Что является органом равновесия
Органы равновесия
Почувствовать движение
Чтобы танцевать, заниматься спортом, выполнять сложные движения и даже просто ходить или бегать, необходимо контролировать положение тела и поддерживать равновесие. Информация о положении тела поступает от органов зрения, позволяющих увидеть, как мы двигаемся, и от находящихся в мышцах и сухожилиях рецепторов растяжения, информирующих нас о сгибании и разгибании ног, рук, пальцев и т.д. Но главный орган, отвечающий за изменение положения тела и за чувство равновесия, — это вестибулярный аппарат.
Каналы и мешочки
Вестибулярный аппарат имеет весьма скромные размеры и представляет собой три полукружных канала и два мешочка. Этот орган расположен внутри височной кости черепа во внутреннем ухе, рядом с улиткой, органом слуха.
Полукружные каналы — это дуги, расположенные в трех разных плоскостях, соответствующих трем измерениям: высоте, длине и ширине. Они заполнены желеобразной массой и снабжены вестибулярными рецепторами — чувствительными волосковыми клетками, расположенными на внутренней стенке ампул, которыми заканчиваются каналы.
Представьте чашку, наполовину наполненную кефиром. Когда она стоит неподвижно, кефир соприкасается только с нижней половиной стенок чашки. Но стоит чашку наклонить, как площадь соприкосновения кефира со стенками чашки с одной стороны увеличится, а с другой — уменьшится. По следам кефира на стенках мы сможем определить, в каком направлении наклоняли чашку.
То же происходит и в каналах вестибулярного аппарата. При любом движении головы или изменении положения туловища жидкость внутри каналов смещается, перестает давить на одни рецепторы на внутренних стенках каналов и давит на другие. Рецепторы возбуждаются и посылают сигналы в головной мозг. Три канала дают точную информацию о перемещении тела в трех измерениях.
В мешочках вестибулярного аппарата также есть рецепторы, на которые давят находящиеся там известковые кристаллики. Эти кристаллики смещаются, реагируя на начало и конец прямолинейного движения, его ускорение или замедление, а также на изменение силы тяжести.
Невесомость и «морская болезнь»
Действие вестибулярного аппарата возможно лишь при наличии земного притяжения, действующего на жидкость внутри каналов и на кристаллики внутри мешочков. Если земного притяжения не будет, кристаллики и жидкость не будут давить на стенки мешочков и каналов, человек потеряет равновесие и не будет получать информацию о положении тела. Такое ощущение испытывают космонавты, и называется оно невесомость. При выходе космического корабля на орбиту сила тяжести, наоборот, увеличивается во много раз. Возникают перегрузки, оказывающие сильное воздействие на вестибулярный аппарат. Чтобы выдержать эти испытания, космонавты и летчики должны быть очень тренированными людьми — их вестибулярный аппарат должен работать безотказно.
У некоторых людей вестибулярный аппарат работает плохо, что может быть следствием врожденного или приобретенного (например, после тяжелой болезни) нарушения. Такие люди плохо переносят укачивание в транспорте, морские путешествия, полеты на самолете, катание на карусели. Явление укачивания, называемое «морской болезнью», сопровождается тошнотой, головокружением и даже обмороками.
Орган слуха и равновесия
Слуховой анализатор
Ухо человека состоит из 3 отделов: наружного, среднего и внутреннего. Давайте поговорим о каждом более подробно.
На границе наружного и среднего отделов уха располагается барабанная перепонка, анатомически относящаяся к среднему уху.
Средний отдел уха представлен барабанной перепонкой, барабанной полостью, продолжающейся в евстахиеву трубу, которая соединяет барабанную полость и носоглотку. В барабанной полости находятся три самые маленькие косточки нашего организма: молоточек, наковальня и стремечко.
Слуховые косточки соединяются друг с другом подвижными суставами. Молоточек соединен с барабанной перепонкой, вследствие чего колебания барабанной перепонки передаются последовательно на молоточек, наковальню и стремечко. Стремечко соединяется с овальным окном (часть внутреннего уха), колебания которого предаются жидкости внутреннего уха.
Евстахиева труба соединяет барабанную полость и полость носоглотки, уравнивая в них давление: в результате давление становится одинаковым по обе стороны барабанной перепонки.
