Sens de l'équilibre

Le labyrinthe de l'oreille interne est constitué, outre la cochlée, de deux petits sacs - rond (sacculus) et ovale (utriculus) - et de trois canaux semi-circulaires. Ces structures sont remplies d'endolymphe et entourées de tous côtés par de la périlymphe. Leur destruction entraîne une perte d’équilibre importante ; un pigeon chez qui ces organes ont été prélevés est incapable de voler.

Au fil du temps, cependant, il peut réapprendre à maintenir son équilibre à l’aide de stimuli visuels. Chez l'humain, outre ces organes de l'oreille interne, l'équilibre dépend de la vision, de la stimulation proprioceptive et de la stimulation provenant des cellules situées dans la plante des pieds et sensibles à la pression. Dans certains types de surdité, les organes de l’équilibre de l’oreille interne ainsi que la cochlée ne fonctionnent pas, mais le sens de l’équilibre reste intact.

Le sacculus et l'utriculus sont de petits sacs creux tapissés de cellules sensibles munies de poils et contenant de petits cailloux auriculaires, des otolithes, constitués de carbonate de calcium. Dans des conditions normales, la gravité amène les otolithes à exercer une pression sur certaines cellules ciliées, qui envoient ensuite des impulsions au cerveau le long des fibres nerveuses sensorielles provenant de la base de ces cellules. Lorsque la tête est inclinée, les otolithes exercent une pression sur les autres cellules et les irritent.

De nombreux invertébrés, comme les écrevisses et les homards, possèdent également des organes similaires. L'action de ces cellules chez l'écrevisse a été démontrée dans une expérience ingénieuse ; elle était basée sur le fait que pendant la mue, lorsque le cancer se débarrasse de son ancienne enveloppe et développe une nouvelle coquille plus spacieuse, il développe également de nouveaux organes d'équilibre et le cancer y introduit des grains de sable qu'il puise dans l'environnement. En fournissant de la limaille de fer aux écrevisses en mue, les expérimentateurs les ont forcées à réagir à un aimant.

Lorsqu'un aimant était placé directement au-dessus de l'animal et attirait la limaille de fer, la faisant appuyer sur les cellules supérieures de l'organe de l'équilibre, l'écrevisse prenait « le haut » pour « le bas », se retournait et flottait le ventre vers le haut. Dans les labyrinthes auriculaires, il y a trois canaux semi-circulaires, chacun étant un tube courbé en demi-cercle, relié aux deux extrémités à un sac ovale. Les canaux sont disposés de telle sorte que chacun d'eux se trouve dans un plan perpendiculaire aux plans des deux autres canaux.

Lorsqu'une des extrémités de chaque canal se jette dans le sac ovale, il y a une petite extension en forme de bulbe (ampoule), contenant un groupe de cellules ciliées semblables aux mêmes cellules des sacs ovales et ronds, mais dépourvues d'otolithes. Ces cellules sont excitées par les mouvements du liquide (endolymphe) remplissant les canaux. Lorsque la tête tourne, le mouvement du fluide dans les canaux est en retard sur ce mouvement, de sorte qu'en fait les cellules ciliées se déplacent par rapport au fluide et reçoivent des stimuli de son flux.

Cette stimulation provoque non seulement une sensation de rotation, mais également des mouvements réflexes des yeux et de la tête dans le sens opposé à la rotation initiale. Étant donné que les trois canaux semi-circulaires sont situés dans trois plans différents, déplacer la tête dans n’importe quelle direction entraînera le déplacement du fluide dans au moins un de ces canaux. En introduisant de l'eau chaude ou froide dans le conduit auditif externe, des courants de convection peuvent être provoqués dans le liquide du canal sans aucun mouvement de la tête. Il y a une sensation de rotation et de vertige.

Une personne est habituée aux mouvements dans le plan horizontal, irritant d'une certaine manière les canaux semi-circulaires, mais les mouvements verticaux parallèles au grand axe du corps lui sont inhabituels. De tels mouvements (comme monter ou descendre un ascenseur ou le mouvement de la mer) irritent les canaux semi-circulaires de manière inhabituelle et peuvent provoquer des nausées et des vomissements, comme cela se produit avec le mal de mer. Si une personne s'allonge, les mouvements irriteront différemment les canaux semi-circulaires et les nausées seront moindres.