Vestibulaarinen järjestelmä on sisäkorvan aistinvarainen laite, joka auttaa kehoa ylläpitämään asennon tasapainoa. Vestibulaarisen järjestelmän tarjoamat tiedot ovat myös välttämättömiä pään asennon ja silmien liikkeen koordinoimiseksi. Sisäkorvassa eli labyrintissä on kaksi päätyelinten sarjaa: puoliympyrän muotoiset kanavat, jotka vastaavat kiertoliikkeisiin (kulmakiihtyvyys); ja eteisen sisällä oleva kohtu ja saccule, jotka reagoivat pään asennon muutoksiin painovoiman suhteen (lineaarinen kiihtyvyys). Tiedot, joita nämä elimet toimittavat, ovat luonteeltaan proprioseptiivisiä, ja ne käsittelevät itse kehon sisäisiä tapahtumia pikemminkin kuin ulkoiset, kehon ulkopuolisia tapahtumia, kuten simpukan vastauksissa ääni . Toiminnallisesti nämä elimet liittyvät läheisesti pikkuaivoon ja selkäytimen ja refleksikeskuksiin aivorungon jotka hallitsevat silmien, kaulan ja raajojen liikkeitä.
Pittsburgh pa on missä läänissä
tasapainon tunne; sisäkorva Selkärankaisten sisäkorvassa olevat kohdun makulat sisältävät otoliittisen kalvon ja otokonian (kalsiumkarbonaatin hiukkaset), jotka taivuttavat hiussoluja painovoiman suuntaan. Tämä vaste gravitaatiovetoon auttaa eläimiä säilyttämään tasapainotuntonsa. Encyclopædia Britannica, Inc.
aistielimet tasapainossa; ihmiskorva Puolipyöreiden kanavien cristae, jotka muodostavat yhden tasapainon kahdesta aistielimestä (toinen on kohdun ja sacculen makulat), reagoivat pyörimisliikkeisiin ja osallistuvat dynaamiseen tasapainoon. Encyclopædia Britannica, Inc.
Vaikka vestibulaariset elimet ja simpukka ovat peräisin embryologisesti samasta muodostumisesta, korvakalvosta, niiden yhdistyminen sisäkorvaan näyttää olevan enemmän mukavuutta kuin välttämätöntä. Sekä kehitys- että rakenteellisesta näkökulmasta vestibulaaristen elinten sukulaisuus kalojen sivusuuntaisen viivajärjestelmän kanssa on ilmeinen. Sivulinjajärjestelmä koostuu joukosta pieniä aistielimiä, jotka sijaitsevat pään ihossa ja kalan rungon sivuilla. Jokainen urut sisältää crista, aistinvaraiset hiussolut ja kupan, kuten puolipyöreiden kanavien ampullissa. Kristat reagoivat veden aiheuttamaan tärinään ja paineen muutoksiin.
1600- ja 1700-lukujen anatomistit olettivat, että koko sisäkorva, mukaan lukien vestibulaarinen laite, on omistettu kuulolle. Heihin vaikutti puoliympyrän muotoisten kanavien suuntaus, jotka sijaitsevat kolmessa tasossa, enemmän tai vähemmän kohtisuorassa toisiinsa nähden, ja uskoivat, että kanavat on suunniteltava paikantamaan äänilähde avaruudessa. Ensimmäinen tutkija, joka esitti todisteita siitä, että vestibulaarinen labyrintti on elimen tasapaino oli ranskalainen kokeellinen neurologi Marie-Jean-Pierre Flourens, joka vuonna 1824 raportoi joukon kokeita, joissa hän oli havainnut poikkeavia pään liikkeitä kyyhkysissä sen jälkeen, kun hän oli katkaissut puoliympyrän muotoiset kanavat vuorotellen. Liikkeiden taso oli aina sama kuin loukkaantuneen kanavan. Kuulo ei vaikuttanut, kun hän leikkasi hermokuituja näihin elimiin, mutta se poistettiin, kun hän leikkasi ne basilariseen papillaan (linnun kelaamaton simpukka). Vasta melkein puoli vuosisataa myöhemmin hänen havaintojensa merkitys ymmärrettiin ja puoliympyrän muotoiset kanavat tunnistettiin aistielimiksi, jotka koskivat erityisesti pään liikkeitä ja asentoa.