Во время взлета давление в салоне и кабине самолета уменьшается, уши может «заложить» как раз из-за несоответствия давления в носоглотке и барабанной полости. Глотательные движения способствуют открытию отверстия евстахиевой трубы, и давление выравнивается: вот зачем на борту самолета перед взлетом раздают леденцы 🙂
Органы слуха и равновесия тесно связаны между собой, поэтому, как только мы закончим изучение внутреннего уха, мы приступим к органу равновесия, анатомически находящемуся очень близко.
Восприятие звуковых раздражений
Ухо человека может слышать звук частотой от 16 до 20 000 Гц, верхняя граница с возрастом меняется, вследствие снижения эластичности барабанной перепонки.
Попытайтесь сами, пользуясь схемой ниже, описать путь звуковой волны, вводите в лексикон новые термины. Также ответьте на мой вопрос: «Зачем нам нужна евстахиева труба»?
Гигиена и заболевания уха
Орган равновесия (вестибулярный аппарат)
Состоит из преддверия и трех полукружных канальцев, лежащих во взаимно перпендикулярных плоскостях. Полукружные канальцы внутри заполнены эндолимфой, снаружи них находится перилимфа.
За счет ускорения или замедления отолиты с мембраной смещаются соответственно кпереди или кзади. Перемещение отолитов с мембраной раздражает волосковые клетки, в которых генерируется нервный импульс. Таким образом, эти рецепторы реагируют на прямолинейное ускорение или замедление.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Будь здоров!
Вестибулярный аппарат
Вестибулярный аппарат — это не что иное, как орган равновесия. Благодаря этому механизму, в человеческом организме осуществляется ориентация тела в пространстве, который находится в глубине пирамиды височной кости, рядом с улиткой внутреннего уха (слуховой аппарат).
СТРОЕНИЕ
Вестибулярный аппарат состоит из двух мешочков и трёх полукружных каналов. Преддверие изнутри выстлано плоским эндотелием и заполнено эндолимфой (жидкостью).
Каналы расположены в трёх взаимоперпендикулярных направлениях. Это соответствует трём измерениям пространства (высоте, длине, ширине) и позволяет определять положение и перемещение тела в пространстве.
Рецепторы вестибулярного аппарата представляют собой волосковые клетки. Они находятся в стенках мешочков и полукружных каналов. Мешочки заполнены густой жидкостью, в которых находятся небольшие кристаллики солей кальция. Если голова находится в вертикальном положении, давление приходится на волоски клеток, находящихся на дне мешочка. Если положение головы меняется, давление смещается на боковые его стенки.
Полукружные каналы представляют собой, как и мешочки, замкнутые резервуары с жидкостью. При вращательных движениях тела жидкость в определённом канальце либо отстаёт в движении, либо продолжает двигаться по инерции, приводя к отклонению чувствительных волосков и возбуждению рецепторов.
От рецепторов вестибулярного аппарата нервные импульсы идут в центральную нервную систему. На уровне среднего мозга, центры вестибулярного анализатора образуют тесные связи с центрами глазодвигательного нерва. Этим, в частности, и объясняется иллюзия движения предметов по кругу, после того, как мы прекращаем вращение.
Вестибулярные центры тесно связаны с мозжечком и гипоталамусом, из-за чего при укачивании у человека теряется координация движения и возникает тошнота. Заканчивается вестибулярный анализатор в коре большого мозга. Его участие в осуществлении сознательных движений позволяет управлять телом в пространстве.
СИНДРОМ УКАЧИВАНИЯ
К сожалению, вестибулярный аппарат, как и любой другой орган, уязвим. Признаком неблагополучия в нем является синдром укачивания. Он может служить проявлением того или иного заболевания вегетативной нервной системы или органов желудочно-кишечного тракта, воспалительных заболеваний слухового аппарата. В этом случае необходимо тщательно и настойчиво лечить основное заболевание.
По мере выздоровления, как правило, исчезают и неприятные ощущения, возникавшие во время поездки на автобусе, в поезде или автомобиле. Но иногда укачивает в транспорте и практически здоровых людей.
