei de executie a virajului terminat anterior. Inertia endolimfei din canalele semicirculare va crea senzatia miscarii inverse celei in care se afla in acel moment pilotul, motiv pentru care va incerca redresarea aparatului de zbor. Aceasta actiune va accentua dezorientarea, cu posibile rezultate nefaste.
7. Iluzia inclinarii
Sesibilitatea aparatului vestibutar este relativ scazuta, motiv pentru care, in conditiile modificarii lente a pozitiei avionului si cu acceleratii sub pragul de detectie (mai mici de 0,1 m/s²), poate crea false senzatii privitor la modul de evolutie in zbor. Astlel, un zbor inclinat (in astfel de conditii) poate fi perceput ca o evolutie la orizontala, iar revenirea intr-un plan paralel cu solul va fi receptionat ca o inclinare inversa, determinand tendinta de "corectare" a pozitiei avionului. Aceasta iluzie este cu atat mai probabila cu cat conditiile de vizibilitate sunt mai reduse. Tendinta de redresare, cu solicitarea indeungata a musculaturii aflata pe mansa, accentueaza iluzia de inclinare, mentinand reglarea gresita a avionului.
8. Iluziile datorate acceleratiiIor Coriolis
Apare in conditiile in care planul zborului intretaie planul de miscare a capului (pilotul urmarind, de exemplu, aparatura de zbor situata in cealalta directie decat cea de miscare). Cele doua acceleratii suprapuse vor provoca pierderea echilibrului, cu initierea dezorenentarii (vezi figura).

2.3._Profilaxia producerii iluzillor
Masurile profilactice contin urmatoarele elemente:
. Mentinerea starii de sanatate fizica si psihica
. lnstituirea unui regim de viata ordonat u evitarea exceselor de orice fel
. Excluderea intoxicatiei nicotinice si alcoolice. Este cunoscut faptul ca alcoolul determina cresterea pragului de sensibilitate al aparatului vestibular si prelungeste perioada de inertie
. Controlul atent al pilotilor dupa contactarea de viroze respiratorii. Infectiile virale costituie adeseori un factor de sensibilizare al aparatului vestibular care poate persista cateva zile si dupa insanatosirea clinica.
. Efectuarea antrenamentului vestibular, indeosebi dupa intreruperea zborului o perioada mai indelungata. Se pot efectua miscarile la "rotativa" sau individual, se pot efectua urcarea si coborarea scarilor, concomitent cu miscarea capului dreapta stanga.
. Echilibrarea buna a avionului
. Reglarea castii radio pentru eliminarea zgomotelor, sursa de producere a iluziilor de zbor
. Efectuarea de catre fiecare pilot a unui numar minim de 150 ore de zbor pe an si de 30-50 ore de antrenament pe simulator si capatarea increderii depline in indicatiile aparatelor aeronavelor.