wprowadzenie

system przedsionkowy jest wyrafinowanym systemem kontroli postawy człowieka. Jest wrażliwy na dwa rodzaje informacji: położenie głowy w przestrzeni i nagłe zmiany kierunku ruchu głowy. Układ przedsionkowy dzieli się na układ centralny i obwodowy.

układ przedsionkowy ma zarówno element sensoryczny, jak i motoryczny, który pomaga nam wyczuwać i postrzegać ruch i dostarcza informacji o ruchu głowy i jej położeniu w odniesieniu do grawitacji i innych sił bezwładności (takich jak te generowane podczas jazdy samochodem). Informacje te są wykorzystywane do stabilizacji oczu, aby utrzymać wzrok na interesujących celach, z lub bez ruchu głowy.

układ przedsionkowy stosuje również skomplikowane strategie utrzymania ciśnienia krwi, gdy szybko przechodzi z pozycji leżącej na plecach do wyprostowanej postawy. Pomaga nam utrzymać dobrą orientację głowy i ciała w stosunku do naszego środowiska, najczęściej w pozycji wyprostowanej, co pozwala nam zmaksymalizować integrację sensoryczną naszych zmysłów (widzieć, słyszeć i wąchać).

obwodowy układ przedsionkowy (PVS)

PVS znajduje się w uchu wewnętrznym, za błoną bębenkową. Wejścia z PVS są zintegrowane przez centralny procesor przedsionkowy zwany „vestibular Nuclear complex”, który generuje polecenia motoryczne do kierowania oczami i ciałem. System jest zwykle bardzo dokładny. Aby zachować dokładność, układ przedsionkowy jest monitorowany i kalibrowany przez móżdżek.

Rysunek 1: Anatomia obwodowego układu przedsionkowego

kanały półkoliste

kanały półkoliste (SCC) są wyspecjalizowanymi mechanoreceptorami, które pomagają nam uzyskać dostęp do informacji dotyczących prędkości kątowej. Wejście sensoryczne otrzymane od SCC umożliwia odruch przedsionkowy oka (VOR) do generowania ruchu oka, który odpowiada prędkości ruchu głowy.

3 SCC są ustawione pod kątem prostym względem siebie, aby dać nam informację zwrotną w 3 różnych płaszczyznach ruchu. Pamiętaj, że są 2 uszy, więc skutecznie sześć SCC.

sześć pojedynczych półkolistych kanałów staje się trzema parami współpłaszczyznowymi:

1. prawy i lewy boczny
2. lewy przedni i prawy tylny
3. lewy tylny i prawy przedni

płaszczyzny kanałów są zbliżone do płaszczyzn mięśni zewnątrzgałkowych, więc neurony czuciowe i neurony wyjściowe motoryczne mogą dać szybkie informacje poszczególnym mięśniom ocznym.

wewnątrz kanałów znajdują się komórki włosowe w endolimfie, a ruch głowy powoduje przesunięcie tych komórek włosowych pary współpłaszczyznowej w przeciwnych kierunkach w odniesieniu do ich ampulli, a wypalanie nerwowe zwiększa się w jednym nerwie przedsionkowym i zmniejsza się po przeciwnej stronie. Przemieszczenie endolimfy jest proporcjonalne do prędkości kątowej głowicy, więc półokrągłe kanały przekazują sygnał prędkości do mózgu.

wpływ rotacji głowicy na kanały. A) ruch włosów. B) ruch endolimfy w kierunku przeciwnym do ruchu głowy.

Rysunek 2: przemieszczenie Śródsympatyczne par współpłaszczyznowych wysyła sygnał prędkości do mózgu.

otolity

otolity składają się z Utricle (poziomego) i Saccule (pionowego). Ich zadaniem jest przekazanie nam informacji o przyspieszeniu liniowym poprzez uruchomienie potencjału czynnościowego mózgu w celu wykrycia pozycji głowy. Ponieważ ziemskie pole grawitacyjne jest polem przyspieszenia liniowego, otolity rejestrują nachylenie. Na przykład, gdy głowa jest przechylona bocznie (co jest również nazywane rolką), siła ścinająca jest wywierana na utricle, powodując wzbudzenie, podczas gdy siła ścinająca jest zmniejszona na worku. Podobne zmiany występują, gdy głowa jest pochylona do przodu lub do tyłu (tzw. pitch).

