Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Equilibrioception )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Развитие навыков равновесия у детей
Тренировка баланса

Чувство равновесия или equilibrioception это восприятие из равновесия и пространственной ориентации . [1] Это помогает предотвратить падение людей и животных, когда они стоят или движутся. Эквилибриоцепция - это результат совместной работы ряда сенсорных систем : глаза ( зрительная система ), внутреннее ухо ( вестибулярная система ) и ощущение тела в пространстве ( проприоцепция ) в идеале должны быть неповрежденными. [1]

Вестибулярная система, область внутреннего уха, где сходятся три полукружных канала, работает с зрительной системой, чтобы удерживать объекты в фокусе при движении головы. Это называется вестибулоокулярным рефлексом (VOR) . Система баланса работает с зрительной и скелетной системами (мышцами и суставами и их датчиками) для поддержания ориентации или баланса. Визуальные сигналы, посылаемые в мозг о положении тела по отношению к окружающей среде, обрабатываются мозгом и сравниваются с информацией от вестибулярной и скелетной систем.

Вестибулярная система [ править ]

Основная статья: Вестибулярная система
Схема вестибулярной системы

В вестибулярной системе равновесие определяется уровнем жидкости, называемой эндолимфой, в лабиринте , сложном наборе трубок во внутреннем ухе .

Дисфункция [ править ]

Основная статья: Нарушение равновесия
На этом рисунке показана нервная активность, связанная с физиологическим нистагмом, вызванным вращением, и спонтанным нистагмом, возникающим в результате поражения одного лабиринта. Тонкие прямые стрелки показывают направление медленных компонентов, толстые прямые стрелки показывают направление быстрых компонентов, а изогнутые стрелки показывают направление потока эндолимфы в горизонтальных полукружных каналах. Три полукружных канала обозначены AC (передний канал), PC (задний канал) и HC (горизонтальный канал).

Когда чувство равновесия нарушается, это вызывает головокружение, дезориентацию и тошноту . Баланс может быть нарушен болезнью Меньера , синдромом расхождения верхнего канала , инфекцией внутреннего уха , сильной простудой, поражающей голову, или рядом других заболеваний, включая головокружение, но не ограничиваясь ими . Его также может временно нарушить быстрое или продолжительное ускорение, например, катание на карусели. Удары также могут влиять на восприятие равновесия, особенно удары в сторону головы или непосредственно в ухо.

Большинство астронавтов обнаруживают, что их чувство равновесия нарушено на орбите, потому что они находятся в постоянном состоянии невесомости . Это вызывает форму укачивания, называемую синдромом космической адаптации .

Обзор системы [ править ]

Эта диаграмма линейно (если не указано иное) отслеживает проекции всех известных структур, которые обеспечивают баланс и ускорение до соответствующих конечных точек в человеческом мозге.
Другая диаграмма, показывающая нервные пути вестибулярной / балансной системы. Стрелки показывают направление передачи информации.

В этом обзоре также объясняется ускорение, поскольку его процессы взаимосвязаны с балансом.

Механический [ править ]

Есть пять органов чувств, иннервируемых вестибулярным нервом; три полукружных канала (Horizontal SCC, Superior SCC, Posterior SCC) и два отолитовых органа (Saccule и Utricle). Каждый полукружный канал (SSC) представляет собой тонкую трубку, толщина которой на короткое время увеличивается вдвое в точке, называемой костными ампулами . В их центре-основании каждая содержит ампулярную куполу . Купула - это желатиновая луковица, соединенная со стереоцилиями волосковых клеток, на которую влияет относительное движение эндолимфы, в которой она находится.

Поскольку купула является частью костного лабиринта, она вращается вместе с фактическим движением головы, а сама по себе без эндолимфы не может быть стимулирована и, следовательно, не может обнаружить движение. Эндолимфа следует за вращением канала, однако из-за инерции ее движение изначально отстает от движения костного лабиринта. Замедленное движение эндолимфы изгибает и активирует купулу. Когда купула изгибается, связанные стереоциллы изгибаются вместе с ней, активируя химические реакции в волосковых клетках, окружающих crista ampullaris, и в конечном итоге создают потенциалы действия, переносимые вестибулярным нервом, сигнализирующие телу о том, что он перемещается в пространстве.

