3
晕的秘密——耳石器和半规管
现在我们已经知道了耳朵除了听声音以外的另外一个大的作用——感受运动。这和内耳的前庭器密切相关,也就是耳石器和半规管。两者的工作原理其实极为相似,接下来我们了解下耳石器和半规管所感受的两种不同类型的运动。
耳石器(前庭)
球囊和椭圆囊也被称为耳石器,是因为在球囊、椭圆囊结构内有一层碳酸钙结晶,形如石头,附着在胶状的耳石膜上,类似鹅卵石路。耳石本身有一定的重量,因此在头部运动或直线加速运动时,耳石会产生移动,牵动耳石膜,附着在耳石基底内的纤毛束感受到了牵拉,将这种牵拉转化为神经冲动传递给大脑。这就是耳石器感知运动的原理。
耳石器主要感知两种运动变化。一种是直线加速度或减速度。比如,你在开车,从静止开始沿直线开车,加速到60千米/小时,这样一个加速的过程就是水平直线加速度。直线加速度也可以是垂直方向的,如坐电梯上上下下。只要你是直线运动,无论水平,还是垂直,球囊和椭圆囊都能感受到。另一种是感知你的头位,头是否处于直立位。比如,当你直立时,双眼目视前方,这时你的头部就是直立位。如果你低头,双眼直视地面,保持这个位置不动,你的身体就能感知到你没有处在直立位。同样你在做保持抬头仰头的动作时,身体也能感知到你没有处于直立位。这就是球囊和椭圆囊感受到的另一种运动刺激。
半规管
半规管涉及的是旋转平衡。
每侧内耳中有三个环状的半规管,分别是上半规管、后半规管和外侧半规管,这三对半规管左右对称,而且每侧的三个半规管两两垂直,形成三维空间的三个坐标X、Y、Z轴。我们可以把每个半规管想象成人体内部的三个轴面的“水平仪”,每个半规管在其所在的平面内感受加速度的变化。这也就是为什么半规管不是两个或四个,而恰巧是三个且互相垂直。人体所处的三维空间内,可以有前后、左右和上下三种互相垂直的运动方向,故必须有三个互相垂直的半规管才能全面监控,少于三个不够用,多于三个用不着。半规管感受运动的方向和它所处的平面有关。当我们抬头或低头时,上半规管会告诉大脑现在在做点头的动作;当头向肩膀倾斜时,后半规管会告诉大脑现在在做歪头的动作;当我们左右移动头部时,外侧半规管会告诉大脑现在在做摇头的动作。
每个半规管一端和椭圆囊相通,另一端有个壶状的膨大,称为“壶腹”。在壶腹内有个非常类似于耳石器的结构,称为“壶腹帽”,像个高帽。壶腹帽被淋巴液包围,在壶腹帽的底部有毛细胞,毛细胞一侧的纤维深埋在壶腹帽内,另一侧有前庭感觉神经纤维。壶腹帽的工作原理和耳石器类似。我们可以想象一下,浸润在淋巴液中的壶腹帽感受到了淋巴液的流动,带动壶腹帽内的毛细胞纤维随着淋巴液流动的方向摆动,毛细胞再将这种“飘动”转化为神经冲动传递给大脑。
当人在原地转圈时,半规管中的内淋巴液会按同样的速度转动,带动“壶腹帽”内的毛细胞纤维将信息传递给脑部,大脑就知道人在转圈。但是当人突然停止,淋巴液的流动不会突然停止,通常要在25~30秒后毛细胞纤维才会回到原有状态。就好像摇晃装着水的瓶子,当你突然停止摇晃瓶子时,瓶子里的水仍在流动,稍后才会静止。这也就是为什么人在快速旋转突然停止后仍能感受到一种相反方向的旋转感,要等30秒左右旋转感才会消失。
在临床上有个眩晕疾病叫作“良性阵发性位置性眩晕”,你可能觉得这个名字拗口又难记,其实它还有另外一个更让人熟悉的名字——“耳石症”。现在你知道良性阵发性位置性眩晕为什么又叫耳石症了吧。
前文说过,迷路是一系列复杂的管道,半规管、球囊、椭圆囊之间可以通过管道相同。因此,本来应该在球囊、椭圆囊内的耳石脱落,进入了半规管,或者是耳石黏附在壶腹帽上,当我们头部运动时,由于耳石的存在,患侧半规管内淋巴液流动的通畅性不足或是嵴帽偏斜,使得双侧前庭神经纤维传给大脑的信息不对等,导致人体有了眩晕感。
医生在诊断耳石症时,会让患者坐在检查台上,然后迅速地躺倒,观察患者的眼睛。这时候耳石症患者的眼睛会出现快速地振动,称为眼震。这是因为患者在头位变化时,通过前庭眼反射通路,在眼肌的协同作用下引发了眼震。医生就是通过观察病人眼震的方向和性质来判断是否为耳石症以及耳石症的类型。这也就是为什么眩晕患者在就诊检查时,医生总会要求患者保持睁眼的原因。
由此可知,治疗耳石症的方法就是设法让耳石颗粒或碎片回到椭圆囊内。医生使用的方法叫作耳石症手法复位。根据耳石所在的不同部位,通过不同的转头或转体方式,使脱落的结石因转头转体时的重力变化回到椭圆囊。一般来说,只要方法得当,经过一次治疗,大多数患者可以完全恢复。
小知识
前庭系统是一套复杂精密的调节系统。当外周前庭功能出现能障碍时,人会出现眩晕、恶心、呕吐、站立不稳、眼震等症状,机体能够通过修复、习服、适应等方式实现前庭功能的代偿,眩晕等症状会逐渐减轻甚至消失。中枢前庭功能障碍的修复相对不易,是前庭系统最薄弱的环节。