Otokonia to niewielkie kryształy węglanu wapnia osadzone w błonie otolitycznej. Pochylenie głowy i liniowy ruch głowy powodują przemieszczenie kompleksu otokonialnego, wytwarzając siłę ścinającą, która odchyla wiązki włosów, a następnie depolaryzuje zmysłowe komórki włosowe. Te sygnały elektryczne są następnie przekazywane do ośrodkowego układu nerwowego (OUN) przez aferentny nerw przedsionkowy, który wraz z innymi informacjami proprioceptywnymi stymuluje OUN do inicjowania odpowiedzi neuronalnych w celu utrzymania równowagi ciała.

prawidłowe tworzenie i zakotwiczenie otokonii jest niezbędne dla optymalnej funkcji przedsionkowej i utrzymania równowagi ciała. Zaburzenia otokonii są powszechne i mogą powodować zawroty głowy i zaburzenia równowagi u ludzi.

notka boczna: Uważa się, że łagodne napadowe pozycyjne zawroty głowy (BPPV) są spowodowane przez przemieszczenie kryształów węglanu wapnia (otoconia) z otolitycznej błony w uchu, który migruje do jednego z półkolistych kanałów ucha wewnętrznego. To przemieszczenie fizycznie wypiera komórki włosowe w ruchu i tworzy trwałe potencjały działania, dopóki odpowiedź nie jest zmęczona, zwykle w ciągu 30 do 60 sekund. Zawroty głowy jest częstym objawem po wstrząsie mózgu i służby zdrowia musi być w stanie odróżnić zawroty głowy od zawrotów głowy. Zawroty głowy najczęściej charakteryzuje oczopląs i zawroty głowy, szczególnie ze zmianami pozycji głowy.

narząd Otolitowy układu przedsionkowego

Rysunek 3: Otokonia osadzona w błonie otolitowej

podsumowując, komórki włosowe kanałów i otolitów przekształcają mechaniczną strukturę Otolitu.energia generowana przez ruch głowy do wyładowań neuronowych kierowanych do określonych obszarów pnia mózgu i móżdżku. Dzięki specjalnej orientacji narządy SCC i otolityczne mogą selektywnie reagować na ruch głowy w określonych kierunkach. Ważne jest, aby pamiętać, że otolity i kanały półkoliste mają inną mechanikę płynów: SCC mierzy prędkość kątową, podczas gdy otolity mierzą Przyspieszenie liniowe.

odruchy przedsionkowe

odruch przedsionkowy oka (VOR)

odruch przedsionkowy oka

vor umożliwia nam stabilność wzroku poprzez utrzymanie stabilnego widzenia podczas ruchu głowy. VOR składa się z dwóch elementów. Vor kątowy, pośredniczony przez SCC, kompensuje obrót. Liniowy VOR, pośredniczony przez otolity, kompensuje translację. Vor kątowy odpowiada przede wszystkim za stabilizację wzroku. Liniowy VOR jest najistotniejszy w sytuacjach, gdy w pobliżu celów są oglądane, A Głowica jest poruszana przy stosunkowo wysokich częstotliwościach.

aby mieć wyraźne widzenie, oczy muszą poruszać się w równym i przeciwnym kierunku podczas ruchu głowy. Jeśli VOR nie strzela, zobaczysz sakkadę korekcyjną. Innymi słowy, oczy będą poruszać się w tym samym kierunku, co ruch głowy, zanim skorygują i poruszają się w przeciwnym kierunku.

Co ciekawe, neurony wyjściowe VOR wysyłają informacje do mięśni zewnątrzgałkowych. Mięśnie zewnątrzgałkowe ułożone są w pary, które są zorientowane w płaszczyznach bardzo zbliżonych do tych z kanałów półkolistych. Ten układ geometryczny umożliwia połączenie pojedynczej pary kanałów głównie z pojedynczą parą mięśni zewnątrzgałkowych. Rezultatem są sprzężone ruchy oczu w tej samej płaszczyźnie co ruch głowy.

odruch przedsionkowy kręgosłupa (VSR)

VSR stabilizuje organizm. Jako przykład odruchu przedsionkowo-rdzeniowego przyjrzyjmy się sekwencji zdarzeń związanych z generowaniem odruchu błędnikowego.