После любого продолжительного вращения эндолимфа захватывает канал, купула возвращается в свое вертикальное положение и возвращается в исходное положение. Однако, когда расширенное вращение прекращается, продолжается эндолимфа (из-за инерции), которая изгибается и снова активирует купулу, чтобы сигнализировать об изменении движения. [2]

Пилоты, выполняющие длинные повороты с наклоном, начинают чувствовать себя вертикально (больше не поворачиваются), поскольку эндолимфа соответствует вращению канала; как только пилот выходит из поворота, купула снова стимулируется, вызывая ощущение поворота в другую сторону, вместо того, чтобы лететь прямо и ровно.

HSCC обрабатывает вращение головы вокруг вертикальной оси (шеи), SSCC обрабатывает движение головы вокруг боковой оси, PSCC обрабатывает вращение головы вокруг рострально-каудальной оси. Например, HSCC: глядя из стороны в сторону; SSCC: голова к плечу; PSCC: кивает. SCC посылает адаптивные сигналы, в отличие от двух отолитовых органов, мешочка и матрикса, сигналы которых не адаптируются с течением времени. [ необходима цитата ]

Сдвиг отолитовой мембраны, который стимулирует реснички, считается состоянием тела до тех пор, пока реснички снова не будут стимулированы. Например, лежа стимулирует реснички, а вставание стимулирует реснички, однако, пока вы лежите, сигнал о том, что вы лежите, остается активным, даже если мембрана сбрасывается.

Отолитовые органы имеют толстую, тяжелую желатиновую мембрану, которая из-за инерции (как и эндолимфа) отстает и продолжает двигаться вперед мимо макулы, которую она перекрывает, изгибая и активируя содержащиеся реснички.

Мочеиспускательный канал реагирует на линейные ускорения и наклоны головы в горизонтальной плоскости (голова к плечу), а мешочек - на линейные ускорения и наклоны головы в вертикальной плоскости (вверх и вниз). Отолитовые органы обновляют мозг по головному положению, когда он не движется; Обновление SCC во время движения. [3] [4] [5] [6]

Киноцилии - самые длинные стереоцилии, располагающиеся (по одной на 40-70 обычных ресничек) на конце пучка. Если стереоцилии идут в сторону киноцилии, происходит деполяризация, вызывающая большее количество нейротрансмиттеров и большее количество возбуждений вестибулярных нервов по сравнению с тем, когда стереоцилии отклоняются от киноцилии (гиперполяризация, меньше нейротрансмиттеров, меньше возбуждений). [7] [8]

Neural [ править ]

Вестибулярные ядра первого порядка (VN) проектируются на IVN , MVN и SVN .

Нижняя мозжечковая ножка является крупнейшим центром , через который проходит информация баланса. Это область интеграции между проприоцептивными и вестибулярными входами для помощи в бессознательном поддержании баланса и осанки.

Нижнее оливковое ядро (также известное как оливковое ядро) помогает в сложных двигательных задачах, кодируя координирующую сенсорную информацию по времени; это расшифровывается и действует в мозжечке . [9]

Червь мозжечка состоит из трех основных частей: вестибулоцеребеллума (движения глаз регулируются интеграцией визуальной информации, предоставляемой верхним бугорком и информацией о балансе), спиноцеребеллум [объединяет визуальную, слуховую, проприоцептивную информацию и информацию о балансе для воспроизведения движений тела и конечностей. Проприоцептивный вход тройного и спинного мозга, средний мозг , таламус , выходы ретикулярной формации и вестибулярных ядер ( мозгового вещества ) и цереброцеребеллум (планирует, время и инициирует движение после оценки сенсорного входа, в первую очередь, из областей моторной коры, через мосты и мозжечокзубчатое ядро . Он выводится в таламус, области моторной коры и красное ядро ). [10] [11] [12]

Флоккулонодулярная доля - это доля мозжечка, которая помогает поддерживать равновесие тела за счет изменения мышечного тонуса (постоянные и пассивные сокращения мышц).

MVN и IVN находятся в мозговом веществе, LVN и SVN меньшего размера и в мосту. SVN, MVN и IVN восходят в пределах медиального продольного пучка (MLF). LVN спускаются по спинному мозгу в боковом вестибулоспинальном тракте и заканчиваются в крестце. MVN также спускаются по спинному мозгу в пределах медиального вестибулоспинального тракта , заканчиваясь в поясничном отделе 1. [13] [14]

Ретикулярное ядро ​​таламуса распределяет информацию по различным другим ядрам таламуса, регулируя поток информации. Он предположительно способен останавливать сигналы, прекращая передачу неважной информации. Таламус передает информацию между мостом (звено мозжечка), моторной корой и островком.

Insula также тесно связана с моторной корой; insula, вероятно, там, где баланс, вероятно, достигается за счет восприятия.

Глазодвигательный ядерный комплекс относится к волокнам , идущим к тегментуму (движение глаз), красное ядро (походки (естественное движение конечностей)), черной субстанции (вознаграждение), и церебральные плодоножкам (реле двигателя). Ядро Кахаля - одно из названных глазодвигательных ядер, они участвуют в движениях глаз и рефлекторной координации взгляда. [15] [16]

Abducens иннервирует только боковую прямую мышцу глаза, перемещая глаз с помощью блока . Trochlear иннервирует исключительно верхнюю косую мышцу глаза. Вместе трохлеарный и отводящий мышцы сжимаются и расслабляются, чтобы одновременно направить зрачок под углом и вдавить глазное яблоко на противоположной стороне глаза (например, при взгляде вниз зрачок направляется вниз и опускается (по направлению к мозгу) верхняя часть глазного яблока). Зрачок не только направляется, но и часто вращается этими мышцами. (См. Визуальную систему )

Таламус и верхний бугорок соединяются через латеральное коленчатое ядро . Superior colliculus (SC) - это топографическая карта для равновесия и быстрых ориентировочных движений с преимущественно визуальными входами. SC объединяет несколько чувств. [17] [18]

Иллюстрация потока жидкости в ухе, который, в свою очередь, вызывает смещение верхней части волосковых клеток, которые внедрены в желеобразную купулу. Также показаны ягодицы и мешочки, отвечающие за обнаружение линейного ускорения или движения по прямой.

Другие животные [ править ]

У некоторых животных есть лучшее равновесие, чем у людей, например, кошка использует внутреннее ухо и хвост, чтобы ходить по тонкому забору . [19]

Равновесие у многих морских животных осуществляется с помощью совершенно другого органа, статоцисты , которая определяет положение крошечных известняковых камней, чтобы определить, какой путь находится «вверх».

В растениях [ править ]

Основная статья: Гравитропизм

Можно сказать, что растения демонстрируют форму равновесия, в том смысле, что при повороте из нормального положения стебли растут в направлении вверх (от силы тяжести), в то время как их корни растут вниз (в направлении силы тяжести), это явление известно как гравитропизм, и было показано, что, например, стебли тополя могут обнаруживать переориентацию и наклон. [20]

