19.8: The Vestibular System
19.8: Le système vestibulaire
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.
Le système vestibulaire est un ensemble de structures d’oreille interne qui fournissent un sentiment d’équilibre et d’orientation spatiale. Ce système est composé de structures dans le labyrinthe de l’oreille interne, y compris la cochlée et deux organes d’otolithe- l’utril et le saccule. Le labyrinthe contient également trois canaux semi-circulaires — supérieurs, postérieurs et horizontaux — qui sont orientés sur différents plans.
Toutes ces structures contiennent des cellules capillaires vestibulaires, les récepteurs sensoriels du système vestibulaire. Dans les organes d’otolithes, les cellules capillaires se trouvent sous une couche gélatineuse appelée membrane otolithique, qui contient de l’otoconia — cristaux de carbonate de calcium — ce qui la rend relativement lourde. Lorsque la tête est inclinée, la membrane otolithique se déplace, pliant la stéréocilia sur les cellules capillaires.
Dans les canaux semi-circulaires, les cils des cellules capillaires sont contenus dans une cupule gélatineuse, qui est entourée de liquide endolymph. Lorsque la tête subit des mouvements, tels que l’accélération rotationnelle et la décélération, le fluide se déplace, flexion de la cupule et les cils à l’intérieur.
Semblable aux cellules capillaires auditives, le déplacement vers le cilium le plus haut provoque l’ouverture de canaux ioniques à barrière mécanique, dépolarisant la cellule et augmentant la libération des neurotransmetteurs. Le déplacement vers le cidium le plus court hyperpolarise la cellule et diminue la libération des neurotransmetteurs par rapport au repos. De cette façon, les mouvements de la tête sont transduits en signaux neuronaux.
Les cellules capillaires vestibulaires sont orientées dans différentes directions au sein des structures du labyrinthe, qui sont elles-mêmes orientées dans des directions différentes, ce qui permet de détecter divers types et directions de mouvement de la tête. Cette information est envoyée du labyrinthe à travers le nerf vestibulaire à des parties du cerveau, comme le tronc cérébral et le cervelet, ainsi que certains muscles optiques. Cela permet des réponses rapides du moteur, comme le réflexe vestibulo-oculaire, qui ajuste la position des yeux pour stabiliser le regard pendant que la tête se déplace.
Dans le cerveau, l’information vestibulaire des deux oreilles est intégrée à d’autres types d’informations sensorielles, comme l’information visuelle, pour faciliter l’orientation spatiale. Certaines informations vestibulaires sont envoyées par le thalamus au cortex cérébral, aidant à la perception consciente de l’orientation dans l’espace.
