Cảm giác cân bằng

Mê cung của tai trong bao gồm, ngoài ốc tai, hai túi nhỏ - tròn (túi) và hình bầu dục (utriculus) - và ba ống bán khuyên. Những cấu trúc này chứa đầy nội dịch và được bao quanh bởi ngoại dịch ở mọi phía. Sự phá hủy của chúng gây ra sự mất cân bằng đáng kể; một con chim bồ câu bị cắt bỏ các cơ quan này sẽ không thể bay được.

Tuy nhiên, theo thời gian, anh ta có thể học lại cách duy trì sự cân bằng bằng cách sử dụng các kích thích thị giác. Ở người, ngoài các cơ quan này của tai trong, sự cân bằng còn phụ thuộc vào thị giác, sự kích thích cảm giác bản thể và sự kích thích đến từ các tế bào nằm ở lòng bàn chân và nhạy cảm với áp lực. Ở một số loại điếc, các cơ quan thăng bằng ở tai trong cũng như ốc tai không hoạt động nhưng cảm giác thăng bằng vẫn còn nguyên vẹn.

Sacculus và utriculus là những túi rỗng nhỏ được lót bằng các tế bào nhạy cảm có lông và chứa sỏi tai nhỏ, sỏi tai, bao gồm canxi cacbonat. Trong điều kiện bình thường, trọng lực làm cho sỏi tai tạo áp lực lên một số tế bào lông, sau đó gửi xung động đến não dọc theo các sợi thần kinh cảm giác đến từ đáy của các tế bào này. Khi nghiêng đầu, sỏi tai sẽ gây áp lực lên các tế bào khác và kích thích chúng.

Nhiều động vật không xương sống như tôm càng và tôm hùm cũng có cơ quan tương tự. Hoạt động của các tế bào này ở tôm càng đã được chứng minh trong một thí nghiệm khéo léo; nó dựa trên thực tế là trong quá trình lột xác, khi ung thư lột bỏ lớp vỏ cũ và phát triển một lớp vỏ mới rộng rãi hơn, nó cũng phát triển các cơ quan cân bằng mới và ung thư đưa các hạt cát vào chúng, chúng lấy từ môi trường. Bằng cách cung cấp mạt sắt cho tôm càng đang lột xác, các nhà thí nghiệm đã buộc chúng phản ứng với nam châm.

Khi đặt một nam châm ngay phía trên con vật và nó hút các mạt sắt, khiến chúng ấn vào các tế bào phía trên của cơ quan giữ thăng bằng, tôm càng nhầm “lên” thành “xuống”, lật nhào và nổi bụng lên. Trong mê cung tai có ba ống hình bán nguyệt, mỗi ống là một ống cong hình bán nguyệt, nối hai đầu với một túi hình bầu dục. Các kênh được sắp xếp sao cho mỗi kênh nằm trong một mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng của hai kênh còn lại.

Khi một đầu của mỗi ống chảy vào túi hình bầu dục sẽ xuất hiện một phần giãn nở nhỏ hình bóng đèn (bóng), chứa một nhóm tế bào lông giống các tế bào của túi hình bầu dục và túi tròn nhưng không có sỏi tai. Những tế bào này bị kích thích bởi sự chuyển động của chất lỏng (nội dịch) lấp đầy các kênh. Khi đầu quay, chuyển động của chất lỏng trong các kênh tụt lại phía sau chuyển động này, do đó trên thực tế, các tế bào lông di chuyển so với chất lỏng và nhận được kích thích từ dòng chảy của nó.

Sự kích thích này không chỉ gây ra cảm giác xoay mà còn gây ra các chuyển động phản xạ của mắt và đầu theo hướng ngược lại với hướng quay ban đầu. Bởi vì ba ống bán khuyên nằm ở ba mặt phẳng khác nhau nên việc di chuyển đầu theo bất kỳ hướng nào sẽ khiến chất lỏng di chuyển trong ít nhất một trong các ống tủy này. Bằng cách đưa nước ấm hoặc lạnh vào ống tai ngoài, dòng đối lưu có thể được tạo ra trong dịch ống tai mà không có bất kỳ chuyển động nào của đầu. Có cảm giác quay cuồng và chóng mặt.

Một người đã quen với các chuyển động trong mặt phẳng ngang, kích thích các kênh hình bán nguyệt theo một cách nhất định, nhưng những chuyển động thẳng đứng song song với trục dài của cơ thể là điều không bình thường đối với anh ta. Những chuyển động như vậy (chẳng hạn như đi lên hoặc xuống thang máy hoặc chuyển động trên biển) sẽ kích thích các ống bán nguyệt một cách bất thường và có thể gây buồn nôn và ói mửa, như xảy ra với chứng say sóng. Nếu một người nằm xuống, các cử động sẽ kích thích các ống bán khuyên một cách khác nhau và cảm giác buồn nôn sẽ ít hơn.