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Вулф, Джереми; Клуендер, Кейт; Леви, Деннис (2012). Ощущение и восприятие (3-е изд.). Sinauer Associates. п. 7. ISBN 978-0-87893-572-7.
  2. ^ Сили, Р., VanPutte, К., Regan, J., & Руссо, А. (2011). Анатомия и физиология Сили (9-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макгроу Хилл
  3. ^ Альбертина, Курт. Флэш-карты "Анатомия Бэррона"
  4. ^ "Как работает наше чувство равновесия?" Как работает наше чувство равновесия? Национальная медицинская библиотека США, 12 января 2012 г., Web. 28 марта 2016 г.
  5. ^ "Полукружные каналы". Функция, определение и анатомия полукружных каналов. Медицинская бригада Healthline, 26 января 2015 г. Интернет. 28 марта 2016 г.
  6. ^ Тиллотсон, Джоанн. Макканн, Стефани. Медицинские карточки Каплана. 02 апреля 2013 г.
  7. ^ Spoor, Фред, и Теодор Garland, Jr. «Система и Передвижение Предстоятеля полукруглого канала.» Система полукружных каналов приматов и их движение. 8 мая 2007 г. Интернет. 28 марта 2016 г.
  8. ^ Sobkowicz, ТМ и СМ Slapnick. «Киноцилий слуховых волосковых клеток и доказательства его морфогенеза». Роль Ic в регенерации стереоцилий и кутикулярных пластин. Сентябрь 1995 г. Web. 28 марта 2016 г.
  9. ^ Мэти, Александр и Сара С. Н. Хо. «Кодирование колебаний аксональными всплесками в нижних оливковых нейронах». Science Direct. 14 мая 2009 г. Интернет. 28 марта 2016 г.
  10. ↑ Чен, Ш. Аннабель и Джон Э. Десмонд. «Цереброцеребеллярные сети во время артикуляционной репетиции и задач вербальной рабочей памяти». Science Direct. 15 января 2005 г. Интернет. 28 марта 2016 г.
  11. ^ Бармак, Нил Х. "Центральная вестибулярная система: вестибулярные ядра и задний мозжечок". Science Direct. 15 июня 2003 г. Интернет. 28 марта 2016 г.
  12. ^ Акияма, К. и С. Takazawa. «Двусторонний инфаркт ножки среднего мозжечка, вызванный травматическим расслоением позвоночной артерии». JNeurosci. 01 марта 2001. Интернет. 28 марта 2016 г.
  13. ^ Гдовски, Грег Т. и Роберт А. МакКри. «Интеграция вестибулярных сигналов и сигналов движения головы в вестибулярных ядрах во время вращения всего тела». СТАТЬИ. 01 июля 1999 г. Web. 28 марта 2016 г.
  14. ^ Рой, Джефферсон Э. и Кэтлин Э. Каллен. «Диссоциация самогенерируемых движений головы пассивно: нейронные механизмы в вестибулярных ядрах». JNeurosci. 3 марта 2004 г. Web. 28 марта 2016 г.
  15. ↑ Такаги, Минео и Дэвид С. Зи. «Влияние повреждений глазодвигательного червя мозжечка на движения глаз у приматов: плавное преследование». СТАТЬИ. 01 апреля 2000 г. Web. 28 марта 2016 г.
  16. ^ Клир, Элиана М. и Хунъин Ван. «Интерстициальное ядро ​​Кахаля кодирует трехмерные ориентации головы в координатах, подобных Фику». СТАТЬИ. 01 января 2007 г. Интернет. 28 марта 2016 г.
  17. ^ Мэй, Пол Дж. "Верхний колликулус млекопитающих: ламинарная структура и связи". Science Direct. 2006. Интернет. 28 марта 2016 г.
  18. ^ Корнейл, Брайан Д. и Этьен Оливье. «Ответы мышц шеи на стимуляцию верхнего колликулуса обезьяны. I. Топография и манипуляции с параметрами стимуляции». СТАТЬИ. 01 октября 2002 г. Web. 28 марта 2016 г.
  19. ^ «Эквилибриоцепция» . ScienceDaily . Архивировано 18 мая 2011 года . Проверено 15 января 2011 года .
  20. ^ Азри, Вт .; Chambon, C .; Herbette, SP; Brunel, N .; Coutand, C .; Leplé, JC; Бен Реджеб, I .; Аммар,.; Жюльен, JL; Рокель-Древет П. (2009). «Протеомный анализ апикальной и базальной областей стеблей тополя при гравитропной стимуляции». Physiologia Plantarum . 136 (2): 193–208. DOI : 10.1111 / j.1399-3054.2009.01230.x . PMID 19453506 . CS1 maint: numeric names: authors list (link)

Внешние ссылки [ править ]