ความสมดุลคือความรู้สึกที่สำคัญซึ่งให้ความมั่นคงที่จำเป็นอย่างยิ่งแก่ร่างกายที่ส่ายไปมาและตั้งตรงของเรา ความสมดุลที่ดีมักจะสัมพันธ์กับการมีท่าทางที่มั่นคง แต่ก็มีส่วนเกี่ยวข้องมากมายกับความมั่นคงทางสายตาด้วย

ความสำคัญของระบบการทรงตัวนั้นแสดงให้เห็นโดยการเชื่อมต่อจำนวนมากกับสมอง การเชื่อมต่อเหล่านี้เผยให้เห็นว่าแรงของการเคลื่อนไหวที่เราสร้างและพบเจอในสภาพแวดล้อมสามารถส่งผลกระทบต่อส่วนต่าง ๆ ของสมองรวมถึงส่วนที่ควบคุม การมองเห็น การได้ยิน การนอนหลับ การย่อยอาหาร และแม้กระทั่งการเรียนรู้และความจำ.

ความสมดุลทำงานอย่างไร?

ทุกระบบประสาทสัมผัสใช้เครื่องตรวจจับหรือ ผู้รับ นอกสมองเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ระบบการมองเห็นใช้ตัวรับแสงที่ไวต่อแสงในเรตินาเพื่อตรวจจับแสงที่มองเห็นได้ ระบบการทรงตัวอาศัยเซลล์รับความรู้สึกที่ไวต่อการเคลื่อนไหวเฉพาะในหูชั้นใน

แม้ว่าหูชั้นในจะมีความเกี่ยวข้องกับการได้ยินอย่างเห็นได้ชัด แต่หูชั้นในยังเป็นแหล่งพักพิงสำหรับการทรงตัวอีกด้วย มีโครงสร้างเป็นวงกต ซึ่งประกอบด้วยชุดของคลองและท่อที่บรรจุของเหลว ภายในเขาวงกตนี้มีตัวรับสมดุลห้าตัวซึ่งถูกวางไว้ในอุดมคติเพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวประเภทต่างๆ มีตัวรับสามตัวสำหรับการหมุนศีรษะ อีกตัวหนึ่งสำหรับการเร่งความเร็วในแนวนอน และอีกตัวหนึ่งสำหรับการเร่งความเร็วในแนวตั้ง (หรือแรงโน้มถ่วง)

ตัวรับสมดุลแต่ละตัวเป็นอวัยวะที่ประกอบขึ้นจากเซลล์หลายพันเซลล์ที่มีส่วนยื่นเหมือนขนยาว จากการเคลื่อนศีรษะ สิ่งเหล่านี้เรียกว่า เซลล์ขน ตื่นเต้นเมื่อการฉายภาพถูกผลักไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่งโดยของเหลวที่เรียกว่าเอนโดลิมฟ์

การเคลื่อนไหวของเอนโดลิมฟ์ภายในหูชั้นในนั้นซับซ้อน ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณหมุนชามน้ำ น้ำต้องใช้เวลาในการ "จับ" ชามที่หมุนได้ ความล่าช้านี้เกิดจากความเฉื่อยและนำไปใช้กับของเหลวทั้งหมด รวมถึงเอนโดลิมฟ์

เมื่อศีรษะเริ่มเคลื่อน เอนโดลิมฟ์ในขั้นต้นจะนิ่ง นี่แปลว่าการเคลื่อนที่สัมพัทธ์อย่างรวดเร็วของเอนโดลิมฟ์ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับศีรษะ การเคลื่อนไหวสัมพัทธ์นี้กระตุ้นเซลล์ขนที่อยู่ในแนวเดียวกันเพื่อตรวจจับการเคลื่อนไหวของศีรษะนั้น

ดังนั้น ในวิธีที่สง่างามและแม่นยำ เอ็นโดลิมฟ์และเซลล์ขนจึงทำงานร่วมกันเพื่อให้ข้อมูลอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของศีรษะไปยังสมอง

อวัยวะที่สมดุลของหูชั้นในมีความโดดเด่นในด้านความสามารถในการตรวจจับการเคลื่อนไหวของศีรษะทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ เร็วและช้า และในทุกทิศทาง สมองใช้สัญญาณจากอวัยวะต่างๆ เพื่อเตรียมการตอบสนองต่อการทรงตัวที่ควบคุมกล้ามเนื้อของเรา จนถึงนิ้วเท้าของเรา!

อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาตอบสนองเหล่านี้ไม่เพียงแต่ควบคุมกล้ามเนื้อของท่าทางเท่านั้น แต่ยังควบคุมกล้ามเนื้อตาของเราด้วย การตอบสนองเหล่านี้ร่วมกันสนับสนุนความสามารถของเราในการคงตัวตรงด้วยการมองเห็นที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมทางกายภาพที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและเคลื่อนไหวตลอดเวลา

ทำไมการมองเห็นของเราไม่กระเด้งขึ้นลงเมื่อเราวิ่งเหยาะๆ?

