Senso di equilibrio

Il labirinto dell'orecchio interno è costituito, oltre alla coclea, da due piccole sacche - rotonde (sacculus) e ovali (utriculus) - e da tre canali semicircolari. Queste strutture sono piene di endolinfa e circondate su tutti i lati dalla perilinfa. La loro distruzione provoca una notevole perdita del senso dell'equilibrio; un piccione al quale siano stati asportati questi organi non è in grado di volare.

Col tempo, tuttavia, può imparare di nuovo a mantenere l'equilibrio utilizzando stimoli visivi. Nell'uomo, oltre che da questi organi dell'orecchio interno, l'equilibrio dipende dalla vista, dalla stimolazione propriocettiva e dalla stimolazione proveniente dalle cellule situate nella pianta dei piedi e sensibili alla pressione. In alcuni tipi di sordità gli organi dell’equilibrio nell’orecchio interno e la coclea non funzionano, ma il senso dell’equilibrio rimane intatto.

Il sacculo e l'utricolo sono piccole sacche cave rivestite da cellule sensibili dotate di peli e contenenti piccoli calcoli auricolari, otoliti, costituiti da carbonato di calcio. In condizioni normali, la gravità fa sì che gli otoliti esercitino una pressione su alcune cellule ciliate, che poi inviano impulsi al cervello lungo le fibre nervose sensoriali provenienti dalla base di queste cellule. Quando la testa è inclinata, gli otoliti esercitano pressione su altre cellule e le irritano.

Anche molti invertebrati, come i gamberi e le aragoste, hanno organi simili. L'azione di queste cellule nei gamberi è stata dimostrata in un ingegnoso esperimento; si basava sul fatto che durante la muta, quando il cancro perde la sua vecchia copertura e sviluppa un nuovo guscio più spazioso, sviluppa anche nuovi organi di equilibrio e il cancro introduce in essi granelli di sabbia, che prende dall'ambiente. Fornendo limatura di ferro ai gamberi in muta, gli sperimentatori li hanno costretti a rispondere a un magnete.

Quando un magnete veniva posto direttamente sopra l'animale e attirava la limatura di ferro, facendola premere sulle cellule superiori dell'organo dell'equilibrio, il gambero scambiava “su” per “giù”, si girava e galleggiava a pancia in su. Nei labirinti dell'orecchio ci sono tre canali semicircolari, ciascuno dei quali è un tubo curvato a semicerchio, collegato ad entrambe le estremità ad una sacca ovale. I canali sono disposti in modo tale che ciascuno di essi giaccia su un piano perpendicolare ai piani degli altri due canali.

Quando un'estremità di ciascun canale sfocia nella sacca ovale, c'è una piccola espansione a forma di bulbo (ampolla), contenente un gruppo di cellule ciliate che sono simili alle stesse cellule delle sacche ovali e rotonde, ma prive di otoliti. Queste cellule sono eccitate dai movimenti del fluido (endolinfa) che riempie i canali. Quando la testa gira, il movimento del fluido nei canali resta indietro rispetto a questo movimento, così che in effetti le cellule ciliate si muovono rispetto al fluido e ricevono stimoli dal suo flusso.

Questa stimolazione provoca non solo una sensazione di rotazione, ma anche movimenti riflessivi degli occhi e della testa nella direzione opposta alla rotazione iniziale. Poiché i tre canali semicircolari si trovano su tre piani diversi, muovendo la testa in qualsiasi direzione si farà sì che il fluido si muova in almeno uno di questi canali. Introducendo acqua calda o fredda nel canale uditivo esterno si possono provocare correnti convettive nel fluido del canale senza alcun movimento della testa. C'è una sensazione di giramento di testa e vertigini.

Una persona è abituata ai movimenti sul piano orizzontale, irritando in un certo modo i canali semicircolari, ma i movimenti verticali paralleli all'asse lungo del corpo sono insoliti per lui. Tali movimenti (come salire o scendere da un ascensore o il movimento del mare) irritano i canali semicircolari in modo insolito e possono causare nausea e vomito, come accade con il mal di mare. Se una persona si sdraia, i movimenti irriteranno diversamente i canali semicircolari e la nausea sarà meno grave.