СИНДРОМ СКРЫТОГО УКАЧИВАНИЯ
Существует такое понятие, как синдром скрытого укачивания. Например, пассажир хорошо переносит поездки на поезде, автобусе, трамвае, но вот в легковом автомобиле с мягким, плавным ходом его вдруг начинает укачивать. Или, шофер прекрасно справляется со своими водительскими обязанностями.
Но вот шофер оказался не на привычном для себя месте водителя, а рядом, и его во время движения начинают мучить характерные для синдрома укачивания неприятные ощущения. Каждый раз, садясь за руль, он неосознанно ставит перед собой сверхзадачу — внимательно следить за дорогой, соблюдать правила дорожного движения, не создавать аварийных ситуаций. Она-то и блокирует малейшие проявления синдрома укачивания.
Синдром скрытого укачивания может сыграть с человеком, не подозревающим о нем, злую шутку. Но от него легче всего избавиться, перестав ездить в, скажем, вызывающем головокружение и дурноту автобусе.
Обычно в таком случае трамвай или другой вид транспорта не вызывает подобных симптомов. Постоянно закаляясь и тренируясь, настраивая себя на победу и успех, человек может справиться с синдромом укачивания и, позабыв о неприятных и болезненных ощущениях, без страха отправиться в путь.
ПРОФИЛАКТИКА УКАЧИВАНИЯ
Что же делать вполне здоровым людям при синдроме укачивания? Надо хорошенько запомнить, что у нетренированного, ведущего малоподвижный образ жизни человека в определенный момент начинает резко ухудшаться самочувствие, а ухудшение состояния всего организма приводит к дисфункции и вестибулярного аппарата.
И наоборот, «закалённый», практически всегда чувствует себя хорошо. Значит, даже при повышенной чувствительности вестибулярного аппарата он менее болезненно переносит укачивание или не испытывает его вообще.
Занятия спортом, физкультурой не только развивают определенные группы мышц, но и благотворно влияют на весь организм, в частности и на вестибулярный аппарат, тренируя, укрепляя его.
Наиболее подходящие виды спорта для людей, подверженных укачиванию, — аэробика, бег трусцой, баскетбол, волейбол, футбол. Во время перемещений по площадке или полю с разными скоростями резко снижается возбудимость вестибулярного аппарата, происходит процесс его адаптации к нагрузкам, что помогает человеку избавиться от укачивания.
ТРЕНИРОВКА ВЕСТИБУЛЯРНОГО АППАРАТА
Укреплению вестибулярного аппарата способствует также качание в гамаке, на качелях, каруселях, аттракционах. Огромное значение имеет и настроение, с которым вы отправляетесь в дорогу. Самовнушение до поездки и во время ее, аутотренинг, уверенность в том, что все пройдет благополучно, приятные воспоминания или мечты о будущем, в которые вы можете погрузиться, войдя в автобус или садясь в электричку, смогут избавить вас от тягостного ожидания приступа дурноты или обморока, отогнать неприятные ощущения, сопровождающие синдром укачивания.
Перед поездкой, не следует сильно наедаться, но и на голодный желудок ехать не рекомендуется. Еще один, полезный совет: всегда выходите из дома пораньше. На тот случай, если почувствуете приближение дурноты, обморока, головокружения, слабости (этих характерных симптомов синдрома укачивания, особенно резко проявляющихся в давке и духоте), вы сможете выйти из салона автобуса или вагона метро и не спеша пройти часть пути пешком.
Такая предусмотрительность с вашей стороны поможет снять нервное напряжение, избежать стресса, вызванного страхом ожидания поездки, а возможно, и самого укачивания. Наконец, существует еще один путь избавления от синдрома укачивания — медикаментозный. Отправляясь в продолжительную поездку, захватите с собой аэрон (или любой его аналог), который снижает чувствительность вестибулярного аппарата.
Но не стоит злоупотреблять этим средством, иначе быстро разовьется привычка, и таблетки уже не будут оказывать нужного эффекта. В аптеках большой ассортимент этих препаратов, так что выбор остаётся за вами, и лёгкой вам дороги!
ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АППАРАТ ЛЮБИТ:
ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АППАРАТ НЕ ЛЮБИТ:
Вестибулярный аппарат и его строение: анатомия, функции, отолитовый аппарат и вестибулярные рецепторы
Вестибулярный аппарат и его строение
Где находится вестибулярный аппарат? Ответ на этот вопрос можно получить из его определения.
Вестибулярный аппарат — часть внутреннего уха, функция которой заключается в поддержке равновесия человеческого тела.
Строение вестибулярного анализатора
Вестибулярный анализатор, в который входит вестибулярный аппарат, состоит из:
Анатомия вестибулярного аппарата и его функции
Строение вестибулярного аппарата
Периферическая часть вестибулярного анализатора включает в себя перепончатые образования, расположенные симметрично. В каждом таком образовании есть две пары мешочков и преддверие, а еще — три пары полукружных протоков, заключенных в костные каналы.
Исходя из написанного выше, можно сделать вывод, что единая замкнутая эндолимфатическая система ушного лабиринта состоит из:
Единую замкнутую систему окружает перелимфа. В самих мешочках преддверия и полукружных каналах находятся специализированные рецепторы вестибулярного аппарата. Эти рецепторы реагируют на механическое смещение инерционных масс вестибулярного аппарата. При этом такие механические смещения могут быть различной силы: как достаточно большой, так и небольшой.
Также вестибулярный аппарат состоит из трех костных полукружных каналов и области преддверия. Ориентация полукружных каналов устроена весьма интересно. Когда голова вращается в той или иной плоскости, формируется активная пара каналов: они задают вектор сенсорных и двигательных реакций, которые формируются как ответ.
При достаточно плотной структуре полукружных каналов, они не изолированы от других частей внутреннего уха.
Отолитовый аппарат
Отолитовый аппарат представляет гравирецепторную систему преддверия. Его ориентация такова, что рецепторные образования реагируют на любое движение по прямой линии. Также эта система реагирует на земное притяжение и изменение направления.
В свою очередь, отолитовый аппарат представлен в виде эллиптических и сферических мешочков, а еще — тремя полукружными каналами:
У каждого канала есть два конца: гладкий и булавовидный. Гладкие концы переднего и заднего каналов объединяются в общий проток и ведут к эллиптическому мешочку. При помощи соединительного капиллярного протока, эллиптический мешочек осуществляет контакт с сосудистой плоскостью улитки.
Вестибулярные рецепторы
Вестибулярные рецепторы относятся к группе механорецепторов, воспринимающих механическую энергию. Их развитие происходит за счет сил энергии и гравитации. Есть несколько типов механорецепторов:
Механорецепторы — вариант рецепторов, существующих в человеческом организме и реагирующих на повороты головы, а также изменение положения тела.
Связь рецепторных клеток и нейронов осуществляется, в том числе, с помощью центральных отростков аксонов, которые отходят от преддверно-улиткового нерва. На вершинах вестибулярных рецепторных клеток есть волоски. Они соединяются при помощи собственных инерциальных масс (куполом), эндолимфой в полукружных каналах, а также отолитовой мембраной в области преддверия.
Киноцилий — наиболее крупный из всех волосков. Он размещается на периферии клетки и дополняется волосками покороче: это определяет интенсивность и направление сенсорных защитных реакций вестибулярного аппарата.
На ампулярных гребешках, которые выступают в просвет ампулы, находятся рецепторы полукружных каналов. В их основе лежит соединительная ткань и волокна вестибулярного ганглия (дендриты), которые ее пронизывают.
Волоски рецепторных клеток размещаются на поверхности гребешков и принимают желеобразное состояние — купол. Этот купол направляется в просвет ампулы и становится чем-то сродни заслонки. Купол плавает в эндолимфе — жидкости внутреннего уха. Он безошибочно реагирует на инерционные смещения жидкости внутри полукружных протоков в случае угловых ускорений.
Таким образом, в пяти рецепторных областях размещаются вестибулярные сенсорные клетки каждого внутреннего уха. По одной клетке находится в ампулах трех полукружных протоках и двух мешочках преддверия. Человеческий орган равновесия получает все нужные сведения касаемо положения и движения тела вне зависимости от плоскости и направления за счет пространственной ориентации этих вестибулярных рецепторов.
