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19.8: O Sistema Vestibular
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The Vestibular System
 
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19.8: The Vestibular System

19.8: O Sistema Vestibular

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.

O sistema vestibular é um conjunto de estruturas auriculares internas que proporcionam uma sensação de equilíbrio e orientação espacial. Este sistema é composto por estruturas dentro do labirinto do ouvido interno, incluindo a cóclea e dois órgãos otolíticos—o utrículo e o sáculo. O labirinto também contém três canais semicirculares—superiores, posteriores e horizontais—que são orientados em diferentes planos.

Todas essas estruturas contêm células ciliadas vestibulares—os receptores sensoriais do sistema vestibular. Nos órgãos otolíticos, as células ciliadas assentam sob uma camada gelatinosa chamada membrana otolítica, que contém otólitos—cristais de carbonato de cálcio—tornando-a relativamente pesada. Quando a cabeça é inclinada, a membrana otolítica muda, dobrando os estereocílios nas células ciliadas.

Nos canais semicirculares, os cílios das células ciliadas estão contidos dentro de uma cúpula gelatinosa, que é cercada por fluido endolinfa. Quando a cabeça experimenta movimentos, como aceleração e desaceleração rotacional, o fluido move-se, dobrando a cúpula e os cílios dentro dela.

Semelhante às células ciliadas auditivas, o deslocamento em direção ao cílio mais alto faz com que os canais de iões mecanicamente fechados se abram, despolarizando a célula e aumentando a libertação de neurotransmissores. O deslocamento para o cílio mais curto hiperpolariza a célula e diminui a libertação de neurotransmissores em comparação com o repouso. Desta forma, os movimentos da cabeça são transduzidos em sinais neurais.

As células ciliadas vestibulares estão orientadas em diferentes direções dentro das estruturas do labirinto—que estãos elas próprias orientadas em diferentes direções—permitindo que diversos tipos e direções de movimento da cabeça sejam detectados. Essa informação é enviada do labirinto através do nervo vestibular para partes do cérebro, como o tronco cerebral e o cerebelo, bem como certos músculos ópticos. Isso permite respostas motoras rápidas, como o reflexo vestibulo-ocular, que ajusta a posição dos olhos para estabilizar o olhar enquanto a cabeça se está a mover.

No cérebro, as informações vestibulares de ambos os ouvidos são integradas com outros tipos de informações sensoriais—como informações visuais—para auxiliar na orientação espacial. Algumas informações vestibulares são enviadas através do tálamo para o córtex cerebral—auxiliando na percepção consciente da orientação no espaço.


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