1. gdy głowa jest przechylona na jedną stronę, stymulowane są zarówno kanały, jak i otolity. Przepływ endolimfatyczny odbija cupulę, a siła ścinająca odbija komórki włosowe w otolitach.
2. nerw przedsionkowy i jądro przedsionkowe są aktywowane.
3. impulsy są przekazywane przez boczne i przyśrodkowe drogi przedsionkowo-rdzeniowe do rdzenia kręgowego.
4. aktywność prostownika jest indukowana po stronie, do której nachylona jest głowa, a aktywność zginacza jest indukowana po przeciwnej stronie. Ruch głowy sprzeciwia się ruchowi zarejestrowanemu przez układ przedsionkowy.

Rysunek 5: odruch przedsionkowo-rdzeniowy (10)

neurony wyjściowe VSR są przednimi komórkami rogów przednich.rdzeń kręgowy istoty szarej, które napędzają mięśnie szkieletowe. Jednak połączenie między przedsionkowym kompleksem jądrowym a neuronami ruchowymi jest bardziej skomplikowane niż w przypadku VOR.

VSR ma o wiele trudniejsze zadanie niż VOR, ponieważ istnieje wiele strategii, które można wykorzystać do zapobiegania upadkom, które obejmują zupełnie inne synergie motoryczne. Na przykład, gdy ktoś zostanie pchnięty od tyłu, jego środek ciężkości może zostać przesunięty przed siebie. Aby przywrócić „równowagę”, można (1) plantarflex przy kostkach; (2) zrobić krok; (3) chwycić za wsparcie; lub (4) użyć kombinacji wszystkich trzech działań.

VSR musi również dostosować ruch kończyn odpowiednio do położenia głowy na ciele. VSR musi również wykorzystywać wejście otolith, odzwierciedlające ruch liniowy, w większym stopniu niż VOR. Oczy mogą się tylko obracać, a zatem mogą zrobić niewiele, aby zrekompensować ruch liniowy, podczas gdy ciało może zarówno obracać, jak i tłumaczyć.

Vestibulocollic Reflex (VCR)

MAGNETOWID jest dynamicznym układem stabilizującym. Odruch ten utrzymuje muskulaturę szyi w stosunku do pozycji głowy.

odruchy szyjne

kręgosłup szyjny pełni ważną i często niedocenianą rolę jako część układu przedsionkowego.

odruch szyjki macicy (CCR)

zadaniem odruchu szyjki macicy jest stabilizacja głowy na ciele, a tym samym dostarczenie informacji o ruchu głowy w stosunku do tułowia. Aferentne zmiany czuciowe spowodowane zmianami w pozycji szyi, tworzą opozycję do tego odcinka przez refleksyjne skurcze mięśni szyi. CCR jest kompensacyjną odpowiedzią mięśni szyi, która jest napędzana przez wejścia proprioceptora szyjnego podczas ruchu ciała.

odruch szyjkowo-oczny (ang. Cervico-ocular Reflex, COR)

odruch szyjkowo-oczny (ang. Cervico-ocular Reflex, COR) – odruch typu sprzężenia zwrotnego kontrolujący ruchy oczu modulowane przez proprioceptory szyi, które mogą uzupełniać VOR.

odruch szyjkowo-rdzeniowy (ang. Cervicospinal Reflex, CSR)

odruch szyjkowo-rdzeniowy odnosi się do zmian w pozycji kończyn spowodowanych aktywnością aferentną szyi. Układ siateczkowo-rdzeniowy odgrywa rolę wraz z układem przedsionkowo-rdzeniowym w utrzymaniu tego.

nerw czaszkowy VIII i nerw przedsionkowy

nerw czaszkowy ósmy to nerw przedsionkowo-chrzęstny, który dzieli się tworząc odpowiednio nerw ślimakowy i przedsionkowy. Zawiera włókna czuciowe dla dźwięku i równowagi (równowagi) i przekazuje tę informację z ucha wewnętrznego do mózgu.

nerw przedsionkowy przesyła sygnały aferentne z labiryntów przez wewnętrzny kanał słuchowy i wchodzi do pnia mózgu na skrzyżowaniu pontomedullary.