Этот принцип строения волоскового аппарата — поляризационный — присущ не только рецепторам полукружных каналов, но и клеткам мешочков. Благодаря аппарату человек лучше ориентируется внутри различных типов движения и без проблем поддерживает в рамках нормы прочие показатели гомеостаза.
Связь строения уха и вестибулярного аппарата
Отолитовой мембране вестибулярного аппарата отводится роль инерционной и гравитационной массы для его же рецепторов. Вестибулярный нерв иннервирует вестибулярный аппарат. Этот нерв располагается глубоко в наружном слуховом проходе периферического отдела слухового анализатора.
В наружном слуховом проходе происходит соединение преддверно-улиткового нерва и лицевого нерва. Через слуховое отверстие преддверно-улитковый нерв проникает в черепную полость. Верхние, нижние, латеральное и медиальное ядра вступают в толщу ромбовидной ямки. С помощью проводящих путей они связываются с мозжечком. Помимо этой связи, у них еще есть связь с ядрами глазодвигательного нерва и ретикулярной формацией.
Центральные образования вестибулярной системы имеют большое анатомическое значение. Разнообразные нарушения, в частности, отоневрологические синдромы, получают оценку с учетом сведений о строении и функциональных особенностях вестибулярного аппарата, описанных выше. Как видим, строение уха и вестибулярного аппарата — вещи взаимосвязанные: вестибулярный аппарат является функциональной частью внутреннего уха.
Анатомия органа равновесия
Добрый вечер, уважаемые любители фундаментальных медицинских наук. У нас сегодня очередной раздел эстезиологии — науки, изучающей строение и функции органов чувств. Темой нашего сегодняшнего занятия будет орган равновесия, он же — вестибулярный аппарат.
Многие люди знают, что к органам чувств относят зрение, слух, обоняние и вкус. Однако мало кто знает, что вестибулярный аппарат является полноценным органом чувств, не менее значимым, чем орган зрения или слуха.
Более того, вестибулярный аппарат является более древней структурой, чем орган слуха, ведь определять положение тела в пространстве понадобилось ещё самым доисторическим рыбам, а вот полноценным слухом смогли обзавестись только выбравшиеся на сушу земноводные.
Анализатор равновесия
Прежде всего, давайте вспомним нашу небольшую классификацию, которая чётко и точно ориентирует нас в предмете нашего занятия. Не будем забывать, что любой орган чувств является периферическим отделом соответствующего анализатора. В нашем случае идёт речь об органе равновесия, значит, он является периферическим отделом анализатора равновесия. Кроме органа равновесия, в анализатор равновесия входят также подкорковые и корковые центры равновесия и проводящий путь, который соединяет периферию и центр.
Кстати, по аналогии со зрительным и слуховым анализаторами, вы могли ожидать, что на месте центрального отдела я помещу определённый участок коры. Конечно, кора принимает участие в обработке информации от вестибулярного анализатора, однако, здесь есть свои особенности, которых я обязательно коснусь в конце этой статьи.
Анатомия органа равновесия
Орган равновесия располагается очень близко к органу слуха. Орган равновесия и внутреннюю часть органа слуха называют внутренним ухом, что не совсем справедливо, ведь структуры органа равновесия не имеют никакого отношения к слуху. Однако, они действительно близко расположены.
Первое, что нам необходимо запомнить: орган равновесия, как и орган слуха, состоит из двух частей. Первая часть — костная, вторая часть — перепончатая. Перепончатая часть вставлена в костную, как мелкая матрёшка вставлена в более крупную. Мы не можем увидеть перепончатую часть, не удалив костную.
Костная часть органа равновесия представляет собой костную структуру, которая находится в толще пирамиды височной кости. Давайте посмотрим сначала на костную структуру внутреннего уха:
На этой иллюстрации мы видим костную часть органа слуха и костную часть органа равновесия. Костная часть органа слуха — это улитка, она имеет характерный внешний вид, поэтому сразу видим, где орган слуха, а где — орган равновесия:
Крупное отверстие, располагающееся в центре, открывается в улитковый проток, поэтому оно относится к органу слуха. Мы уже говорили об этом в статье про анатомию улитки.
