Innledning

det vestibulære systemet er et sofistikert menneskelig postural kontrollsystem. Det er følsomt for to typer informasjon: hodeposisjonen i rommet og plutselige endringer i bevegelsesretningen til hodet. Det vestibulære systemet er delt inn i et sentralt og perifert system. det vestibulære systemet har både en sensorisk og motorisk komponent som hjelper oss med å fornemme og oppleve bevegelse og gir informasjon om bevegelsen av hodet og dets posisjon med hensyn til tyngdekraften og andre treghetskrefter (som de som genereres når du kjører i en bil). Denne informasjonen brukes til å stabilisere øynene for å opprettholde blikket på mål av interesse, med eller uten hodebevegelse. det vestibulære systemet bruker også kompliserte strategier for å opprettholde blodtrykket når man raskt går fra liggende til oppreist stilling. Det hjelper oss å opprettholde god hode-og kroppsorientering i forhold til vårt miljø, oftest i oppreist stilling, slik at vi kan maksimere sensorisk integrasjon av våre sanser (se, høre og lukte).

DET Perifere Vestibulære Systemet (PVS)

PVS ligger i det indre øret, bak trommehinnen. Innganger FRA PVS er integrert av den sentrale vestibular prosessor kalt ‘vestibular nuclear complex’ som genererer motor kommandoer for å drive øynene og kroppen. Systemet er normalt svært nøyaktig. For å opprettholde nøyaktigheten overvåkes og kalibreres det vestibulære systemet av cerebellum.

Figur 1: Anatomi Av Det Perifere Vestibulære systemet

Halvcirkulære Kanaler

DE Halvcirkulære kanalene (SCCS) er spesialiserte mekanoreceptorer som hjelper oss med å få tilgang til informasjon om vinkelhastighet. Den sensoriske inngangen mottatt fra SCCS gjør Det Mulig For Vestibulær Okulær Refleks (VOR) å generere en øyebevegelse som samsvarer med hastigheten på hodebevegelsen.

DE 3 SCC-ene er plassert vinkelrett på hverandre for å gi oss tilbakemelding i 3 forskjellige bevegelsesplan. Husk at det er 2 ører, så effektivt seks SCC-er.

de seks individuelle halvcirkulære kanalene blir tre koplanarp:

1. høyre og venstre side
2. venstre fremre og høyre bakre
3. venstre bakre og høyre fremre

kanalens plan er nær planene til de ekstraokulære musklene, slik at sensoriske nevroner og motorutgangsnevroner kan gi rask informasjon til individuelle okulære muskler.

inne i kanalene er det hårceller i endolymph, og med hodebevegelse forskyver endolymph disse hårcellene i koplanarparet i motsatt retning med hensyn til deres ampuller, og nevral avfyring øker i en vestibulær nerve og avtar på motsatt side. Endolymfforskyvning er proporsjonal med vinkelhodehastigheten, slik at de halvcirkulære kanalene overfører et hastighetssignal til hjernen.

effekter av hoderotasjon på kanalene. A) bevegelsen av hårene. B) bevegelsen av endolymfen i motsatt retning til hodebevegelse.

Figur 2: Endolymph forskyvning av koplanar par sender et hastighetssignal hjernen.

Otolitter

Otolittene består av Utricle (horisontal) og Saccule (vertikal). Deres jobb er å gi oss informasjon om lineær akselerasjon ved å utløse et handlingspotensial til hjernen for å oppdage hodeposisjon. Fordi jordens gravitasjonsfelt er et lineært akselerasjonsfelt, vil otolittene registrere tilt. For eksempel, som hodet er vippet sideveis( som også kalles roll), skjærkraft utøves på utricle, forårsaker eksitasjon, mens skjærkraft er redusert på saccule. Lignende endringer oppstår når hodet er vippet fremover eller bakover (kalt tonehøyde).

Otoconia Er små kalsiumkarbonatkrystaller innebygd i otolithic membranen. Hodet tilt og lineær hodebevegelse forårsake forskyvning av otoconial kompleks, produsere en skjærkraft som avbøyer håret bunter og deretter depolarizes sensoriske hårcellene. Disse elektriske signalene blir deretter videresendt til sentralnervesystemet (CNS) av den afferente vestibulære nerven, som sammen med annen proprioceptiv informasjon stimulerer CNS til å initiere nevrale responser for å opprettholde kroppsbalansen.

riktig dannelse og forankring av otoconia er avgjørende for optimal vestibulær funksjon og opprettholdelse av kroppsbalanse. Otokoniabnormaliteter er vanlige og kan forårsake svimmelhet og ubalanse hos mennesker.

