Denge organı

İnsan iç kulağındaki kemikli labirentin çizimi
İnsan iç kulağındaki membranöz labirent şeması
Labirent ve vestibulokoklear sinirin ( VIII ) MRI görüntülerine dayalı bir 3D animasyon olarak temsili
İnsanlarda dış kulak , orta kulak ve iç kulağın konum ilişkileri

Gelen organı arasında denge canlıların, çeşitli sensörler Algılama için kullanılan lineer ivmeler dahil ( yer çekimi ivmesi ve) açı hızlanması . Uyaran genellikle aldı tarafından duyu hücreleri , bir kaç özel süspansiyon ya da dinlenme katı nesneler için sözde - insanlarda olduğu gibi - bir bağlanmış ya da edilir statoliths . Bir boru sistemindeki bir sıvı, genellikle dönme hareketleri için bir eylemsizlik kütlesi olarak kullanılır. İnsanlar dahil tüm omurgalılarda, vestibüler aparat en önemli denge organıdır.

Omurgalıların vestibüler aparatı

Kraniyal sinirleri olan orta ve iç kulağın seçilmiş yapıları VII ve VIII .
1 vestibüler sinir
2 koklear sinir
3 fasiyal sinir
4 Ggl ile dış yüz diz. geniculi
5 chorda tympani
6 koklea
7 yarım daire kanallar
8 çekiç kolu
9 kulak zarı
10 östaki borusu

Eşleştirilmiş vestibüler organı ( Organon vestibüler bölgesinin vestibüler cihazı) omurgalı ve insanlarda bulunan iç kulak . Genellikle beş bileşene ayrılır: üç yarım daire şeklindeki kanal ve maküler organlar olarak bilinen iki yapı, sacculus ( Latince : 'sac') ve utricle (Latince: 'küçük tüp'). Balıklar ve amfibiler (aşağıya bakınız ) ek bir altıncı bileşen olarak , aynı zamanda bir maküler organ olan bir lagena'ya (Latince: 'şişe') sahiptir. Yarım daire şeklindeki kanalların sayısında da istisnalar vardır, ancak yalnızca çok ilkel omurgalılarda. Lamprey'lerin yalnızca iki çift yarım daire şeklindeki kanalı vardır ve hagfish'in yalnızca bir çifti vardır.

İnsan vestibüler aparatı

Yarım daire kanal organları

Yarı-daire şekilli kanal, olan doldurulmuş olan endolymph (genel olarak Anatomist Cotugno tarafından bilgi daha önce kabul edilmiş olup hava ile) oluşturmak dönme duygusu ve birbirine hemen hemen dik olan ve bu nedenle kayıt vektör bileşenlerinin dönme ivmeler uzayda kafa. Her biri gerçek ark ve bir uzantı olan ampulden oluşur . İçerdiği saç hücrelerinin yarı dairesel kanallar, duyu hücreleri arasında organı denge. Tüyleri , sıvı halkayı kesintiye uğratan kupula adı verilen jelatinimsi bir koniye doğru çıkıntı yapar . Kafa hızlandığında, yarım daire şeklindeki kanallar da onunla birlikte döner. Bir sıvı olarak endolenf, yarım daire şeklindeki kanal uygun şekilde hizalanırsa, ataleti nedeniyle bu dönme hareketinden aşağı yukarı kaçabilir. Endolenfin yarı dairesel kanala göre bu göreceli hareketi yoluyla, endolimf kupulayı bir kenara iter. Bu, duyusal saç hücrelerinin "kıllarının" bükülmesine neden olur. Dönüş yönüne bağlı olarak, duyusal kıl hücrelerinin dinlenme frekansında bir hızlanma veya yavaşlama vardır. Elektrik sinyalleri, yarım daire şeklindeki kanal siniri yoluyla beyne ulaşır.

Maküler organlar

Sacculus ve utriculus, uzayda vücudun öteleme ivmesini kaydeder. Aynı zamanda birbirlerine diktirler, böylece sakkül düşey ve utrikulus yatay ivmelere tepki verir. Duyusal hücreler, uzantıları (duyusal kıllar, özellikle stereosilyalar ) ile birlikte otolitler (statolitler) içeren jelatinimsi bir zara çıkar . Otolitler ince kalsiyum karbonat kristalleridir ve zarın yoğunluğunu arttırır ve dolayısıyla bir eylemsizlik etkisi sağlar, böylece doğrusal ivmelerin algılanması mümkün hale gelir.

Sinir sisteminde işleme

Duyusal bilgilerin 8. ile duyu hücrelerinden geldiğinde kraniyal sinirin ( vestibulokoklear sinir karşılık gelen) nükleusların olarak beyin sapı ( vestibüler çekirdekler ). Bunlar gözlerden, beyincikten ve omurilikten ek bilgi alır .

