Біологія. Довідник школяра та абітурієнта
Гравітаційна сенсорна система
Всі організми, які коли-небудь жили на Землі, розвивались в умовах дії на них сили тяжіння або, іншими словами, в гравітаційному полі Землі. Життя в гравітаційному полі змушувало живі організми займати певне положення стосовно лінії дії сили тяжіння, тобто до вертикалі. Проте необхідність зберігати певне положення щодо гравітаційного поля Землі в процесі еволюції в більшості організмів стане суперечити необхідності координованої рухової активності (добування їжі, захисту від ворогів), яка часто вимагає значного відхилу положення тіла від нормального. Для орієнтації стосовно гравітаційного поля Землі більшість тварин має датчик положення тіла, тобто спеціальний отолітовий орган, який досягає більшої або меншої досконалості в процесі еволюції, однак побудований за тим самим принципом.
Орган рівноваги, або гравірецептор, складається з отоліта, який може переміщуватись у межах органа, і системи рецепторів, які сприймають положення або переміщення отоліту в органі. Будь-яке відхилення у положенні тіла супроводжується зміщенням отоліту, що збуджує відповідну групу рецепторів органа рівноваги. Сигнал цих рецепторів обробляється в ЦНС, яка та посилає командний сигнал до м’язів, які коригують положення тіла. Дещо інакшим чином сприймаються кутові прискорення. Структури, які відповідають за це, являють собою канали, заповнені рідиною, в стінках яких розташовані рецепторні клітини. Коли тварина переміщується в просторі, рідина в каналі приходить у рух і відхиляє війки в напрямі, який залежить від напряму прискорення.
У багатьох видів тварин є і гравірецептор, і рецептори прискорення, але деякі мають лише один із них.
Мікроскопічна будова стінки органа рівноваги
У людини присінкові ядра отримують інформацію від волоскових сенсорних епітеліоцитів присінкового лабіринту обох боків тіла, пропріорецепторів шиї і тулуба, ядер окорухового нерва. Оброблена інформація надходить прямо чи через сітчастий утвір до рухових нейронів спинного мозку та до мозочка.
Частина сигналів від присінкових ядер надходить до гіпоталамуса, де формується відчуття кінетозу (закачування) і через таламус до кори великого мозку, де створюється свідоме відчуття положення тіла в просторі. Навіть під час повного спокою у присінковому нерві реєструють спонтанну імпульсацію.
Частота потенціалу дії в окремих волокнах нерва залежить від положення голови і тіла у просторі, змінюється під час руху тіла з лінійним чи кутовим прискоренням. Зокрема, частота потенціалу дії підвищується під час повертання голови в один бік і знижується під час повертання у протилежний. Нейрони присінкових ядер довгастого мозку й моста реагують також на зміну положення кінцівок, повороти тіла, сигнали від внутрішніх органів. Таким чином, імпульси, які виникають у присінково-завитковому лабіринті, рефлекторно можуть впливати на тонус окремих м’язів і навіть без участі свідомості викликати їх скорочення (ритмічні звуки полегшують ходьбу, танцювальна мелодія допомагає танцювати).
У людини чутливість вестибулярної системи дуже висока. Отолітовий апарат дозволяє сприймати лінійні прискорення, які становлять усього 2 см/с2. Поріг розрізнення нахилу голови вбік становить близько 1°, а вперед і назад — 1,5-2,0°. Кристи напівколових каналів дозволяють людині помічати прискорення обертів у 2-3 см/с2.
