Das Vestibuläre System (Gleichgewicht)
Das Innenohr ist neben dem Vorsprechen für die Kodierung von Informationen über das Gleichgewicht, den Gleichgewichtssinn, verantwortlich. Ein ähnlicher Mechanorezeptor — eine Haarzelle mit Stereozilien – spürt die Kopfposition, die Kopfbewegung und ob unser Körper in Bewegung ist. Diese Zellen befinden sich im Vestibulum des Innenohrs. Die Kopfposition wird durch den Utrikel und den Sakkel wahrgenommen, während die Kopfbewegung durch die halbkreisförmigen Kanäle wahrgenommen wird. Die im Ganglion vestibularis erzeugten neuronalen Signale werden über den Nervus Vestibulocochlea zum Hirnstamm und zum Kleinhirn übertragen.
Der Utrikel und der Sakkel bestehen beide größtenteils aus Makula-Gewebe (Plural = Maculae). Die Makula besteht aus Haarzellen, die von Stützzellen umgeben sind. Die stereocilia der Haarzellen verlängern in ein zähflüssiges Gel, das die otolithic Membran genannt wird (Abbildung 15.4.1). Auf der otolithischen Membran befindet sich eine Schicht aus Calciumcarbonatkristallen, die Otolithen genannt werden. Die Otolithen machen die otolithische Membran im Wesentlichen kopflastig. Die otolithische Membran bewegt sich als Reaktion auf Kopfbewegungen getrennt von der Makula. Durch Kippen des Kopfes gleitet die otolithische Membran in Richtung der Schwerkraft über die Makula. Die sich bewegende otolithische Membran wiederum biegt die Sterocilia, wodurch einige Haarzellen depolarisieren, während andere hyperpolarisieren. Die genaue Position des Kopfes wird vom Gehirn anhand des Musters der Haarzellendepolarisation interpretiert.
Die Bogengänge sind drei ringförmige Erweiterungen des Vestibüls. Einer ist in der horizontalen Ebene ausgerichtet, während die anderen beiden in der vertikalen Ebene ausgerichtet sind. Der vordere und hintere vertikale Kanal sind ungefähr 45 Grad zur Sagittalebene ausgerichtet (Abbildung 15.4.2). Die Basis jedes halbkreisförmigen Kanals, wo er auf das Vestibül trifft, verbindet sich mit einer vergrößerten Region, die als Ampulle bekannt ist. Die Ampulle enthält die Haarzellen, die auf Rotationsbewegungen reagieren, z. B. das Drehen des Kopfes, während Sie „Nein“ sagen.“ Die Stereozilien dieser Haarzellen erstrecken sich in die Cupula, eine Membran, die an der Oberseite der Ampulle anhaftet. Wenn sich der Kopf in einer Ebene parallel zum halbkreisförmigen Kanal dreht, bleibt die Flüssigkeit zurück und lenkt die Cupula in die der Kopfbewegung entgegengesetzte Richtung ab. Die halbkreisförmigen Kanäle enthalten mehrere Ampullen, von denen einige horizontal und andere vertikal ausgerichtet sind. Durch den Vergleich der Relativbewegungen sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Ampullen kann das vestibuläre System die Richtung der meisten Kopfbewegungen im dreidimensionalen (3D) Raum erkennen.
Zentrale Verarbeitung von vestibulären Informationen
Das Gleichgewicht wird durch das vestibuläre System koordiniert, dessen Nerven aus Axonen des vestibulären Ganglions bestehen, die Informationen aus dem Utrikel, dem Sakkel und den halbkreisförmigen Kanälen transportieren. Das System trägt zur Steuerung von Kopf- und Nackenbewegungen als Reaktion auf vestibuläre Signale bei. Eine wichtige Funktion des vestibulären Systems ist die Koordination von Augen- und Kopfbewegungen, um die visuelle Aufmerksamkeit aufrechtzuerhalten. Die meisten Axone enden in den vestibulären Kernen der Medulla. Einige Axone projizieren vom vestibulären Ganglion direkt zum Kleinhirn, ohne dazwischen liegende Synapse in den vestibulären Kernen. Das Kleinhirn ist in erster Linie dafür verantwortlich, Bewegungen auf der Grundlage von Gleichgewichtsinformationen auszulösen.Neuronen in den vestibulären Kernen projizieren ihre Axone auf Ziele im Hirnstamm. Ein Ziel ist die retikuläre Formation, die die Atmungs- und Herz-Kreislauf-Funktionen in Bezug auf Körperbewegungen beeinflusst. Ein zweites Ziel der Axone von Neuronen in den vestibulären Kernen ist das Rückenmark, das die spinalen Reflexe initiiert, die mit Haltung und Gleichgewicht verbunden sind. Um das visuelle System zu unterstützen, projizieren Fasern der vestibulären Kerne zu den okulomotorischen, trochleären und Abducens-Kernen, um Signale zu beeinflussen, die entlang der Hirnnerven gesendet werden. Diese Verbindungen bilden den Weg des vestibulo-okulären Reflexes (VOR), der Kopf- und Körperbewegungen kompensiert, indem er Bilder auf der Netzhaut stabilisiert (Abbildung 15.4.3). Schließlich projizieren die vestibulären Kerne zum Thalamus, um sich dem propriozeptiven Weg des dorsalen Säulensystems anzuschließen, wodurch eine bewusste Wahrnehmung des Gleichgewichts ermöglicht wird.