Denge organının göz kasları ile birbirine bağlanması ( vestibuloküler refleks ), kafa aynı anda hareket ederken sabit bir görüntünün görsel olarak algılanmasını sağlar.

Denge sistemine ( vestibüler sistem ) ek olarak, görsel sistem ve propriyoseptif sistem ( derinlik hassasiyeti ) de uzayda bilinçli yönelimden sorumludur.

Bu sistemlerden birinin işlevi bozulursa, bu, bireysel duyu organlarından gelen çelişkili bilgilerle sonuçlanabilir. Bu başınızın dönmesine neden olabilir . Otolitlerin disfonksiyonu iyi huylu pozisyonel vertigoya neden olabilir.

Son araştırmalar, iç kulaktaki denge organının yalnızca mekansal yönelimden sorumlu olmadığını, aynı zamanda vücut hareketlerinin hassas kontrolünde de önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Bu işlev, özellikle karanlıktaki hareketlerde veya cimnastikçiler veya sanatçılar tarafından gerçekleştirilenler gibi karmaşık hareket dizilerinde önemli bir rol oynuyor gibi görünüyor.

Bakiye kontrolü

Koordinasyon testleri

  • Romberg deneyi : İncelenen kişi gözleri kapalı olarak duruyor, böylece ayaklar birbirine dokunuyor. Kollar yatay olarak uzatılmıştır. Muayene eden kişi, deneğin stabilitesini veya düşme eğilimini değerlendirir.
  • Unterberger-Tretversuch : İncelenen kişi, gerekirse kolları öne doğru uzatılarak "tek bir yerde" kapalı gözlerle yürüyor. Muayene eden kişi, sağa veya sola sapmayı değerlendirir.
  • Yürüme sapması : Kapalı gözlerle ileriye doğru yürürken, yürüme sapması değerlendirilir.
  • Denge davranışı ve "düşme riski" nin 14 test temelinde belirlendiği bir test prosedürü olan Berg Denge Ölçeği .

Deneysel testler

  • Denge organının kalorik muayenesi : Muayene sırasında hasta, başı hafifçe kaldırılarak sırt üstü yatar. Odadaki yönelim mümkün olmayacak şekilde gözleriniz kapalı olmalıdır. Kulak kanalının soğuk veya ılık suyla (30 ° C, 44 ° C) durulanması, endolenfin vestibüler organda baş dönmesi ile ilişkili hareketine neden olur. Vestibüler organ sağlam ise, nistagmus yani gözün tipik bir yanal seğirmesi gözlemlenebilir ve değerlendirilebilir. Kural olarak göz, ılık bir durulama ile tahriş olmuş kulak yönünde ve soğuk bir uyarı ile ters yönde hareket eder. Kulak zarı sağlam değilse su ile yıkanmamalıdır. Alternatif olarak deney, dietil eter veya hava ile gerçekleştirilebilir.

Balık ve amfibilerin vestibüler aparatı

Yarım daire şeklindeki kanallara ek olarak, tüm balıkların her biri bir otolit içeren üç maküler organı vardır . Sakkül özellikle işitme duyusuna , saç hücrelerinde kesme hareketlerine yol açan yakın alandaki ses dalgaları durumunda sagitta ve çevreleyen endolenf arasındaki yoğunluk farklılıklarına hizmet eder . İşitme duyusunu daha uzak mesafelere ve daha yüksek frekanslara genişletmek için, bazı kemikli balık türlerinin yüzme kesesi ile kafatası kemiği veya iç kulakları arasında özel bağlantı mekanizmaları vardır . Birkaç durumda, iç kulak özel hava dolu kabarcıklarla çevrilidir.

Makula organı Otolitin adı işlevi değişkenlik göreceli boyut
utricle Lapillus Yatay doğrusal ivmelerin elde edilmesi düşük çoğunlukla küçük
Saccule Sagitta Dikey doğrusal ivmelerin elde edilmesi büyük, kemikli balıklara ait Ostariophysi'lerden biri yok büyük, çok büyük (fazla 30 mm) umberfishing
Lagena Asterisküs Dikey doğrusal ivmeleri duyun ve yakalayın büyük, özellikle Ostariophysi arasında orta

Amfibilerin de Lagena'sı vardır, ancak bu sadece ivmeyi algılar. Şimdiye kadar bilindiği kadarıyla, bu hayvanlardaki sakkulus yalnızca alt tabaka titreşimlerini algılamak için kullanılırken, amfibiorum papilla da sesi alabilir ve baziler papilla yalnızca işitme için kullanılır.