Sidenotat: Benign Paroksysmal Posisjons Vertigo (BPPV) antas å være forårsaket av dislodging av kalsiumkarbonatkrystaller (otoconia) fra den otolittiske membranen i utricle som migrerer inn i en av de halvcirkulære kanalene i det indre øret. Denne forskyvningen forskyver hårcellene fysisk på bevegelse og skaper vedvarende handlingspotensialer til responsen er utmattet, vanligvis innen 30 til 60 sekunder. Svimmelhet er et vanlig symptom etter hjernerystelse, og helsepersonell må kunne skille svimmelhet fra svimmelhet. Vertigo karakteriseres oftest med nystagmus og svimmelhet, spesielt med posisjonsendringer i hodet.

Otolith Organ Av Vestibulære Systemet

Figur 3: Otoconia innebygd i otolithic membran i sammendraget, hårcellene av kanalene og otolitter konvertere mekanisk energi generert av hodet bevegelse i nevrale utslipp rettet mot bestemte områder av hjernestammen og cerebellum. MED sin spesielle orientering KAN sccs og otolithiske organer reagere selektivt på hodebevegelse i bestemte retninger. Det er viktig å huske at otolittene og halvcirkelformede kanaler har forskjellig væskemekanikk: SCCS mål vinkelhastighet mens otolittene måler lineær akselerasjon.

Vestibulære Reflekser

Vestibulær Okulær Refleks (VOR)

den vestibulære okulære refleksen

vor gjør det mulig for oss å ha blikkstabilitet ved å opprettholde stabil syn under hodebevegelse. VOR har to komponenter. Vinkel VOR, formidlet AV SCC ‘ s, kompenserer for rotasjon. Den lineære VOR, formidlet av otolittene, kompenserer for oversettelse. Vinkel VOR er primært ansvarlig for gazestabilisering. Den lineære VOR er viktigst i situasjoner hvor nær mål blir sett og hodet blir flyttet ved relativt høye frekvenser.

for å ha klart syn, må øynene bevege seg i en lik og motsatt retning under hodebevegelse. Hvis VOR ikke skyter, vil du se en korrigerende saccade. Med andre ord vil øynene bevege seg i samme retning som hodebevegelser før de korrigerer og beveger seg i motsatt retning.

Interessant sender UTGANGSNEURONENE TIL VOR informasjon til de ekstraokulære musklene. De ekstraokulære musklene er arrangert i par, som er orientert i fly svært nær de av de halvcirkulære kanalene. Dette geometriske arrangementet gjør at et enkelt par kanaler kan kobles overveiende til et enkelt par ekstraokulære muskler. Resultatet er konjugerte bevegelser av øynene i samme plan som hodebevegelse.

Vestibulær Spinal Refleks (VSR)

VSR stabiliserer kroppen. Som et eksempel på en vestibulospinal refleks, la oss undersøke sekvensen av hendelser involvert i å generere en labyrintisk refleks.

1. når hodet er vippet til den ene siden, stimuleres både kanalene og otolittene. Endolymfatisk flyt avbøyer cupula og skjærkraft avbøyer hårcellene i otolittene.
2. vestibulær nerve og vestibulær kjerne er aktivert.
3. Impulser overføres via laterale og mediale vestibulospinale kanaler til ryggmargen.
4. Extensor aktivitet induseres på siden som hodet er tilbøyelig til, og flexor aktivitet induseres på motsatt side. Hodebevegelsen motsetter bevegelsen registrert av vestibulærsystemet.

Figur 5: Vestibulospinal Refleks (10)

utgangsneuronene TIL VSR er de fremre horncellene i ryggmargen grå matter, som driver skjelettmuskulatur. Imidlertid er forbindelsen mellom det vestibulære atomkomplekset og motorneuronene mer komplisert enn FOR VOR.

VSR har en mye vanskeligere oppgave ENN VOR, fordi det er flere strategier som kan brukes til å forhindre fall, som involverer helt forskjellige motorsynergier. For eksempel, når dyttet bakfra, kan ens tyngdepunkt bli forskjøvet anteriorly. For å gjenopprette «balanse» kan man (1) plantarflex ved anklene; (2) ta et skritt; (3) ta tak i støtte; eller (4) bruk en kombinasjon av alle tre aktivitetene.

VSR må også justere lembevegelsen riktig for posisjonen til hodet på kroppen. VSR må også bruke otolith-inngang, som reflekterer lineær bevegelse, i større grad enn VOR. Øynene kan bare rotere og dermed kan gjøre lite for å kompensere for lineær bevegelse, mens kroppen kan både rotere OG oversette.