Koska kolme puoliympyrän muotoista kanavaa - ylempi, takimmainen ja vaakasuora - on sijoitettu suorassa kulmassa toisiinsa nähden, ne pystyvät havaitsemaan liikkeet kolmiulotteisessa tilassa. Kun pää alkaa pyöriä mihin tahansa suuntaan, endolymfan hitaus aiheuttaa sen jäämisen, aiheuttaen painetta, joka ohjaa kuppelia vastakkaiseen suuntaan. Tämä taipuma stimuloi hiussoluja taivuttamalla niiden stereosiliaa vastakkaiseen suuntaan. Saksalainen fysiologi Friedrich Goltz muotoili hydrostaattisen konseptin vuonna 1870 selittääkseen puolipyörien kanavien toimintaa. Hän oletti, että kanavia stimuloi niiden sisältämän nesteen paino, sen aiheuttama paine vaihtelee pään asennon mukaan. Vuonna 1873 itävaltalaiset tiedemiehet Ernst Mach ja Josef Breuer sekä skotlantilainen kemisti Crum Brown ehdottivat itsenäisesti hydrodynaamista konseptia, jonka mukaan pään liikkeet aiheuttavat kanavassa endolymfivirtausta ja että nesteen liikkeet tai paineen muutokset stimuloivat kanavia. . Saksalainen fysiologi J.R.Ewald osoitti, että vaakasuoran kanavan puristaminen kyyhkysessä pienellä pneumaattisella vasaralla aiheuttaa endolymfaliikettä kohti cristaa ja pään ja silmien kääntymistä vastakkaista puolta kohti. Dekompressio kääntää sekä endolymfaliikkeen liikkeen suunnan että pään ja silmien kääntymisen. Hydrodynaamisen käsitteen osoittautuivat oikeiksi myöhemmät tutkijat, jotka seurasivat öljypisaran polkua, joka ruiskutettiin elävän kalan puoliympyrän muotoiseen kanavaan. Kierroksen alkaessa kanavan tasossa kuppi taipui taaksepäin liikkeen suuntaan nähden ja palasi sitten hitaasti lepoasentoonsa. Pyörimisen lopussa se taipui uudelleen, tällä kertaa samaan suuntaan kuin kierto, ja palasi sitten jälleen pystyasentoonsa. Nämä taipumat johtuivat endolymfin hitaudesta, joka jää jäljelle pyörimisen alkaessa ja jatkaa liikettään sen jälkeen kun pää on lakannut pyörimästä. Hidas paluu on itse kuplan joustavuuden funktio.
Nämä kupan vastakkaiset taipumat vaikuttavat vestibulaariseen hermoon eri tavoin, mikä on osoitettu kokeissa, joihin liittyy rustokalasta poistettu labyrintti. Labyrinttiä, joka pysyi aktiivisena jonkin aikaa sen jälkeen, kun se oli poistettu eläimestä, käytettiin tallentamaan yhdestä ampullarista cristaesta aiheutuvia vestibulaarisia hermoimpulsseja. Kun labyrintti oli levossa, hermoimpulssien purkautuminen tapahtui hitaasti, jatkuvasti ja spontaanisti, mikä lisääntyi pyörimällä yhteen suuntaan ja väheni kiertämällä toiseen suuntaan. Toisin sanoen viritystaso nousi tai laski pyörimissuunnan mukaan.
