
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи. Р. Клинке
- •12.1. Физиология чувства равновесия Физиология периферического сенсорного аппарата
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 279
- •Центральная вестибулярная система
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 281
- •Вестибулярные рефлексы; клинические тесты
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 283
- •12.2. Физиология слуха
- •Физические свойства звукового стимула (акустика)
- •Анатомические основы слуха; периферический отдел органа слуха
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 285
- •Психофизика слуха
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 287
- •Роль среднего уха
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 289
- •Слуховые процессы во внутреннем ухе
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 291
- •Центральная слуховая система
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 293
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 295
- •Патофизиология нарушения слуха
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 297
- •12.3. Физиология речевого аппарата
- •Основные свойства акустических речевых сигналов
- •Фонация
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 299
- •Артикуляция
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 301
- •Звуковая спектрография
- •Нарушения речи
- •12.4. Литература
- •Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 303
Глава 12. Физиология чувства равновесия, слуха и речи 279
|
Рис. 12.3. Схема левого горизонтального полукружного канала (вид сверху). За исключением вздутия, обозначающего утрикулус, прочие части лабиринта не показаны. Угловое ускорение в направлении, указанном черной стрелкой (представьте себе, что вы вращаете учебник в эту сторону), отклоняет купулу по ходу красной стрелки |
линейные ускорения, встречающиеся в повседневной жизни (например, при разгоне автомобиля), играют для вестибулярной системы подчиненную роль и даже могут неправильно интерпретироваться ЦНС (см. с. 280).
Естественные стимулы для полукружных каналов. Второй вид адекватных стимулов для ресничек вестибулярных рецепторов воспринимается в полукружных каналах (рис. 12.3). Хотя реальная форма последних в организме - не идеальная окружность (рис. 12.1), они действуют как замкнутые круговые трубки, заполненные эндолимфой. В области ампулы их наружная стенка выстлана сенсорным эпителием (рис. 12.3); здесь купула с глубоко утопленными в ней ресничками рецепторных клеток выступает в эндолимфу. Не содержащая минеральных включений купула полукружных каналов обладает точно такой же плотностью, что и эндолимфа. Следовательно, линейное ускорение (включая гравитационное) на этот орган не влияет; при прямолинейном движении и различных ориентациях головы взаиморасположение полукружных каналов, купулы и ресничек остается неизменным. Иной эффект у углового (вращательного) ускорения. При повороте головы полукружные каналы, естественно, поворачиваются вместе с ней, однако эндолимфа в силу своей инерции в первый момент остается на месте. Возникает разность давлений по обе стороны купулы, соединенной со стенкой канала и образующей водонепроницаемую преграду [26], в результате чего она отклоняется в сторону, противоположную движе-
нию (рис. 12.3). Это вызывает сдвиговое усилие, приложенное к ресничкам, и, таким образом, изменяет активность афферентного нерва. В горизонтальных каналах все рецепторы ориентированы так, что киноцилии обращены к утрикулусу, поэтому активность афферентов увеличивается, когда купула отклоняется в ту же сторону (утрикулопетально). В левом горизонтальном полукружном канале это происходит при вращении влево. В вертикальных каналах афференты активируются при утрикулофугальном отклонении купулы (от утрикулуса). Импульсация всех этих волокон, приходящих из трех каналов с каждой стороны, также оценивается ЦНС и дает информацию об угловых ускорениях, действующих на голову. Именно потому, что голова может вращаться вокруг трех пространственных осей - наклоняться вперед и назад, влево и вправо и поворачиваться вокруг длинной оси тела, необходимы именно три полукружных канала, лежащие в трех почти перпендикулярных друг другу плоскостях. При вращении вокруг какой-либо диагональной оси стимулируется более одного канала. Мозг при этом выполняет векторный анализ информации, определяя истинную ось вращения. В клинических исследованиях (см. с. 281) важно учитывать, что так называемый горизонтальный полукружный канал расположен не совсем горизонтально: его передний край приподнят приблизительно на 30".
Особенности купулярной механики. Рассмотрим сначала, что происходит с купулой при кратковременном угловом ускорении, т.е. когда мы просто вращаем головой. Как следует из рис. 12.4, А, отклонение купулы соответствует не этому ускорению, а моментальной угловой скорости. Соответственно изменения частоты нейронной импульсации по сравнению со спонтанной приближаются к изменениям угловой скорости, а не углового ускорения, хотя силы, вызывающие деформацию купулы, обусловлены именно ускорением. После завершения этого короткого движения купула возвращается в исходное состояние, и активность афферентного нерва снижается до уровня покоя. На рис. 12.4, Б показана принципиально иная ситуация, наблюдающаяся при длительном вращении (например, на центрифуге), когда после первоначального ускорения надолго устанавливается постоянная угловая скорость. Купула, отклонившись в первый момент, затем медленно возвращается в положение покоя. Быстрая остановка равномерного вращения снова отклоняет ее, но уже в противоположном направлении (из-за инерции эндолимфа продолжает двигаться, в результате чего возникает разность давлений по обе стороны купулы, приводящая к ее смещению, характеристики которого, за исключением направленности, те же, что и в начале движения). Для возвращения купулы в исходное положение требуется сравнительно длительное время (10-30 с).
280 ЧАСТЬ III. ОБЩАЯ И СПЕЦИАЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
|
Рис. 12.4. Отклонение купулы и активность афферентного нервного волокна: .4-при коротком повороте (например, головы); Б -при длительном вращении (например, на стуле). Отметьте различие временного масштаба на рисунках |
Разница между реакциями купулы на короткую и длительную стимуляцию связана с механическими свойствами системы «купула-эндолимфа», которая ведет себя в первом приближении подобно сильно демпфированному крутильному маятнику [26]. При этом следует помнить, что силы, отклоняющие купулу, всегда обусловлены ускорением, хотя при кратковременных угловых ускорениях, наиболее обычных в физиологических условиях, ее отклонение пропорционально не им, а угловой скорости.
Деформации купулы, как правило, очень малы [41], но ее рецепторы крайне чувствительны. В экспериментах на животных очень быстрый поворот тела всего лишь на 0,005° (отклонение купулы-такого же порядка) оказался для них надпороговым стимулом [32].