Vestibulocollic Reflex (VCR)

VIDEOSPILLEREN er et dynamisk stabiliseringssystem. Denne refleksen opprettholder nakkemuskulaturen i forhold til hodeposisjonen.

Cervical Reflekser

nakkesøylen har en viktig, og ofte under-anerkjent rolle som en del av det vestibulære systemet.

Cervicocollic Reflex (CCR)

funksjonen til cervicocollic reflex er å stabilisere hodet på kroppen og derved gi informasjon om bevegelse av hodet i forhold til stammen. Afferent sensoriske endringer forårsaket av endringer i nakkeposisjon, skaper motstand mot den strekningen ved refleksive sammentrekninger av nakke muskler. CCR er en kompenserende respons av nakke muskler som drives av cervical proprioceptor innganger under bevegelse av kroppen.

Cervico-okulær Refleks (Cor)

Cervico-okulær refleks er en tilbakemelding type refleks kontrollerende øyebevegelser modulert av halsen proprioceptorer, som kan supplere VOR.

Cervicospinal Refleks (CSR)

Cervicospinal refleks refererer til endringer i lemposisjon drevet av nakkeafferent aktivitet. Retikulospinalsystemet spiller en rolle sammen med vestibulospinalsystemet for å opprettholde dette.

Kranialnerven VIII og Vestibulærnerven

den 8. kranialnerven er Den Vestibulære Nerven, som deler seg for å danne henholdsvis cochlear og vestibulær nerve. Den inneholder sensoriske fibre for lyd og likevekt (balanse), og overfører denne informasjonen fra det indre øret til hjernen.

vestibulær nerve overfører afferente signaler fra labyrintene gjennom den indre hørskanalen og går inn i hjernestammen ved pontomedullær veikryss.

Den Sentrale Vestibulære Prosessoren

det er to hovedmål for vestibulær inngang fra primære afferenter: det vestibulære nukleare komplekset og cerebellum. På begge steder behandles vestibulær sensorisk inngang i forbindelse med somatosensorisk og visuell sensorisk inngang. det vestibulære systemet projiserer til mange områder av hjernebarken, men i motsetning til andre sensoriske systemer er det ingen primær vestibulær cortex som bare mottar vestibulære signaler. Alle kortikale nevroner som mottar vestibulære signaler mottar også andre sensoriske signaler, spesielt visuelle og somatosensoriske.

Figur 7: Den Sentrale Vestibulære Prosessoren https://www.researchgate.net/figure/Diagram-of-the-central-vestibular-system-with-multiple-interactions_fig5_47934549 (tilgjengelig 28.juni 2019)

Det Vestibulære Kjernekomplekset

det vestibulære kjernekomplekset er den primære prosessoren for vestibulær inngang, og implementerer direkte, raske forbindelser mellom innkommende afferent informasjon og motorutgangsnevroner. det vestibulære atomkomplekset består av fire hovedkjerner (superior, medial, lateral og synkende). Denne store strukturen, som hovedsakelig ligger innenfor pons, strekker seg også kaudalt inn i medulla. De øvre og mediale vestibulære kjernene er releer FOR VOR. Den mediale vestibulære kjernen er også involvert I VSR, og koordinerer hode-og øyebevegelser som oppstår sammen. Den laterale vestibulære kjernen er hovedkjernen FOR VSR.

i det vestibulære atomkomplekset skjer behandling av vestibulær sensorisk inngang samtidig med behandling av ekstra-vestibulær sensorisk informasjon (proprioceptiv, visuell, taktil og auditiv). Dette er ofte referert til som sensorimotorisk integrasjon.

Cerebellum

cerebellum regnes som en av tre viktige hjerneområder som bidrar til koordinering av bevegelse i tillegg til motor cortex og basalganglia. Cerebellum overvåker vestibulær ytelse og justerer sentral vestibulær behandling om nødvendig. Cerebellum mottar afferent inngang fra nesten alle sensoriske systemer, inkludert det vestibulære atomkomplekset, i samsvar med sin rolle som regulator av motorutgang.

selv om det ikke er nødvendig for vestibulære reflekser, blir vestibulære reflekser ukalibrerte og ineffektive når cerebellum fjernes. Cerebellar cortex, gjennom cerebellar og hjernestamme kjerner, kan lede korrigerende tiltak både ved kortikal kilde gjennom stigende veier, så vel som i ryggmargen nivå gjennom nedadgående veier.

så enkelt kan vi si at funksjonen av cerebellum er relatert til nevronkretser. Gjennom denne kretsen og dens inngangs-og utgangskoblinger ser det ut til å fungere som en komparator, et system som kompenserer for feil ved å sammenligne intensjon med ytelse. Tegn og symptomer på cerebellar dysfunksjon inkluderer muskelsvakhet, hypotoni, nystagmus( dans øyne), intensjon tremor og ataksi.