Kupulin taipuma innostaa hiussoluja taivuttamalla silmukoita niiden päälle: taipuminen yhteen suuntaan depolarisoi solut; taipuma toiseen suuntaan hyperpolarisoi ne. Elektronimikroskooppiset tutkimukset ovat osoittaneet, miten tämä polarisaatio tapahtuu. Kristusten hiuspaketit on suunnattu kunkin kanavan akselia pitkin. Esimerkiksi vaakasuorien kanavien jokaisen hiussolun kinosilium on kohdun kohdalla, kun taas ylempien kanavien jokaisen hiussolun kinosilium on kohti kohduketta. Vaakasuorissa kanavissa kupan taipuma kohdun kohdalle - toisin sanoen stereosilian taipuminen kinosiliumia kohti - depolarisoi hiussolut ja lisää purkautumisnopeutta. Taipuminen pois kohdusta aiheuttaa hyperpolarisaatiota ja vähentää purkautumisnopeutta. Ylemmissä kanavissa nämä vaikutukset ovat päinvastaiset.
mikä on johdinvirta?
Pään lineaariseen kiihtyvyyteen reagoivat painovoimareseptorit ovat kohdun ja sakkulan makulat. Vasen ja oikea kohdun makula ovat samassa suunnilleen vaakasuorassa tasossa, ja tämän asennon vuoksi ne ovat hyödyllisempiä antamaan tietoa pään asennosta ja sen sivuttain kallistumisesta, kun henkilö on pystyasennossa . Sakulaariset makulat ovat yhdensuuntaisissa pystytasoissa ja todennäköisesti reagoivat enemmän pään eteen- ja taaksepäin.
mikä kuuluisa jalkapallotähti nimettiin u.s. presidentti?
Molempia makulapareja stimuloidaan leikkausvoimilla otoliittisen kalvon ja sen alla olevien hiussolujen silmien välillä. Otoliittinen kalvo on peitetty massaan minuutin kalsiittikiteitä (otokonia), jotka lisäävät kalvon painoa ja lisäävät leikkausvoimia, jotka muodostuvat vastauksena pieneen siirtymään, kun pää kallistuu. Makulan hiussolujen hiuspaketit on järjestetty tietylle kuviolle - kohti (kohdussa) tai poispäin (sacculessa) kaarevaa keskiviivaa, mikä sallii kaikkien mahdollisten pääasentojen havaitsemisen. Näillä aistielimillä, erityisesti kohdun kohdalla, on tärkeä rooli oikaisureflekseissä ja jalkojen, vartalon ja kaulan lihasten refleksiohjauksessa, jotka pitävät kehon pystysuorassa asennossa. Sakkarin rooli on vähemmän ymmärretty. Jotkut tutkijat ovat ehdottaneet, että se reagoi tärinään sekä pään lineaariseen kiihtyvyyteen sagitaalitasossa (edestä ja perästä). Kahdesta reseptorista kohtu näyttää olevan hallitseva kumppani. On todisteita siitä, että nisäkkään saccule saattaa jopa säilyttää jälkiä herkkyydestään kaloista periytyvälle äänelle, jossa se on kuuloelin.
Kahden korvan vestibulaarisen laitteen välinen suhde on vastavuoroinen . Kun pää käännetään vasemmalle, vasemman vaakakanavan purkautuminen vähenee ja päinvastoin. Normaali ryhti on seurausta heidän toimimisestaan yhteistyössä ja vastustuksessa. Kun toisen korvan vestibulaarinen järjestelmä on vaurioitunut, toisen rajoittamaton toiminta aiheuttaa jatkuvan väärän kääntymisen (huimaus) ja rytmisen, nykivän silmän liikkeen (nystagmus), molemmat kohti vahingoittumatonta puolta. Kun molempien sisäkorvien vestibulaariset hiussolut loukkaantuvat tai tuhoutuvat, kuten voi tapahtua antibiootit gentamisiinia tai streptomysiinia, voi olla vakavia ryhti- ja kävelyhäiriöitä (ataksia) sekä vakavaa huimausta ja desorientoitumista. Nuoremmilla ihmisillä häiriö pyrkii lieventymään, kun luottamus näön ja lihasten ja nivelten proprioseptiivisiin impulsseihin sekä jalkapohjien ihoimpulsseihin kompensoi puoliympyrän muotoisten kanavien tietojen menetystä. Joidenkin loukkaantuneiden hiussolujen palautuminen voi tapahtua.
