Органы равновесия
Почувствовать движение
Чтобы танцевать, заниматься спортом, выполнять сложные движения и даже просто ходить или бегать, необходимо контролировать положение тела и поддерживать равновесие. Информация о положении тела поступает от органов зрения, позволяющих увидеть, как мы двигаемся, и от находящихся в мышцах и сухожилиях рецепторов растяжения, информирующих нас о сгибании и разгибании ног, рук, пальцев и т.д. Но главный орган, отвечающий за изменение положения тела и за чувство равновесия, — это вестибулярный аппарат.
Каналы и мешочки
Вестибулярный аппарат имеет весьма скромные размеры и представляет собой три полукружных канала и два мешочка. Этот орган расположен внутри височной кости черепа во внутреннем ухе, рядом с улиткой, органом слуха.
Полукружные каналы — это дуги, расположенные в трех разных плоскостях, соответствующих трем измерениям: высоте, длине и ширине. Они заполнены жидкостью — эндолимфой. В расширениях каналов, ампулах, находятся чувствительные волосковые клетки. При повороте головы движение эндолимфы отклоняет желатиновую купулу и изгибает волоски рецепторных клеток, создавая нервный сигнал.
Представьте чашку, наполовину наполненную кефиром. Когда она стоит неподвижно, кефир соприкасается только с нижней половиной стенок чашки. Но стоит чашку наклонить, как площадь соприкосновения кефира со стенками чашки с одной стороны увеличится, а с другой — уменьшится. По следам кефира на стенках мы сможем определить, в каком направлении наклоняли чашку.
Полукружные каналы особенно чувствительны к вращательным ускорениям головы. Когда голова начинает поворачиваться, эндолимфа по инерции смещается относительно стенок канала и отклоняет купулу с волосковыми клетками. Мозг сопоставляет сигналы от трёх каналов обоих ушей со зрением и ощущениями от мышц и суставов.
В мешочках вестибулярного аппарата также есть рецепторы, на которые давят находящиеся там известковые кристаллики. Эти кристаллики смещаются, реагируя на начало и конец прямолинейного движения, его ускорение или замедление, а также на изменение силы тяжести.
Невесомость и «морская болезнь»
В микрогравитации работа вестибулярной системы не прекращается. Полукружные каналы продолжают регистрировать вращения головы, но отолитовые органы лишаются привычного постоянного сигнала земной гравитации. Мозгу приходится заново согласовывать эти данные со зрением и ощущениями от тела, поэтому в первые дни полёта возможна космическая болезнь движения. Перегрузки возникают главным образом во время разгона, манёвров и возвращения, а не потому, что «на орбите сила тяжести увеличивается».
У некоторых людей вестибулярный аппарат работает плохо, что может быть следствием врожденного или приобретенного (например, после тяжелой болезни) нарушения. Такие люди плохо переносят укачивание в транспорте, морские путешествия, полеты на самолете, катание на карусели. Явление укачивания, называемое «морской болезнью», сопровождается тошнотой, головокружением и даже обмороками.
Механизм работы полукружных каналов и отолитовых органов описан в материалах NIDCD.