การรักษาท่าทางให้ตั้งตรงเป็นงานที่ชัดเจนสำหรับระบบสมดุลที่ละเอียดอ่อนและตอบสนองได้ดีของเรา อย่างไรก็ตาม มันมีผลอย่างมากต่อการควบคุมการเคลื่อนไหวของดวงตาของเรา การเคลื่อนไหวขึ้นลงที่เกิดขึ้นขณะเดินหรือวิ่งจ๊อกกิ้งจะมีผลเสียต่อการมองเห็นของเรา

เช่นเดียวกับภาพจากกล้องมือถือ แม้แต่การเขย่าเบา ๆ ไปตามทางเรียบหรือถนนที่เรียบก็จะส่งผลให้ภาพไม่นิ่งและสั่นคลอน เมื่อรับชมฟุตเทจของกล้องมือถือ อาจไม่ถูกใจและโฟกัสไปที่วัตถุที่อยู่นิ่งอย่างต้นไม้ได้ยาก เนื่องจากพวกมันเคลื่อนไหวรุนแรงเกินไป

แต่ตาของเราล่ะ? โชคดีที่ขอบเขตการมองเห็นของเรามีความเสถียรอย่างน่าทึ่งเมื่อเราเขย่าเบา ๆ นี่เป็นเพราะปฏิกิริยาสะท้อนกลับที่พวกเราส่วนใหญ่มักมองข้ามไป เรียกว่า vestibulo-ลูกตาสะท้อน.

vestibulo-ocular reflex เป็นหนึ่งในปฏิกิริยาตอบสนองที่รวดเร็วและกระฉับกระเฉงที่สุดในร่างกายมนุษย์ ใช้การเคลื่อนไหวของศีรษะที่ตรวจพบโดยหูชั้นในเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวของดวงตาชดเชยที่เท่ากัน - แต่มีทิศทางตรงกันข้าม - กับการเคลื่อนไหวของศีรษะ การปรับตำแหน่งตาอย่างต่อเนื่องของจิตใต้สำนึกนี้ส่งผลให้เกิดลานสายตาที่มั่นคง แม้ว่าจะมีการเคลื่อนไหวของศีรษะอย่างมีนัยสำคัญ

วิดีโอ: กล้องอินฟราเรดติดตามการเคลื่อนไหวของดวงตาขณะวิ่งจ๊อกกิ้งในความมืดสนิท vestibulo-ocular reflex ทำงานโดยการกระตุ้นกล้ามเนื้อตาเพื่อขยับดวงตาเพื่อชดเชยการเคลื่อนไหวของศีรษะ วิดีโอเริ่มต้นด้วยอลันยืนนิ่ง (พัก) จากนั้นจ็อกกิ้ง (จ็อกกิ้ง) จากนั้นยืนนิ่งอีกครั้ง (พัก) แม้ว่าการเคลื่อนไหวของดวงตาจะไม่ใหญ่โต แต่ก็แม่นยำอย่างประณีต

{vimeo}188254998{/vimeo}

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อความสมดุลผิดพลาด?

สำหรับหลายๆ คน ความคิดที่จะสูญเสียความรู้สึกเช่นการมองเห็นหรือการได้ยินอย่างกะทันหันนั้นน่ากลัว (และถูกต้องแล้ว) และการสูญเสียความรู้สึกในการทรงตัวอย่างกะทันหันก็อาจเป็นหายนะเช่นเดียวกัน

ในขั้นต้น อาการวิงเวียนศีรษะที่ทำให้ร่างกายทรุดโทรมและน่ากลัวจะป้องกันไม่ให้คุณทำงานประจำวันง่ายๆ ให้เสร็จโดยไม่ล้ม อาการที่เลวร้ายที่สุดจะบรรเทาลงเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อคุณเริ่มพึ่งพาประสาทสัมผัสอื่น ๆ เช่นการมองเห็นมากขึ้น แต่แม้การสูญเสียการสะท้อนกลับของม่านตาเพียงบางส่วนก็หมายถึงการหยุดและยืนนิ่งทุกครั้งที่คุณต้องการจดจำใบหน้าหรืออ่านราคาของรายการซื้อของ

ข้อเท็จจริงที่ว่าเราแทบไม่รับรู้ถึงการสะท้อนที่สง่างามนี้เป็นข้อพิสูจน์ถึงการทำงานนอกเครื่องแบบที่ยอดเยี่ยมซึ่งระบบการทรงตัวทำเพื่อเรา ไม่เพียงแต่ช่วยให้เราเดินได้โดยไม่ล้ม แต่ยังให้มุมมองที่มั่นคงและเชื่อถือได้เกี่ยวกับโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างสวยงาม

เกี่ยวกับผู้เขียน

Lauren Poppi ผู้สมัครระดับปริญญาเอกสาขากายวิภาคศาสตร์ มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิ และ Alan Brichta ศาสตราจารย์ School of Biomedical Sciences and Pharmacy (Anatomy) มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิ

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน