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19.8: Das vestibuläre System
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The Vestibular System
 
PROTOKOLLE

19.8: The Vestibular System

19.8: Das vestibuläre System

The vestibular system is a set of inner ear structures that provide a sense of balance and spatial orientation. This system is comprised of structures within the labyrinth of the inner ear, including the cochlea and two otolith organs—the utricle and saccule. The labyrinth also contains three semicircular canals—superior, posterior, and horizontal—that are oriented on different planes.

All of these structures contain vestibular hair cells—the sensory receptors of the vestibular system. In the otolith organs, the hair cells sit beneath a gelatinous layer called the otolithic membrane, which contains otoconia—calcium carbonate crystals—making it relatively heavy. When the head is tilted, the otolithic membrane shifts, bending the stereocilia on the hair cells.

In the semicircular canals, the cilia of the hair cells are contained within a gelatinous cupula, which is surrounded by endolymph fluid. When the head experiences movements, such as rotational acceleration and deceleration, the fluid moves, bending the cupula and the cilia within it.

Similar to the auditory hair cells, displacement towards the tallest cilium causes mechanically-gated ion channels to open, depolarizing the cell and increasing neurotransmitter release. Displacement towards the shortest cilium hyperpolarizes the cell and decreases neurotransmitter release compared to rest. In this way, head movements are transduced into neural signals.

Vestibular hair cells are oriented in different directions within the structures of the labyrinth—which are themselves oriented in different directions—allowing diverse types and directions of head movement to be detected. This information is sent from the labyrinth through the vestibular nerve to parts of the brain, such as the brainstem and cerebellum, as well as certain optic muscles. This enables rapid motor responses, such as the vestibulo-ocular reflex, which adjusts eye position to stabilize gaze while the head is moving.

In the brain, vestibular information from both ears is integrated with other types of sensory information—such as visual information—to aid in spatial orientation. Some vestibular information is sent through the thalamus to the cerebral cortex—aiding in the conscious perception of orientation in space.

Das vestibuläre System besteht aus einer Reihe von Innenohrstrukturen. Sie vermitteln den Sinn für Gleichgewicht und räumliche Orientierung. Dieses System besteht aus Strukturen innerhalb des Labyrinths des Innenohrs. Zu ihnen gehören auch die Cochlea und zwei Otolithenorgane. Diese beiden sind der Utrikel und der Sakkulus. Das Labyrinth enthält auch drei halbkreisförmige Kanäle. Diese oberen, hinteren und horizontalen Kanäle sind auf verschiedenen Ebenen orientiert.

Diese Strukturen enthalten alle vestibuläre Haarzellendie Sinnesrezeptoren des vestibulären Systems. In den Otolithenorganen sitzen die Haarzellen unter einer gelatinösen Schicht, die Otolithenmembran genannt wird und die OtokoniaKalziumkarbonatkristalleenthält. Das macht sie relativ schwer. Wenn der Kopf gekippt wird, verschiebt sich die Otolithische Membran und biegt die Stereozilien auf den Haarzellen.

In den halbkreisförmigen Kanälen befinden sich die Zilien der Haarzellen in einer gelatinösen Kupula, die von Endolymphflüssigkeit umgeben ist. Wenn der Kopf bewegt wird, bewegt sich die Flüssigkeit und beugt die Cupula und die Zilien in ihr. Das geschieht beispielsweise bei einer Rotationsbeschleunigung oder -verzögerung.

Ähnlich wie bei den Hörhaarzellen führt die Verschiebung in Richtung der höchsten Wimpernhöhle zur Öffnung mechanisch eingelagerter Ionenkanäle. Dadurch wird die Zelle depolarisiert und die Neurotransmitterfreisetzung erhöht. Die Verschiebung in Richtung der kürzesten Wimpernhärchen führt zu einer Hyperpolarisierung der Zelle und verringert die Neurotransmitterfreisetzung im Vergleich zum Rest. Auf diese Weise werden Kopfbewegungen in neuronale Signale umgewandelt.

Vestibuläre Haarzellen sind innerhalb der Strukturen des Labyrinths in verschiedene Richtungen ausgerichtet. Diese sind ihrerseits auch noch weiter in verschiedene Richtungen ausgerichtet. So können verschiedene Arten und Richtungen von Kopfbewegungen erkannt werden. Diese Informationen werden vom Labyrinth durch den Vestibularnerv an Teile des Gehirns, wie Hirnstamm und Kleinhirn, sowie an bestimmte Sehmuskeln gesendet. Dies ermöglicht schnelle motorische Reaktionen. Ein Beispiel hierfür ist der vestibulo-okulare Reflex, der die Augenposition anpasst, um den Blick während Kopfbewegungen zu stabilisieren.

Im Gehirn werden vestibuläre Informationen von beiden Ohren mit anderen Arten von sensorischen Informationen wie z.B. visuelle Informationen integriert, um die räumliche Orientierung zu unterstützen. Einige vestibuläre Informationen werden durch den Thalamus zur Unterstützung der bewussten Wahrnehmung der Orientierung im Raum an die Großhirnrinde geschickt


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