Ішкі құлақтың ең ішкі бөлігінде орналасқан жартылай дөңгелек каналдар – тепе-құлықты сақтайтын, бұрыштық үдеуді сезетін құрылым. Анатомиясы мен қызметі туралы біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Құлақтың ең ішкі бөлігінде орналасқан орган
Organ located in innermost part of ear
Жарты шеңберлі каналдар – әр құлақтың ішкі құлағында орналасқан, бір-бірімен байланысқан үш жарты шеңберлі түтік. Бұл үш канал – бүйірлік, алдыңғы және артқы жарты шеңберлі каналдар. Олар сүйектік лабиринттің құрамына кіреді, яғни перилимфамен толтырылған, тасқайнат сүйегінің тасқайнат бөлігіндегі periosteum қабықшасымен жабылған қуыс. Әрбір жарты шеңберлі каналге сәйкес жарты шеңберлі өзек орналасқан, атап айтқанда, бүйірлік, алдыңғы және артқы жарты шеңберлі өзектер. Олар бұрыштық үдеуді сезінуге мүмкіндік береді және эндолимфамен толтырылған мембраналық лабиринттің бөлігі болып табылады.
The semicircular canals are three semicircular interconnected tubes located in the innermost part of each ear, the inner ear. The three canals are the lateral, anterior and posterior semicircular canals. They are the part of the bony labyrinth, a periosteum lined cavity on the petrous part of the temporal bone filled with perilymph. Each semicircular canal contains its respective semicircular duct, i. e. the lateral, anterior and posterior semicircular ducts, which provide the sensation of angular acceleration and are part of the membranous labyrinth—therefore filled with endolymph.
Құрылымы
Жарты шеңберлі каналдар – бір-біріне тік бұрышпен орналасқан және сүйектік лабиринттің құрамдас бөлігі болып табылады, олардың әрқайсысы тиісті жарты шеңберлі өзекшені қамтиды. Әр жарты шеңберлі өзекшенің бір шетінде диаметрі өзекшелердің екі еседен астам болатын мембраналық ампула деп аталатын кеңейтілген қуыс бар. Әр ампулада ампулярлық қыртыс – криста ампулярлыс орналасқан, ол купула деп аталатын қалың желатинді қабықшадан және көптеген шашты жасушалардан тұрады. Жоғары және артқы жарты шеңберлі өзекшелер бір-біріне тік бұрышпен тік бағытта орналасқан. Бүйірлік жарты шеңберлі өзекше көлденең жазықтықтан шамамен 30 градус бұрышпен орналасқан. Өзекшелердің бағыты әртүрлі жазықтықта бас қозғалысымен әртүрлі өзекшенің стимуляциялануына себеп болады, ал қозғалыс бұл жазықтықтардан ауытқынша, бірден бірнеше өзекше стимуляцияланады. Бүйірлік жарты шеңберлі өзекше бас бұрылғанда оның бұрыштық үдеуін анықтайды, ал алдыңғы және артқы жарты шеңберлі өзекшелер бас жоғары немесе төмен қозғалғанда оның тік қозғалысын анықтайды. Бас орны өзгерген кезде, инерция салдарынан өзекшелердегі эндолимфа артта қалады, бұл шашты жасушалардың кірпіктерін бүгіп тұратын купулаға әсер етеді. Шашты жасушалардың стимуляциялануы үдеудің орын алуы туралы миға сигнал жібереді. Жарты шеңберлі каналдар вестибюльге бес тесік арқылы ашылады, олардың біреуі екі каналға ортақ. Сүтқоректілердің түрлері арасында жарты шеңберлі каналдардың мөлшері олардың қозғалыс түрімен байланысты. Атап айтқанда, епті және жылдам, сілкініп қозғалатын түрлердің дене мөлшеріне қарағанда үлкен каналдары бар, ал сақтықпен қозғалатын түрлердің каналдары кішкентай болады.
