Вестибулярный аппарат. Полукружные каналы.
Сегодня я расскажу вам об одном из видов сенсорных систем, а точнее о вестибулярных.
Итак, вестибулярная сенсорная система — группа органов чувств, используемая для анализа положения и движения тела в пространстве.
Информация вестибулярной сенсорной системы используется для управления положением головы и туловища. Периферический отдел вестибулярной сенсорной системы — вестибулярный аппарат, находящийся во внутреннем ухе, представлен двумя образованиями: преддверием и полукружными каналами. Рецепторы вестибулярного аппарата передают возбуждение нервным волокнам биполярных клеток вестибулярного узла, расположенного в височной кости. Другие отростки этих первых нейронов образуют вестибулярный нерв и вместе со слуховым нервом в составе восьмой пары черепных нервов входят в продолговатый мозг. В вестибулярных ядрах продолговатого мозга находятся вторые нейроны. Оттуда импульсы поступают к третьим нейронам в таламусе (промежуточный мозг) и далее в височную область коры больших полушарий.
Рецепторы вестибулярного аппарата образуют пять обособленных областей: по одной в каждом полукружном канале и по одной в мешочках преддверия. Рецепторы представляют собой типичные волосковые клетки, обладающие дирекциональной, т.е. направленной, чувствительностью. Иначе говоря, они возбуждаются только при определенном направлении тока жидкости в лабиринте.
Функция отолитовых органов – утрикулуса и саккулуса – восприятие линейных ускорений. Волоски их рецепторных клеток погружены в желатинообразную массу – отолитовую мембрану, содержащую мелкие, но тяжелые кристаллические включения – отолиты, состоящие из карбоната кальция. При наклоне головы сила тяжести отолитов смещает эту мембрану относительно рецепторов, что приводят к деформации волосков и в результате является причиной возникновения рецепторного потенциала, т.е. возбуждения рецепторов. Рецепторы утрикулуса наиболее чувствительны к изменениям положения головы и тела, рецепторы саккулуса наиболее чувствительны к вибрациям в диапазоне частот до 2000 Гц. Следовательно, утрикулус участвует в оценке положения головы и тела, а саккулус – в восприятии вибраций.
Рецепторы полукружных каналов отвечают на угловые ускорения, и для них адекватным раздражителем служит ускорение тока жидкости в перепончатом лабиринте. Человеку необходима способность определять положение в пространстве: при повороте головы и туловища вокруг вертикальной оси, при наклоне головы вперед или назад и при наклоне головы влево или вправо. Информацию об угловых ускорениях при движении вокруг этих осей и всех возможных комбинациях двигательной активности обеспечивают полукружные каналы, по одному для каждой оси вращения. В расширенной части каждого канала – ампуле – сосредоточены рецепторные клетки, волоски которых погружены в желатинообразное образование – купулу. Когда голова поворачивается, происходит ускорение тока эндолимфы и купула отклоняется в направлении, противоположном повороту. Это вызывает смещение волосков и генерацию рецепторного потенциала волосковых клеток.
Функция вестибулярного аппарата:
1. Регуляция тонуса мышц относительно силы тяжести.
2. Поддержание центра тяжести тела в пределах площади опоры.
Лабиринты играют очень важную роль
- в поддержании равновесия при медленных движениях
- в заучивании двигательных актов, т.е автоматизация
Роль вестибулярного аппарата в пространственной ориентации
Вестибулярный аппарат является источником сигналов, позволяющих организму ориентироваться при перемещении в пространстве. В регуляции нормального положения головы, туловища и конечностей в пространстве участвует не только вестибулярная система. Поддержание равновесия и ориентация в пространстве осуществляется при взаимодействии с другими системами, в первую очередь со зрительной, а также системой мышечной чувствительности. Подтверждением тому служит наш повседневный опыт: человек без труда перемещается в пространстве с открытыми глазами, но, закрыв глаза, чувствует себя весьма неуверенно.
Головной мозг интегрирует информацию, поступающую от зрительных и вестибулярных рецепторов, от рецепторов мышц и суставов. На основе этой интеграции строится представление о положении головы и туловища в пространстве, иначе говоря, возникает чувство равновесия. Управление положением тела в пространстве обеспечивается как врожденными, так и приобретенными рефлексами. Роль сознания здесь сведена к минимуму. Рефлексы, вызываемые раздражением вестибулярного аппарата, называются вестибулярными. Они делятся на статические и статокинетические.
Статические рефлексы обеспечивают поддержание позы при стоячем и наклонном положении. Примером такого рефлекса может служить поддержание равновесия при изменении положения головы. Такая ситуация, к примеру, возникает при прополке грядок или наклонах во время утренней гимнастики.
Статокинетические рефлексы нацелены на сохранение равновесия во время движения. Достаточно вспомнить, какие сложные движения мы совершаем, чтобы предотвратить падение на скользкой дороге или во время резкой остановки транспорта. За этот краткий промежуток времени на бессознательном уровне происходит перераспределение тонуса мышц, что и обеспечивает сохранение равновесия. Среди статокинетических рефлексов важное клиническое значение играет вестибулярный нистагм. Он представляет собой серию последовательных движений глаз в сторону, противоположную вращению. Такое компенсаторное движение глаз направлено на сохранение изображения на сетчатке.
При сильном раздражении вестибулярного аппарата (качка, повороты) возникает серия неприятных вегетативных реакций: головокружение, тошнота, рвота, потоотделение и т.д. Это так называемая морская болезнь или кинетоз. В осуществлении вегетативных реакций принимают участие стволовые структуры мозга и в первую очередь гипоталамус.
А сейчас, когда вы имеете представление о работе и функциях вестибулярного аппарата, рассмотрим его более детально на примере кошек.
В вестибулярном аппарате кошки имеется два перепончатых образования, которые анатомы называют мешочками. А мешочки имеют свои названия - утрикулюс и саккулюс. Мешочки заполнены специальной жидкостью - эндолимфой, и в каждом располагается по одному возвышению, называемому пятном или макулой. В каждой макуле находятся чувствительные клетки с волосками, свободные концы волосков проникают в покрывающую их полупрозрачную студенистую массу. Эта масса тоже имеет название - отолитовая мембрана, в ней содержатся микроскопические кристаллы углекислого и фосфорно-кислого кальция. К чувствительным клеткам подходят окончания волокон вестибулярного нерва.
Если кошка неравномерно движется, ускоряя или замедляя темп, при тряске, качке, изменении положения головы и всего тела отолитовая мембрана смещается, оказывая давление или меняя натяжение чувствительных волосков, что вызывает раздражение нервных окончаний.
К утрикулюсу подходят три перепончатых полукружных канала, которые располагаются в трех взаимоперпендикулярных плоскостях - горизонтальной, вертикально-поперечной и вертикально-продольной. Каждый из этих каналов начинается и кончается в утрикулюсе, однако два из них срастаются своими концами, вступая в мешочек общим отверстием. Таким образом, полукружные каналы сообщаются с утрикулюсом не шестью, а пятью отверстиями.
Концы каналов, открывающиеся в утрикулюс, расширены в виде ампулы и внутри имеют выступ - гребешок или кристу. В гребешке располагаются чувствительные клетки с волосками и поддерживающие или опорные клетки. Чувствительные клетки окружены нервными окончаниями вестибулярного нерва. Волоски чувствительных клеток погружены в полупрозрачную массу - купулу или свод.
Источники
https://www.km.ru/zdorove/encyclopedia/vestibulyarnaya-sistema
https://studfile.net/preview/3537475/page:26/
https://zooclub.ru/cats/sost/ravnovesiye-koshki.shtml