Centralny przedsionkowy procesor

istnieją dwa główne cele dla przedsionkowego wejścia od pierwotnych afferentów: przedsionkowy kompleks jądrowy i móżdżek. W obu lokalizacjach, przedsionkowe wejście sensoryczne jest przetwarzane w połączeniu z somatosensorycznym i wizualnym wejściem sensorycznym.

układ przedsionkowy wystaje do wielu obszarów kory mózgowej, ale w przeciwieństwie do innych systemów sensorycznych nie ma pierwotnej kory przedsionkowej, która odbiera tylko sygnały przedsionkowe. Wszystkie neurony korowe, które otrzymują sygnały przedsionkowe, otrzymują również inne sygnały sensoryczne, szczególnie wizualne i somatosensoryczne.

Rysunek 7: centralny procesor przedsionkowyhttps://www.researchgate.net/figure/Diagram-of-the-central-vestibular-system-with-multiple-interactions_fig5_47934549 (dostęp 28 czerwca 2019)

przedsionkowy Kompleks jądrowy

przedsionkowy kompleks jądrowy jest głównym procesorem wejściowym przedsionkowym i implementuje bezpośrednie, szybkie połączenia między przychodzącymi informacjami aferentnymi a neuronami wyjściowymi silnika.

przedsionkowy kompleks jądrowy składa się z czterech głównych jąder (górnego, przyśrodkowego, bocznego i zstępującego). Ta duża struktura, znajdująca się głównie w obrębie pons, rozciąga się również ogonowo do rdzenia. Jądro przedsionkowe górne i przyśrodkowe są przekaźnikami dla VOR. Jądro przedsionkowe przyśrodkowe jest również zaangażowane w VSR i koordynuje ruchy głowy i oczu, które występują razem. Jądro przedsionkowe boczne jest głównym jądrem VSR.

w przedsionkowym kompleksie jądrowym przetwarzanie przedsionkowego wejścia SENSORYCZNEGO odbywa się równocześnie z przetwarzaniem pozaszłonkowej informacji sensorycznej (proprioceptywnej, wzrokowej, dotykowej i słuchowej). Jest to często określane jako integracja sensorimotorowa.

móżdżek

móżdżek jest uważany za jeden z trzech ważnych obszarów mózgu przyczyniających się do koordynacji ruchu, oprócz kory ruchowej i zwojów podstawnych. Móżdżek monitoruje sprawność przedsionkową i w razie potrzeby dostosowuje Centralne przetwarzanie przedsionkowe. Móżdżek otrzymuje afferentne wejście z prawie każdego układu sensorycznego, w tym przedsionkowego kompleksu jądrowego, zgodnie z jego rolą jako regulatora mocy silnika.

chociaż nie jest to wymagane w przypadku odruchów przedsionkowych, odruchy przedsionkowe stają się nieskalibrowane i nieskuteczne po usunięciu móżdżku. Kora móżdżkowa, poprzez jądra móżdżku i pnia mózgu, może kierować działania korygujące zarówno w źródle korowym poprzez ścieżki wstępujące, jak i na poziomie rdzenia kręgowego poprzez ścieżki zstępujące.

więc w prostych słowach możemy powiedzieć, że funkcja móżdżku jest związana z obwodami neuronalnymi. Dzięki temu obwodowi i jego połączeniom wejściowym i wyjściowym wydaje się działać jako komparator, system, który kompensuje błędy, porównując intencję z wydajnością. Objawy przedmiotowe i podmiotowe dysfunkcji móżdżku to osłabienie mięśni, hipotonia, oczopląs (tańczące Oczy), drżenie intencyjne i ataksja.