Vestibulaarisen toiminnan rutiinitestit ovat perinteisesti liittäneet puoliympyrän muotoisten kanavien stimulaatiota nystagmin ja muiden vestibulaaristen silmärefleksien aikaansaamiseksi. Kiertyminen, joka voi aiheuttaa huimausta ja nystagmusta sekä väliaikaisen desorientaation ja taipumuksen pudota, stimuloi molempien korvien vestibulaarista laitetta samanaikaisesti. Koska otoneurologit ovat yleensä kiinnostuneempia tutkimaan oikeaa ja vasenta korvaa erikseen, he käyttävät yleensä lämpötilan muutosta stimulanttina. Kuulokanavan ruiskuttaminen lämpimällä vedellä 44 ° C (111 ° F) tai viileällä vedellä 30 ° C (86 ° F) lämpötilassa aiheuttaa nystagmia asettamalla konvektiovirrat vaakasuoraan kanavaan. Nystagmin kesto voidaan ajastaa sekuntikellolla, tai silmien liikkeiden nopeus ja amplitudi voidaan tallentaa tarkasti poimimalla tuloksena olevat rytmiset vaihtelut corneoretinal-tasavirtapotentiaalissa käyttämällä temppelien ihoon liimattuja elektrodeja. —Diagnostiikkaprosessi, jota kutsutaan elektronistagmografiaksi. Epänormaali vestibulaarinen laite tuottaa yleensä heikentyneen vasteen tai ei lainkaan vastausta.
Vestibulaarinen järjestelmä voi reagoida lentokoneen, aluksen tai maakulkuneuvon liikkeestä tottumattomaan stimulaatioon epävakauden, vatsavaivojen, pahoinvoinnin ja oksentelun tunteen aikaansaamiseksi. Vaikutukset, jotka eivät ole toisin kuin liikesairaus, huimaus ja nystagmus, voidaan havaita vuoden myöhemmissä vaiheissa akuutti alkoholimyrkytys. Kiertohuimaus, johon liittyy kuulon heikkeneminen, on merkittävä piirre Ménièren tautia sairastavien potilaiden jaksottaisissa hyökkäyksissä, jotka sekoitettiin 1800-luvun loppuun saakka epilepsia . Sitä kutsuttiin apoplectiformiksi aivojen ruuhkia ja sitä hoidettiin puhdistamalla ja verenvuodolla. Muut huimauksen muodot voivat aiheuttaa otoneurologille vaikeampia diagnostisia ongelmia.
Avaruustutkimuksen alkamisen jälkeen kiinnostus vestibulaarisen järjestelmän kokeellisiin ja kliinisiin tutkimuksiin on lisääntynyt huomattavasti. Tutkijat ovat erityisen huolestuneita sen suorituskyvystä, kun ihmiset altistuvat avaruuslennon mikropainolle, verrattuna maapallon painovoimakenttään, jota varten se kehittyi. Tutkimuksiin sisältyy mm sentrifugit riittävän suuri pyörimään ihmisen aiheita sekä nerokkaasti automatisoituja asennon tasapainotestejä vestibulospinaalisten refleksien arvioimiseksi. Jotkut astronautit ovat kokeneet suhteellisen pieniä vestibulaarisia oireita palatessaan avaruuslennoilta. Osa näistä häiriöistä on kestänyt useita päiviä, mutta niistä ei ole tullut pysyviä.