The semicircular canals are a component of the bony labyrinth that are at right angles from each other and contain their respective semicircular duct. At one end of each of the semicircular ducts is a dilated sac called an membranous ampulla, which is more than twice the diameter of the ducts. Each ampulla contains an ampullary crest, the crista ampullaris which consists of a thick gelatinous cap called a cupula and many hair cells. The superior and posterior semicircular ducts are oriented vertically at right angles to each other. The lateral semicircular duct is about a 30 degree angle from the horizontal plane. The orientations of the ducts cause a different duct to be stimulated by movement of the head in different planes, and more than one duct is stimulated at once if the movement is off those planes. The lateral semicircular duct detects angular acceleration of the head when the head is turned and the anterior and posterior semicircular ducts detect vertical head movements when the head is moved up or down. When the head changes position, the endolymph in the ducts lags behind due to inertia and this acts on the cupula which bends the cilia of the hair cells. The stimulation of the hair cells sends the message to the brain that acceleration is taking place. The semicircular canals open into the vestibule by five orifices, one of the apertures being common to two of them. Among species of mammals, the size of the semicircular canals is correlated with their type of locomotion. Specifically, species that are agile and have fast, jerky locomotion have larger canals relative to their body size than those that move more cautiously.
Жақсы жартылай шеңберлі канал
Жақсы жартылай шеңберлі канал (көлденең немесе сыртқы жартылай шеңберлі канал деп те аталады) үш каналдың ең қысқасы болып табылады. Оның түтігіндегі сұйықтың қозғалысы бас тік ось (яғни мойын) айнала айналуға сәйкес келеді, яғни көлденең жазықтықта айналу. Мысалы, бас жағын бір жақтан екінші жаққа бұрғанда (жау ось) осылай болады. Ол өлшенген, және оның доғасы көлденең артқа және бүйірге қарай бағытталған; сондықтан әрбір жартылай шеңберлі канал қалған екеуіне тік бұрышпен орналасқан. Оның кеңейтілген ұшы вестибюльдің жоғарғы және бүйірлік бұрышымен сәйкес келеді, ол сопақша терезеден жоғары орналасқан, және алдыңғы жартылай шеңберлі каналдың кеңейтілген ұшына жақын ашылады; ал қарсы ұшы вестибюльдің жоғарғы және артқы бөлігінде ашылады. Бір құлақтың жақсы каналы екінші құлақтың жақсы каналымен шамамен бір жазықтықта орналасқан.
The lateral semicircular canal (also known as horizontal or external semicircular canal) is the shortest of the three canals. Movement of fluid within its duct corresponds to rotation of the head around a vertical axis (i. e. the neck), or in other words, rotation in the transverse plane. This occurs, for example, when one turns the head from side to side (yaw axis). It measures from , and its arch is directed horizontally backward and laterally; thus each semicircular canal stands at right angles to the other two. Its ampullated end corresponds to the upper and lateral angle of the vestibule, just above the oval window, where it opens close to the ampullated end of the anterior semicircular canal; its opposite end opens at the upper and back part of the vestibule. The lateral canal of one ear is very nearly in the same plane as that of the other.
Алдыңғы жартылай шеңберлі канал
Алдыңғы жартылай шеңберлі канал (сонымен қатар жоғарғы жартылай шеңберлі канал деп те аталады) вестибулярлық жүйенің бас айналуын көлденең осьтің айналасында, яғни сагитталь жазықтықта анықтайтын бөлігін қамтиды. Мысалы, бас издегенде (pitch осі) осылай болады. Ол тік бағытта орналасқан және ұзындығы бойынша сопақша сүйектің тас басты бөлігінің ұзын осіне перпендикуляр орналасады, ал оның алдыңғы бетінде доғасы дөңгелек проекция құрайды. Бұл шеңбердің шамамен үштен екі бөлігін құрайды. Оның бүйірлік ұшы кеңейтілген (ампуласы бар) және вестибюльдің жоғарғы бөлігіне ашылады; ал қарсы ұшы артқы жартылай шеңберлі каналдың жоғарғы бөлігімен бірігіп, вестибюльдің жоғарғы және медиалдық бөлігіне ашылатын crus osseum commune құрайды.
The anterior semicircular canal (also known as superior semicircular canal) contains the part of the vestibular system that detects rotations of the head in around the lateral axis, that is, rotation in the sagittal plane. This occurs, for example, when nodding one's head (pitch axis). It is in length, is vertical in direction, and is placed transversely to the long axis of the petrous part of the temporal bone, on the anterior surface of which its arch forms a round projection. It describes about two thirds of a circle. Its lateral extremity is ampullated, and opens into the upper part of the vestibule; the opposite end joins with the upper part of the posterior semicircular canal to form the crus osseum commune, which opens into the upper and medial part of the vestibule.
