Vestibuläre Empfindungen beginnen im Innenohr im Vestibularlabyrinth, einer Reihe miteinander verbundener Kammern, die mit der Cochlea kontinuierlich sind. Die bekanntesten Bestandteile des Vestibularlabyrinths sind die halbkreisförmigen Kanäle. Diese bestehen aus drei ungefähr rechtwinklig zueinander angeordneten Rohren, die sich jeweils in einer Ebene befinden, in der sich der Kopf drehen kann., Diese Konstruktion ermöglicht es jedem der Kanäle, eine der folgenden Kopfbewegungen zu erkennen: Auf und ab nicken, Seite an Seite schütteln oder nach links und rechts kippen. Diese Bewegungen des Kopfes um eine Achse werden als Drehbeschleunigung bezeichnet und können mit einer linearen Beschleunigung kontrastiert werden, die eine Bewegung vorwärts oder rückwärts beinhaltet.
Die halbkreisförmigen Kanäle sind mit einer Flüssigkeit namens Endolymphe gefüllt, deren Zusammensetzung der intrazellulären Flüssigkeit in Neuronen ähnelt., Wenn der Kopf gedreht wird, verursacht er die Bewegung der Endolymphe durch den Kanal, die der Ebene der Bewegung entspricht. Die Endolymphe in diesem halbkreisförmigen Kanal fließt in eine Erweiterung des Kanals, die Ampulle genannt wird. Innerhalb der Ampulle befindet sich ein Sinnesorgan namens Crista ampullaris, das Haarzellen enthält, die sensorischen Rezeptoren des Vestibularsystems.
Haarzellen erhalten ihren Namen, da sich eine Sammlung kleiner“ Haare “ namens stereocilia von der Oberseite jeder Zelle aus erstreckt., Haarzellstereozilien haben feine Fasern, sogenannte Spitzenglieder, die zwischen ihren Spitzen verlaufen; Spitzenglieder sind auch an Ionenkanälen befestigt. Wenn die Stereozilien von Haarzellen bewegt werden, ziehen die Spitzenverbindungen assoziierte Ionenkanäle für einen Bruchteil einer Millisekunde offen. Dies ist lang genug, damit Ionen durch die Ionenkanäle strömen können, um eine Depolarisation der Haarzellen zu verursachen. Depolarisation von Haarzellen führt zu einer Freisetzung von Neurotransmittern und die Stimulation des Vestibulocochlearnervs.,
Die mit den halbkreisförmigen Kanälen verbundenen Haarzellen erstrecken sich aus der crista ampullaris in eine gallertartige Substanz namens Cupula, die Haarzellen von der Endolymphe trennt. Wenn die Endolymphe in die Ampulle fließt, verursacht sie jedoch die Verzerrung der Cupula, die zur Bewegung der Haarzellen führt. Dies führt zu einer Stimulation des Vestibulocochlearnervs, der die Informationen über die Kopfbewegung an die vestibulären Kerne im Hirnstamm sowie an das Kleinhirn überträgt.,
Das vestibuläre System verwendet zwei andere Organe, die als Otolithen bekannt sind, um lineare Beschleunigung, Gravitationskräfte und Kippbewegungen zu erkennen. Es gibt zwei Otolithen im Vestibularlabyrinth: den Utricle und den Saccule. Der Utricle ist darauf spezialisiert, Bewegungen in der horizontalen Ebene zu erkennen, während der Saccule Bewegungen in der vertikalen Ebene erkennt.
Der Prozess der Empfindung in den Otolithenorganen weist eine gewisse Ähnlichkeit mit dem Prozess in den halbkreisförmigen Kanälen auf, aber es gibt auch einige deutliche Unterschiede., Wie die halbkreisförmigen Kanäle enthalten auch die Otolithen ein Sinnesorgan, in dem Haarzellen gefunden werden können; In diesem Fall wird es jedoch Makula genannt. Wie in den halbkreisförmigen Kanälen befindet sich über den Haarzellen eine gallertartige Schicht; In den Otolithenorganen befindet sich jedoch eine andere faserige Struktur, die otolithische Membran über der gallertartigen Schicht. Die otolithische Membran hat kleine Kristalle von Calciumcarbonat, die als Otoconia bezeichnet werden., Diese Kristalle machen die otolithische Membran schwerer als der Rest der Struktur; Wenn eine lineare Beschleunigung auftritt, verschiebt sich die otolithische Membran relativ zur Makula, was zur Verschiebung von Haarzellen und damit zur Freisetzung von Neurotransmittern aus diesen Zellen führt. Die Struktur der Otolithenorgane macht sie besonders empfindlich gegenüber Bewegungen wie linearer Beschleunigung und Kopfneigung.,
Das vestibuläre System verwendet diese Informationen über die Bewegung, die über die halbkreisförmigen Kanäle und Otolithenorgane erhalten werden, um Gleichgewicht, Stabilität und Haltung aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel ist der vestibulo-okuläre Reflex (VOR) ein Mechanismus, der Verbindungen zwischen dem Vestibularsystem und den Augenmuskeln beinhaltet und es unserem Blick ermöglicht, an einem bestimmten Punkt fixiert zu bleiben, selbst wenn wir unsere Köpfe bewegen., Eine Störung des vestibulären Systems, sei es aufgrund einer inhärenten Pathologie oder eines vorübergehenden Zustands wie Alkoholvergiftung, kann Symptome wie Schwindel, Gleichgewichtsverlust und Übelkeit mit sich bringen und kann von leicht bis unfähig sein.