Balance ist der vitale Sinn, der unseren wippenden, aufrechten Körpern dringend benötigte Stabilität gibt. Ein gutes Gleichgewicht ist normalerweise mit einer stabilen Haltung verbunden, aber es hat auch viel mit der visuellen Stabilität zu tun.

Die Bedeutung des Gleichgewichtssystems zeigt sich in der großen Anzahl von Verbindungen, die es mit dem Gehirn herstellt. Diese Verbindungen zeigen, dass die Kräfte der Bewegung, die wir in der Umwelt erzeugen und denen wir begegnen, sich auf viele Teile des Gehirns auswirken können, einschließlich jener, die kontrollieren Sehen, Hören, Schlaf, Verdauung und sogar Lernen und Gedächtnis.

Wie funktioniert das Gleichgewicht?

Jedes sensorische System verwendet Detektoren oder Rezeptoren außerhalb des Gehirns, um Informationen über die Umwelt zu sammeln. Zum Beispiel verwendet das visuelle System lichtempfindliche Rezeptoren in der Retina, um sichtbares Licht zu detektieren. Das Gleichgewichtssystem beruht auf spezialisierten bewegungsempfindlichen Rezeptorzellen im Innenohr.

Während das Gehör offensichtlich mit dem Hören verbunden ist, ist es auch der Schutz für das Gleichgewicht. Es hat eine labyrinthische Struktur, die aus einer Reihe von mit Flüssigkeit gefüllten Kanälen und Kanälen besteht. Innerhalb dieses Labyrinths befinden sich fünf Gleichgewichtsrezeptoren, die ideal positioniert sind, um verschiedene Bewegungsarten zu erkennen. Es gibt drei Rezeptoren für die Kopfdrehung, eine weitere für die horizontale Beschleunigung und eine für die vertikale Beschleunigung (oder Schwerkraft).

Jeder Gleichgewichtsrezeptor ist ein Organ, das aus Tausenden von Zellen mit langen, haarähnlichen Projektionen besteht. Infolge der Kopfbewegung werden diese sogenannten Haarzellen sind aufgeregt, wenn ihre Projektionen durch eine Flüssigkeit, Endolymphe genannt, in eine bestimmte Richtung gedrückt werden.

Die Bewegung der Endolymphe im Innenohr ist komplex. Wenn Sie zum Beispiel eine Schüssel mit Wasser drehen, braucht das Wasser Zeit, um mit der drehenden Schüssel "aufzuholen". Diese Verzögerung ist auf Trägheit zurückzuführen und gilt für alle Flüssigkeiten, einschließlich Endolymphe.

Wenn der Kopf sich zu bewegen beginnt, bleibt die Endolymphe zunächst ruhig. Dies bedeutet tatsächlich eine schnelle relative Bewegung der Endolymphe in die entgegengesetzte Richtung zum Kopf. Diese relative Bewegung erregt die Haarzellen, die ausgerichtet sind, um diese bestimmte Kopfbewegung zu erfassen.

Auf elegante und präzise Weise arbeiten Endolymphe und Haarzellen zusammen, um einen konstanten Informationsfluss über die Kopfbewegung zum Gehirn zu liefern.

Die Innenohr-Gleichgewichtsorgane sind bemerkenswert in ihrer Fähigkeit, Kopfbewegungen sowohl klein als auch groß, schnell und langsam und in jeder Richtung zu erkennen. Das Gehirn nutzt Signale von den Organen, um eine Reihe von Gleichgewichtsreflexen zu orchestrieren, die unsere Muskeln bis zu unseren Zehen steuern!

Diese Reflexe kontrollieren jedoch nicht nur unsere Haltungsmuskeln, sondern auch unsere Augenmuskeln. Zusammen bilden diese Reflexe unsere Fähigkeit, in einer sich ständig verändernden und sich ständig bewegenden physischen Umgebung aufrecht zu bleiben und eine stabile Sicht zu haben.

Warum springt unsere Sicht nicht auf und ab, wenn wir joggen?

Die Aufrechterhaltung unserer aufrechten Haltung ist eine offensichtliche Aufgabe für unser exquisit empfindliches und ansprechendes Gleichgewichtssystem. Es hat aber auch einen tiefgreifenden Einfluss auf die Kontrolle unserer Augenbewegungen. Die beim Laufen oder Joggen erzeugte Auf- und Abbewegung hätte eine destabilisierende Wirkung auf unsere Sehkraft.

Wie Aufnahmen von einer Handkamera würde auch ein einfaches Joggen auf einem ebenen Pfad oder einer glatten Straße zu instabilen und wackeligen Bildern führen. Beim Betrachten von Handkameraaufnahmen kann es unangenehm und schwierig sein, sich auf stationäre Objekte wie Bäume zu konzentrieren, weil sie sich zu heftig bewegen.

Aber was ist mit unseren Augen? Zum Glück ist unser Gesichtsfeld bemerkenswert stabil, wenn wir joggen. Dies ist auf einen Reflex zurückzuführen, den die meisten von uns für selbstverständlich halten vestibulo-okulärer Reflex.

Der vestibulo-okuläre Reflex ist einer der schnellsten und aktivsten Reflexe im menschlichen Körper. Es nutzt Kopfbewegungen, die vom Innenohr wahrgenommen werden, um kompensatorische Augenbewegungen zu erzeugen, die gleich - aber entgegengesetzt in der Richtung - der Kopfbewegung sind. Diese unterbewusste, fortlaufende Anpassung der Augenposition führt trotz deutlicher Kopfbewegung zu einem stabilen Gesichtsfeld.

Video: Infrarot-Kamera Tracking von Augenbewegungen beim Joggen in völliger Dunkelheit. Der vestibulo-okuläre Reflex funktioniert, indem er die extra-okularen Muskeln aktiviert, um die Augen zu bewegen, um Kopfbewegungen auszugleichen. Das Video beginnt mit Alan stehen (Ruhe), dann joggen (joggen), dann wieder still stehen (Ruhe). Obwohl die Augenbewegungen nicht groß erscheinen, sind sie exquisit präzise.

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Was passiert, wenn das Gleichgewicht schief geht?

Für viele ist die Vorstellung, plötzlich einen Sinn wie Sehen oder Hören zu verlieren, erschreckend (und zu Recht), und ein plötzlicher Verlust des Gleichgewichts wäre ähnlich katastrophal.

Anfänglich würde ein schwächender und erschreckender Schwindel Sie daran hindern, selbst einfache tägliche Aufgaben zu erledigen, ohne umzustürzen. Die schlimmsten Symptome würden mit der Zeit nachlassen, wenn Sie sich stärker auf andere Sinne wie das Sehen verlassen. Aber selbst ein teilweiser Verlust des Vestibulookularreflexes würde bedeuten, jedes Mal anzuhalten und still zu stehen, wenn Sie ein Gesicht erkennen oder den Preis eines Lebensmittelartikels lesen möchten.

Die Tatsache, dass uns dieser elegante Reflex fast nicht bewusst ist, zeugt von der großartigen, verdeckten Arbeit, die das Balance-System für uns leistet. Es erlaubt uns nicht nur zu gehen, ohne umzufallen, sondern gibt uns auch eine konstante und zuverlässige Sicht auf eine sich wunderbar verändernde Welt.

Über den Autor

Lauren Poppi, Doktorandin in Anatomie, University of Newcastle und Alan Brichta, Professor für Biomedizinische Wissenschaften und Pharmazie (Anatomie), University of Newcastle

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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