Diğer denge organları

Bir sürüngen (üstte), kuş (solda) ve öküzün (sağda) denge organının karşılaştırmalı temsili

Kuşlarda denge organları

Kuşların birkaç bağımsız denge organı bile vardır. Omuriliğin yan kanatlarında ikinci bir denge organına sahiptirler . Yürümeyi ve ayakta durmayı kontrol etmekten tek başına sorumludur . İç kulaktaki vestibüler aparat ise uçuş sırasında kuşların hareketlerini kontrol eder .

Böceklerde denge organları

Muhtemelen veya gösterilebilir bir şekilde bir denge organı işlevi gören çok sayıda böcek organı tanımlanmıştır:

Diğer hayvanlar

Hayvanlar aleminde kinetik olarak serbestçe hareket eden bir katı ile denge organları , vücudun kendi materyalinden oluşan ve vücutta biyomineralizasyonla ortaya çıkan veya dışarıdan emilen bir statolit yaygındır . Bu tür organlara genellikle statokist denir ve örneğin şu konumlarda bulunabilir:

Kerevit statolitleri , ilk anten çiftinin tabanındaki çukurlarda yer aldığından, tüy döktüklerinde kaybolurlar ve çevrelerinden bir çakıl taşı olan hayvanlar tarafından değiştirilmeleri gerekir. Bu gerçek, kalıptan sonra yengeçlere sadece demir granüllerinin verildiği deneylerin temelini oluşturdu. Statik duyu, yapay manyetik alanların yardımıyla bozulabilir ve özel olarak araştırılabilir.

Ayrıca bakınız

İnternet linkleri

  • Dengede hareket. Açık: Wissenschaft.de , 9 Ağustos 2005. İç kulaktaki denge organı karmaşık motor dizilerini koordine ediyor.

Bireysel kanıt

  1. ↑ Christopher Platt, Arthur N. Popper: Kulağın ince yapısı ve işlevi. İçinde: William N. Tavolga, Arthur N. Popper, Richard R. Fay (Ed.): Balıklarda işitme ve ses iletişimi. Springer, New York NY ve diğerleri. 1981, ISBN 0-387-90590-1 , sayfa 3-38, doi : 10.1007 / 978-1-4615-7186-5_1 .
  2. ^ Domenico Cotugno: De aquaeductibus auris humanae internae. Anatomica Dissertatio. Simoniana, Napoli 1761.
  3. ^ Brian L. Day, Raymond F. Reynolds: Vestibüler yanıt istemli hareketi şekillendirir. In: Güncel Biyoloji. Cilt 15, No. 15, 2005, sayfa 1390-1394, PMID 16085491 , doi: 10.1016 / j.cub.2005.06.036 .
  4. ↑ Arthur N. Popper: İç kulağın organizasyonu ve işitsel işlemler. In: R. Glenn Northcutt, Roger E. Davis (Ed.): Fish Neurobiology. Cilt 1: Beyin sapı ve duyu organları. Michigan Press, Ann Arbor MI 1983, ISBN 0-472-10005-X , s. 126-178.
  5. ↑ Stefan Holler: Ortak kurbağada (Rana temporaria) yarım daire şeklindeki kanallardan ve otolit organlarından gelen afferent ve komissural sinyallerin yakınsaması. Münih 2001, üniversite, tez; Sayısallaştırılmış sürüm (PDF; 4,93 MB).
  6. ^ Necker, R. (2005). Omur kanalının ve omuriliğin kuş lumbosakral uzmanlıklarının yapısı ve gelişimi, denge organı olarak olası bir işleve özel atıfta bulunur. Anat Embryol., 210 (1): 59-74. doi: 10.1007 / s00429-005-0016-6
  7. ^ Necker, R. (2006). Kuşların lumbosakral vertebral kanal ve omuriliğindeki uzmanlıklar: yürüme kontrolünde yer alan bir duyu organı işlevi gören bir işlevin kanıtı. J. Comp. Physiol .: A-Sens. Nör Behav. Fiz., 192 (5): 439-448. doi: 10.1007 / s00359-006-0105-x
  8. ↑ Necker, R., Janßen, A. ve Beissenhirtz, T. (2000). Güvercinlerdeki lumbosakral anatomik uzmanlıkların karasal hareket sırasında dengeyi sağlamadaki rolünün davranışsal kanıtı. J. Comp. Physiol .: A-Sens. Nör Behav. Phys., 186 (4): 409-412. doi: 10.1007 / s003590050440
  9. ↑ Rolf Gattermann (Ed.): Hayvanların ve insanların davranışsal biyolojisi sözlüğü. 2., tamamen gözden geçirilmiş baskı. Elsevier - Spectrum, Akademischer Verlag, Münih 2006, ISBN 3-8274-1703-1 .