Вестибулярный аппарат, как костный, так и перепончатый, состоит из двух компонентов — преддверие (vestibulum) и полукружные каналы (canales semicirculares). Преддверие отвечает за определение положения тела в момент линейного ускорения, например, если вы едите в автомобиле, а полукружные каналы — за положение тела в момент углового ускорения, например, если вы разворачиваетесь вокруг своей оси. Мы позже разберём, как именно происходит и то, и другое, а сейчас давайте отметим преддверие и полукружные каналы на нашем препарате:
Давайте более подробно изучим анатомию костной части преддверия, и для этого нам понадобится распил того же препарата, с которым мы работали ранее.
Костная часть преддверия
Итак, в костной части преддверия располагаются два важных углубления — сферическое (recessus sphericus) и эллиптическое (recessus ellipticus). В сферическом углублении располагается часть перепончатого лабиринта, которое называется мешочком, поэтому это углубление ещё называют углублением мешочка. В эллиптическом углублении располагается часть перепончатого лабиринта, называемое маточкой, поэтому оно также называется углублением маточки.
Между этими двумя углублениями располагается костное возвышение, которое их разделяет. Это костное возвышение называется гребешком преддверия (crista vestibuli).
Я выделил на нашей иллюстрации эллиптическое углубление красным, сферическое — зелёным, а гребешок преддверия — голубым:
Костная часть полукружных каналов
Преддверие, а точнее, эллиптическое углубление, сообщается с тремя полукружными каналами. Каждый полукружный канал имеет название, соответствующее своему расположению, поэтому вы можете довольно легко их запомнить:
На этой иллюстрации верхний полукружный канал я выделил красным, задний — синим, а латеральный — зелёным:
Каждый канал имеет расширенную часть, которая прилегает к преддверию, эта часть называется костной ампулой (ampula ossea). Прилегающая к ампуле часть полукружного канала называется ампулярной костной ножкой (crus osseum ampullare). Противоположная часть, прилегающая к преддверию не имеет расширения и поэтому называется простой костной ножкой (crus osseum simplex). Простые ножки переднего и заднего каналов срастаются в единую ножку, которая называется общей костной ножкой (crus osseum commune).
Здесь ампулы каналов выделены в соответствии с их цветами на прошлой иллюстрации, а общая ножка выделена розовым:
Перепончатая часть преддверия. Равновесие при линейном ускорении
Перепончатая часть преддверия представлена двумя основными образованиями — мешочком и маточкой. Я уже упоминал эти названия, когда говорил об углублениях в костной части преддверия. Действительно, мешочек располагается в углублении для мешочка (сферическом), а маточка — в эллиптическом углублении.
И мешочек, и маточка представляют собой плотные, соединительнотканные полости, заполненные густой жидкостью — эндолимфой. Как вы помните, эндолимфа также содержится в перепончатом лабиринте улитки. Основной особенностью эндолимфы является очень высокое содержание ионов калия, в отличие от многих других жидкостей организма, насыщенных ионами натрия.
Давайте отметим мешочек (зелёный цвет) и маточку (красный цвет) на иллюстрации из атласа Синельникова:
Эндолимфа может перемещаться между мешочком и маточкой из-за того, что обе полости соединяются при помощи общего протока маточки и мешочка (ductus utriosaccularis). Этот общий проток впадает в более крупный эндолимфатический проток, который заканчивается эндолилимфатическим мешком. Мешочек также сообщается с улитковым протоком при помощи тонкого соединительного протока (ductus reuniens).
Я выделил оранжевым цветом проток маточки и мешочка, желтым — эндолимфатический проток, синим — эндолимфатический мешок и розовым — соединительный проток:
И в мешочке, и в маточке располагаются чувствительные эпителиальные клетки. Участки этих клеток называются пятнами. Соответственно местоположению, различают пятно маточки (macula utriculi) и пятно мешочка (macula sacculi). Давайте рассмотрим их поподробнее.
Пятно — это скопление эпителиальных клеток, которые похожи на волоски. Они так и называются — волосковые клетки (cellulae sensoriae pilosae). Волосковые клетки перемежаются с более короткими опорными клетками, которые формируют структуру пятна. На пятне располагается желеобразная масса, поверх которой мы можем увидеть небольшие твёрдые камешки. Желеобразная масса называется отолитовой мембраной (membrana statoconiorum), а камешки — отолитами, или статокониями (statoconia). Это похоже на бутерброд, в котором ветчина лежит на хлебе и сверху присыпана кунжутными семечками.