podsumowanie

ludzki układ przedsionkowy składa się z 3 elementów: obwodowego aparatu czuciowego, centralnego procesora i mechanizmu wyjścia silnika. Aparat obwodowy (SCC i otolity) składa się z zestawu czujników ruchu, które wysyłają informacje do OUN (w szczególności przedsionkowego kompleksu jądrowego i móżdżku) o prędkości kątowej głowy i przyspieszeniu liniowym. CNS przetwarza te sygnały i łączy je z innymi informacjami sensorycznymi w celu oszacowania orientacji głowy i ciała.

wyjście centralnego układu przedsionkowego trafia do mięśni oka, mięśni szkieletowych i rdzenia kręgowego, aby służyć różnym ważnym odruchom, odruchom przedsionkowo-ocznym (VOR), odruchom przedsionkowo-ocznym (VCR) i odruchom przedsionkowo-ocznym (VSR), odruchom szyjkowo-ocznym (COR), odruchom szyjkowo-ocznym (CSR) i odruchom szyjkowo-ocznym (CCR). Możemy stwierdzić, że układ przedsionkowy jest bardzo wyrafinowany system kontroli człowieka; jest w stanie zobaczyć podczas gdy głowa jest w ruchu i jest w stanie uniknąć upadków jest tak ważne, nawet krytyczne dla przetrwania.

SCHEMAT BLOKOWY ilustrujący organizację układu przedsionkowego.

ryc. 8: organizacje układu przedsionkowego

dodatkowe zasoby

jeśli jesteś zainteresowany, aby uzyskać więcej informacji na temat układu przedsionkowego, wykład poniżej przedstawia kompleksowe spojrzenie w anatomii i fizjologii układu przedsionkowego

Hine TK. Neurofizjologia rehabilitacji przedsionkowej. Neurorehabilitacja. 2011 Jan 1;29 (2):127-41.
1. 2.0 2.1 Shumway-Cook a, Woollacott MH, 2007. W: Rozdział 3. Fizjologia kontroli motorycznej. W: Sterowanie Silnikiem. Przełożenie badań na praktykę kliniczną. 3.Ed. Lippincott Williams & Philadelphia, 2007: 46-82
2. Hain TC & Helmiński J, 2014. Anatomia i fizjologia prawidłowego układu przedsionkowego. Rozdział 1. Rehabilitacja Przedsionkowa. Herdman SJ i Clendaniel RA. 4. P2-19
3. Biomechanika kanału półkolistego w zdrowiu i chorobie. Journal of neurofizjology. 2018 Dec 19; 121(3):732-55
4. Bach-Y-Rita et al, 1971. Kierunek obrazu przepływu cupuli
5. 6.0 6.1 Kniep R, Zahn D, Wulfes J, Walther LE. Poczucie równowagi u ludzi: cechy strukturalne otokonii i ich reakcja na przyspieszenie liniowe. PloS 1. 2017 Apr 13;12(4):e0175769.
6. Lundberg YW, Xu Y, Thiessen KD, Kramer kl. Mechanizmy rozwoju otokonii i otolitu. Dynamika Rozwoju. 2015 Mar;244(3):239-53.
7. 8.0 8.1 Hegemann SC, Bockisch CJ. Utrata otokonii lub brak otokonii–pomijana lub ignorowana diagnoza deficytów równowagi. Hipotezy Medyczne. 2019 Jul 1;128:17-20.
8. Dunlap PM, Mucha a, Smithnosky D, Whitney SL, Furman JM, Collins MW, Kontos AP, Sparto PJ. Test Stabilizacji Wzroku Po Wstrząsie Mózgu. Journal of the American Academy of Audiology. 2019 maj 1.
9. MBBS IMS MSU. CNS 15 https://www.slideshare.net/ananthatiger/cns-15?qid=cc1f4d14-630b-46e9-b8e1-8427df893928&v=&b=&from_search=1. LinkedIn Slideshare: 1-48 (ang.). [dostęp 27 czerwca 2019].
10. 11, 0 11, 1 Renga V. ocena kliniczna pacjentów z dysfunkcją przedsionkową. Neurol Res Int. 2019;2019:3931548.
11. Ghez C, Strzecha WT. Móżdżek. W: Kandel E, Schwartz J, Jessel T, eds. Principles of neuroscience, 4th ed. Nowy Jork: 2000:832-852.