Артқы жартылай шеңберлі канал
Артқы жартылай шеңберлі канал вестибулярлық жүйенің бас сагиттальды (алдыңғы-артқы) осьтің айналасында немесе корональды жазықтықта айналуын анықтайтын бөлігін қамтиды. Мысалы, бас иыққа тигізілгенде немесе акробатикалық дөңгелек жасалғанда (айналу осі) мұндай қозғалыс орын алады. Ол атауына сәйкес, жоғары және артқы бағытта орналасқан, уақыт сүйегінің тас басты бөлігінің артқы бетіне шамамен параллель. Вестибулярлық су каналы оған тікелей медиалды орналасқан. Артқы жартылай шеңберлі канал сүйектік лабиринттің құрамына кіреді және оның арнасы вестибулярлық жүйеге корональды жазықтықтағы бас айналуын сезуге мүмкіндік береді. Бұл үш жартылай шеңберлі каналдың ең ұзыны. Оның төменгі немесе ампулалық ұшы вестибюльдің төменгі және артқы бөлігіне, ал жоғарғы ұшы crus osseum commune-ға ашылады.
The posterior semicircular canal contains the part of the vestibular system that detects rotation of the head around the antero posterior (sagittal) axis, or in other words, rotation in the coronal plane. This occurs, for example, when one moves the head to touch the shoulders, or when doing a cartwheel (roll axis). It is directed superiorly and posteriorly, as per its nomenclature, nearly parallel to the posterior surface of the petrous part of the temporal bone. The vestibular aqueduct is immediately medial to it. The posterior semicircular canal is part of the bony labyrinth and its duct is used by the vestibular system to detect rotations of the head in the coronal plane. It is the longest of the three semicircular canals, measuring from Its lower or ampullated end opens into the lower and back part of the vestibule, its upper into the crus osseum commune.
Даму
2009 жылғы зерттеу нәтижелері зебра балықтарының ішкі құлағындағы жартылай шеңберлі каналдардың морфогенезінде сүйек морфогенетикалық ақуыз 2 (BMP 2) үшін маңызды кешкі рөлді көрсетті. БМП 2-нің жартылай шеңберлі каналдың өсуіндегі рөлі әртүрлі омыртқалы жануарлар арасында сақталуы мүмкін деп болжануда. Сонымен қатар, ла́мпреяның ішкі құлағындағы екі жартылай шеңберлі каналдың дамуы адамдардағы жоғарғы және артқы каналдардың дамуымен ұқсас екендігі анықталды, себебі екі организмнің де каналдары ерте даму кезінде көздің көпіршігіндегі екі ойыстан пайда болады. Бұл ойыстар ла́мпреяларда 11 және 42 миллиметрлік дернәсіл кезеңінде алғаш пайда болады, ал зебра балықтарында ұрықтанғаннан кейін 57 сағаттан соң пайда болады.
Findings from a 2009 study demonstrated a critical late role for bone morphogenetic protein 2 (BMP 2) in the morphogenesis of semicircular canals in the zebrafish inner ear. It is suspected that the role of BMP 2 in semicircular canal duct outgrowth is likely to be conserved between different vertebrate species. Additionally, it has been found that the two semicircular canals found in the lamprey inner ear are developmentally similar to the superior and posterior canals found in humans, as the canals of both organisms arise from two depressions in the otic vesicle during early development. These depressions first form in lampreys between the 11 and 42 millimeter larval stages and form in zebrafish 57 hours post fertilization
Функция
Жартылай шеңберлі каналдар айналма қозғалыстарды сезіну үшін сенсорлық ақпаратты қамтамасыз етеді. Олар көлбеу, домалап айналу және бағытталған осьтер бойынша орналасқан. Латеральді жартылай шеңберлі канал бағытталған осьте, алдыңғы жартылай шеңберлі канал көлбеу осьте, ал артқы жартылай шеңберлі канал домалап айналу осьінде орналасқан. Әрбір канал эндолимфа деп аталатын сұйықтықпен толтырылған және сұйықтықтың ішінде қозғалыс сезгіштері бар. Әрбір каналдың табаны кеңейтіліп, құлаққа ашылады және бір жағында мембраналық ампула деп аталатын кеңейтілген қалтасы бар. Ампуланың ішінде шашты жасушалар мен ампулярлы криста деп аталатын қолдаушы жасушалардың жиынтығы орналасқан. Бұл шашты жасушалардың апикальді бетінде көптеген цитоплазмалық өскіндер бар, олар стереоцилиялар деп аталады және олар купула деп аталатын желатинді құрылымға енген. Бас айналғанда, канал қозғалады, бірақ эндолимфа инерция салдарынан артта қалады. Бұл купуланы бұрып, ішіндегі стереоцилияларды иілтеді. Стереоцилиялардың иілуі миға берілетін электр сигналын өзгертеді. Шамамен 10 секунд ішінде, тұрақты қозғалысқа қол жеткеннен кейін, эндолимфа каналдың қозғалысына жетеді және купула әсер етуін тоқтатады, бұл үдеу сезімін тоқтатады. Бұл бейімделу кезеңі ұшқыштар жиі сезінетін "құлау" деп аталатын иллюзияның себебінің бірі болып табылады. Ұшқыш бұрылысқа кірген кезде, жартылай шеңберлі каналдардағы шашты жасушалар стимуляцияланады, бұл миға ұшақ пен ұшқыш енді түзу сызып қозғалмай, бұрылып бара жатқанын хабарлайды. Егер ұшқыш тұрақты жылдамдықпен айналатын болса, эндолимфа ақырында каналға жетеді және купуланы бұруын тоқтатады. Ұшқыш енді ұшақтың бұрылып бара жатқанын сезінбейді. Ұшқыш бұрылыстан шыққанда, жартылай шеңберлі каналдар стимуляцияланады, бұл ұшқыштың енді кері бағытта бұрылып бара жатқанын ойлауына себеп болады, тіке және тегіс ұшудың орнына. Осыған жауап ретінде, ұшқыш көбінесе бұл иллюзияны өтеу үшін бастапқы бұрылыс бағытына қарай еңкейеді. Бұл құбылыстың қауіпті түрі "құрым спиралі" деп аталады. Ұшқыш бастапқы бұрылыс бағытына қарай еңкейгеннің орнына, керісінше бұрылысқа қайта кіруі мүмкін. Эндолимфа тұрақтанғаннан кейін, жартылай шеңберлі каналдар біртіндеп бұрылуды тіркеуін тоқтатады және ұшақ жерге соқтығысқанша биіктігін жоғалтады.
The semicircular ducts provide sensory input for experiences of rotary movements. They are oriented along the pitch, roll, and yaw axes. The lateral semicircular canal is oriented in the yaw axis, the anterior semicircular canal is oriented in the pitch axis, and the posterior semicircular canal is oriented in the roll axis. Each duct is filled with a fluid called endolymph and contains motion sensors within the fluids. The base of each duct is enlarged, opening into the utricle, and has a dilated sac at one end called the membranous ampulla. Within the ampulla is a mound of hair cells and supporting cells called crista ampullaris. These hair cells have many cytoplasmic projections on the apical surface called stereocilia which are embedded in a gelatinous structure called the cupula. As the head rotates, the duct moves, but the endolymph lags behind owing to inertia. This deflects the cupula and bends the stereocilia within. The bending of these stereocilia alters an electric signal that is transmitted to the brain. Within approximately 10 seconds of achieving constant motion, the endolymph catches up with the movement of the duct and the cupula is no longer affected, stopping the sensation of acceleration. This adjustment period is in part the cause of an illusion known as "the leans" often experienced by pilots. As a pilot enters a turn, hair cells in the semicircular ducts are stimulated, telling the brain that the aircraft, and the pilot, are no longer moving in a straight line but rather making a banked turn. If the pilot were to sustain a constant rate turn, the endolymph would eventually catch up with the ducts and cease to deflect the cupula. The pilot would no longer feel as if the aircraft was in a turn. As the pilot exits the turn, the semicircular ducts are stimulated to make the pilot think that they are now turning in the opposite direction rather than flying straight and level. In response to this, the pilot will often lean in the direction of the original turn in an attempt to compensate for this illusion. A more serious form of this is called a graveyard spiral. Rather than the pilot leaning in the direction of the original turn, they may actually re enter the turn. As the endolymph stabilizes, the semicircular ducts stop registering the gradual turn and the aircraft slowly loses altitude until impact with the ground.
Тарих
Жан-Пьер Флоренс көгершіндердің көлденең жартылай дөңгелек каналын жойып, олардың дөңгелектей ұшуын байқады, бұл жартылай дөңгелек каналдардың қызметін көрсетеді.
Jean Pierre Flourens, by destroying the horizontal semicircular canal of pigeons, noted that they continue to fly in a circle, showing the purpose of the semicircular canals.