Вот небольшая, но весьма наглядная иллюстрация, на которой вы можете видеть отолиты, обозначенные синим цветом, под ними — отолитовая мембрана, закрашенная жёлтым, и в самом низу — пластинка макулы, которую пронизывают сенсорные волосковые клетки. В действительности отолиты имеют светло-бежевый оттенок, здесь они синие для наглядности.
Кстати, у некоторых животных отолитами служат частицы, попадающие в организм извне. Например, речной рак использует в качестве отолитов частицы песка.
Вернёмся к нашему пятну. Эта бутербродообразная конструкция позволяет нам безошибочно фиксировать малейшие изменения угла наклона головы вперёд/назад, а также нашу скорость во время движения в пространстве — например, в автомобиле. То есть, изменения, связанные с линейным ускорением.
Как же это происходит? Представьте, что вы, например, находитесь в автобусе, который стоит на остановке. Ваша отолитовая мембрана располагается на пятне в полости маточки. Мембрана придавливается сверху отолитами, и ничего не двигается, так как вы находитесь в состоянии покоя в сидячем положении:
Но вот автобус тронулся, например, в этом → направлении, и вы начали двигаться вместе с ним в том же направлении. Движение вашего организма, в том числе, маточки, я обозначил красной стрелкой. В это время отолитовая мембрана, плавающая в эндолимфе, будет отставать от скорости движения остальной части маточки. Её медленный «разгон» будет создавать эффект движения в противоположном направлении (сиреневая стрелка).
Перемещение отолитовой мембраны в эндолимфе очень похоже на то, как снежинки перемещаются внутри шара с новогодней панорамой, если его немного потрясти или перевернуть.
Изгибание волосковых клеток приведёт к открытию ионных каналов на мембранах этих клеток. Как вы помните, эндолимфа богата калием, поэтому калий хлынет в цитоплазму волосковой клетки и вызовет её деполяризацию. Это создаст нервный импульс, который побежит по дендритам биполярных нейронов. Тела этих нейронов залегают в расщелине внутреннего слухового прохода. Кстати, если вы не поняли эту фразу из-за слов «дендриты», «тела» и «биполярные нейроны», обязательно загляните в мой гайд про анатомию слуховой части внутреннего уха. Там вы увидите небольшое описание гистологии нейронов, хотя, конечно, про это следовало бы сделать отдельную статью.
Я выделил оранжевым овалом участки волосковых клеток, которые приходят в движение и открывают каналы для калия, а оранжевыми стрелками я показал направление получившегося в результате этого нервного импульса:
Дендриты биполярных нервных клеток несут нервный импульс к их телам, которые, как я уже отмечал, залегают в расщелине внутреннего слухового прохода. Пройдя тела нервных клеток, импульс направится по аксонам (вторым отросткам биполярных клеток) к головному мозгу.
Множество тел биполярных нейронов формируют округлое образование, называемое ганглием. В нашем случае, мы имеем дело с вестибулярным ганглием (ganglion vestibulare).
Аксоны биполярных нейронов несут импульсы в головной мозг в составе преддверно-улиткового нерва (то есть объединённых волокон от органа слуха и органа равновесия).
Здесь показаны оба нерва, синим цветом я выделил волокна, которые несут информацию от вестибулярного анализатора.
Оранжевым цветом я выделил улитковый нерв:
Полукружные протоки. Равновесие при угловом ускорении
Только если мешочек и маточка отвечают за равновесие во время линейного ускорения, полукружные протоки отвечают за угловое ускорение. Базовый пример углового ускорения — это различные вращения головой по сторонам или же ситуация, когда человек кружится вокруг своей оси, как фигуристы во время сложных прыжков.
Как вы помните, полукружные каналы перед соединением с преддверием немного расширяются и образуют ампулы полукружных каналов (выделены красным).
Внутри каждой ампулы находится рецепторный аппарат полукружного протока, который представлен ампулярными гребешками (crista ampullares). В состав гребешка входят волосковые клетки, очень похожие на те, которые мы разбирали, когда изучали мешочек и маточку.