Sammendrag

det menneskelige vestibulære systemet består av 3 komponenter: et perifert sensorisk apparat, en sentral prosessor og en mekanisme for motorutgang. Det perifere apparatet (SCC og Otolitter) består av et sett med bevegelsessensorer som sender informasjon til CNS (spesielt Det Vestibulære kjernekomplekset og cerebellum) om hodets vinkelhastighet og lineær akselerasjon. CNS behandler disse signalene og kombinerer dem med annen sensorisk informasjon for å estimere hode-og kroppsorientering. utgangen av det sentrale vestibulære systemet går til okulære muskler, skjelettmuskler og ryggmargen for å betjene ulike viktige reflekser, vestibulo-okulær refleks (VOR), vestibulocollic refleks (VCR) og vestibulospinal refleks (VSR), cervico-okulær refleks (COR), cervicospinal refleks (CSR) og cervicocollic refleks (CCR). Vi kan konkludere med at det vestibulære systemet er et svært sofistikert menneskelig kontrollsystem; å kunne se mens hodet beveger seg og å kunne unngå fall er så viktig, selv kritisk for overlevelse.

Blokkdiagram som illustrerer organiseringen av det vestibulære systemet.

Figur 8: organiseringen av det vestibulære systemet

Flere Ressurser

hvis du er interessert i å lære mer Om Det Vestibulære Systemet, foredraget nedenfor gir en omfattende titt Inn I Anatomi og Fysiologi Av Det Vestibulære Systemet

1. hain tc. Neurofysiologi av vestibulær rehabilitering. Neurorehabilitering. 2011 Jan 1;29(2):127-41.
2. 2.0 2.1 Shumway-Kokk A, Woollacott MH, 2007. I: Kapittel 3. Fysiologi Av Motorstyring. In: Motorstyring. Oversette forskning til klinisk praksis. 3.Utg. Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia, 2007: 46-82
3. Hain TC & Helminski J, 2014. Anatomi og Fysiologi Av Det Normale Vestibulære Systemet. Kapittel 1. Vestibulær Rehabilitering. Herdman SJ Og Clendaniel RA. 4. Utg p2-19
4. Rabbitt RD. Halvsirkelformet kanal biomekanikk i helse og sykdom. Tidsskrift for rettsvitenskap. 2018 Dec 19; 121 (3):732-55
5. Bach-Y-Rita et al., 1971. Bilde retning av cupula flyt
6. 6.0 6.1 Kniep R, Zahn D, Wulfes J, Walther LE. Sans for balanse hos mennesker: Strukturelle trekk ved otoconia og deres respons på lineær akselerasjon. PloS one. 2017 April 13;12 (4): e0175769.
7. Lundberg YW, Xu Y, Thiessen KD, Kramer KL. Mekanismer for otoconia og otolith utvikling. Utviklingsdynamikk. 2015 Mar; 244 (3): 239-53.
8. 8.0 8.1 Hegemann SC, Bockisch CJ. Otoconial tap eller mangel på otoconia-en oversett eller ignorert diagnose av balanse underskudd. Medisinske hypoteser. 2019 Juli 1; 128:17-20. I Tillegg til Å være En av De beste i Verden, kan Du også velge Å være En Av De beste i Verden. Gazestabiliseringstesten Etter Hjernerystelse. Tidsskrift For den norske legeforening. 2019 1.Mai.
9. MBBS IMS MSU. CNS 15https://www.slideshare.net/ananthatiger/cns-15?qid=cc1f4d14-630b-46e9-b8e1-8427df893928&v=&b=&from_search=1. LinkedIn Slideshare: 1-48 (tilgjengelig 27.juni 2019).
10. 11,0 11,1 Renga V. Klinisk Evaluering Av Pasienter Med Vestibulær Dysfunksjon. Neurol Res Int. 2019;2019:3931548.
11. Ghez C, Tekke WT. Cerebellum. I: Kandel E, Schwartz J, Jessel T, eds. Prinsipper for nevrovitenskap, 4.utg. New York: McGraw-Hill, 2000: 832-852.