На волосковых клетках располагается желеобразное вещество — купула (cupula). Волосковые клетки буквально погружены в купулу, а купула практически полностью перекрывает просвет полукружного канала. Это отлично видно на иллюстрации:
Как вы помните, полукружные протоки расположены в трёх плоскостях под прямыми углами относительно друг друга. Полукружные протоки изнутри заполнены эндолимфой:
Конструкция, которую мы разобрали ранее, находится в ампулах:
Купула по такому же принципу, как и отолитовая мембрана, реагирует на движения. Только в отличие от рецепторов мешочка и маточки, волосковые клетки полукружных каналов реагируют на угловые движения, такие как повороты головы в стороны. Отличия здесь касаются, прежде всего, не самих рецепторных клеток, а «насадки». Обратите внимание на два принципиальных момента:
В отличие от отолитовой мембраны, купула не отягощена никаких довеском. Также купула очень высоко выдаётся над поверхностью канала, она практически полностью перекрывает.
Такие особенности купулы дополняются особенностями расположения самих полукружных каналов. Как вы помните, они расположены в трёх плоскостях — таким образом, ни одно движение головы не оказывается незамеченным.
Как и в случае с органами преддверия, отклонения волосковых клеток приводят к возникновению импульсов, которые бегут под дентритам биполярных нейронов по привычной нам схеме дендрит-тело нейрона-аксон-преддверно-улитковый нерв-ЦНС.
Кстати, от каждого полукружного канала отходит своё небольшое нервное волокно. Я выделил нерв переднего полукружного канала зелёным, латерального — розовым, а заднего — красным:
Центры обработки вестибулярной информации
Специфика вестибулярной информации такова, что у нас, как правило, нет возможности долго её обрабатывать. Мы можем присматриваться или прислушиваться, но если мы получаем информацию о том, что наше тело резко отклонилось из-за того, что мы поскользнулась, у нас есть лишь доли секунды, чтобы сгруппироваться перед падением или попробовать удержать равновесие при помощи взмахов руками и движений ногами.
Информация от вестибулярного анализатора, попав в головной мозг, сразу же расходится по нескольким центрам обработки. Такое происходит, на самом деле, с информацией от любого анализатора, однако обработка вестибулярной информации наиболее зависима от слаженной работы многих структур головного мозга.
Если уточнить, вестибулярная информация попадает не просто в головной мозг, а в вестибулярные ядра, которые находятся в ромбовидной ямке. Из этих ядер импульсы немедленно расходятся по разным направлениям, таким как спинной мозг, мозжечок и ретикулярная формация, связанная со средним мозгом.
Спинной мозг координирует быстрые движения конечностей, которые соответствуют информации от вестибулярного анализатора. Например, немедленное выставление рук перед собой в случае падения вперёд, чтобы защитить от удара голову. Мозжечок координирует сложные навыки, связанные с обучением и запоминанием сложных согласованных движений, например, кувырки во время разминки в клубе акробатики. Если вы пришли туда в первый раз, вам довольно трудно прыгать вперёд, поджимать голову и группироваться. Через несколько занятий вы уже более уверенно выполняете этот элемент, потому что мозжечок построил необходимые нейронные сети, которые отвечают за это движение.
Средний мозг управляет движениями глаз, которые должны быть согласованными с движениями головы. Вы когда-нибудь замечали, что при поворотах головы ваш взгляд фиксируется на одном и том же месте? Этот эффект и является продуктом взаимодействия вестибулярного аппарата и среднего мозга.
Кора. Зачем же здесь нужна кора? Дело в том, что не всегда сложные движения, согласованные с органом равновесия, должны выполняться немедленно. Иногда нам нужно подвергнуть анализу и синтезу информацию о том, как выполнить то или иное движение. Вернёмся к примеру с первым в жизни кувырком. Перед тем как его выполнить, вы будете довольно долго пытаться занять правильную позицию и максимально точно скопировать позу вашего тренера, когда он демонстрирует этот элемент. Вот именно здесь и понадобится высшая обработка вестибулярной информации.
Теперь мы можем дорисовать недостающие элементы в нашу схему анализатора равновесия: