El sentido del equilibrio o equilibriocepción es la percepción del equilibrio y la orientación espacial . [1] Ayuda a evitar que los humanos y los animales no humanos se caigan al pararse o moverse. La equilibriocepción es el resultado de una serie de sistemas sensoriales que trabajan juntos: los ojos ( sistema visual ), los oídos internos ( sistema vestibular ) y el sentido del cuerpo de dónde se encuentra en el espacio ( propiocepción ) idealmente deben estar intactos. [1]
El sistema vestibular, la región del oído interno donde convergen tres canales semicirculares, trabaja con el sistema visual para mantener los objetos enfocados cuando la cabeza se mueve. Esto se llama reflejo vestibulo-ocular (VOR) . El sistema de equilibrio trabaja con los sistemas visual y esquelético (los músculos y articulaciones y sus sensores) para mantener la orientación o el equilibrio. Las señales visuales enviadas al cerebro sobre la posición del cuerpo en relación con su entorno son procesadas por el cerebro y comparadas con la información de los sistemas vestibular y esquelético.
Sistema vestibular
En el sistema vestibular, la equilibriocepción está determinada por el nivel de un líquido llamado endolinfa en el laberinto , un conjunto complejo de tubos en el oído interno .
Disfunción
Cuando se interrumpe el sentido del equilibrio provoca mareos, desorientación y náuseas . El equilibrio puede verse alterado por la enfermedad de Ménière , el síndrome de dehiscencia del canal superior , una infección del oído interno , un resfriado común fuerte que afecte la cabeza o una serie de otras afecciones médicas que incluyen, entre otras, el vértigo . También puede verse perturbado temporalmente por una aceleración rápida o prolongada, por ejemplo, montando un tiovivo. Los golpes también pueden afectar la recepción del equilibrio, especialmente aquellos al costado de la cabeza o directamente al oído.
La mayoría de los astronautas encuentran que su sentido del equilibrio se ve afectado cuando están en órbita porque están en un estado constante de ingravidez . Esto causa una forma de cinetosis llamada síndrome de adaptación espacial .
Resumen del sistema
Esta descripción general también explica la aceleración, ya que sus procesos están interconectados con el equilibrio.
Mecánico
Hay cinco órganos sensoriales inervados por el nervio vestibular; tres canales semicirculares (horizontal SCC, SCC superior, posterior SCC) y dos otolitos órganos (sáculo y utrículo). Cada canal semicircular (SSC) es un tubo delgado que duplica su grosor brevemente en un punto llamado ampolla ósea . En su base central, cada uno contiene una cúpula ampular . La cúpula es un bulbo de gelatina conectado a los estereocilios de las células ciliadas, afectado por el movimiento relativo de la endolinfa en la que se baña.
Dado que la cúpula es parte del laberinto óseo, gira junto con el movimiento real de la cabeza y, por sí misma sin la endolinfa, no puede estimularse y, por lo tanto, no puede detectar el movimiento. La endolinfa sigue la rotación del canal, sin embargo, debido a la inercia, su movimiento inicialmente se retrasa con respecto al del laberinto óseo. El movimiento retardado de la endolinfa se dobla y activa la cúpula. Cuando la cúpula se dobla, los estereocillios conectados se doblan junto con ella, activando reacciones químicas en las células ciliadas que rodean la crista ampullaris y eventualmente crean potenciales de acción transportados por el nervio vestibular que le indica al cuerpo que se ha movido en el espacio.
Después de cualquier rotación prolongada, la endolinfa alcanza el canal y la cúpula vuelve a su posición vertical y se reinicia. Sin embargo, cuando cesa la rotación extendida, la endolinfa continúa (debido a la inercia) que se dobla y activa la cúpula una vez más para señalar un cambio en el movimiento. [2]
Los pilotos que realizan giros largos inclinados comienzan a sentirse erguidos (ya no giran) a medida que la endolinfa coincide con la rotación del canal; una vez que el piloto sale de la curva, la cúpula vuelve a ser estimulada, provocando la sensación de girar en sentido contrario, en lugar de volar recto y nivelado.
El HSCC maneja las rotaciones de la cabeza alrededor de un eje vertical (el cuello), el SSCC maneja el movimiento de la cabeza alrededor de un eje lateral, el PSCC maneja la rotación de la cabeza alrededor de un eje rostral-caudal. Por ejemplo, HSCC: mirar de lado a lado; SSCC: cabeza a hombro; PSCC: asintiendo. El SCC envía señales adaptativas, a diferencia de los dos órganos otolitos, el sáculo y el utrículo, cuyas señales no se adaptan con el tiempo. [ cita requerida ]
Un cambio en la membrana otolítica que estimula los cilios se considera el estado del cuerpo hasta que los cilios vuelven a ser estimulados. Por ejemplo, acostarse estimula los cilios y estar de pie estimula los cilios, sin embargo, durante el tiempo que pasa acostado, la señal de que está acostado permanece activa, aunque la membrana se restablezca.
Los órganos otolíticos tienen una membrana de gelatina gruesa y pesada que, debido a la inercia (como la endolinfa), se retrasa y continúa más allá de la mácula que recubre, doblando y activando los cilios contenidos.
Utricle responde a aceleraciones lineales e inclinaciones de cabeza en el plano horizontal (cabeza a hombro), mientras que el sáculo responde a aceleraciones lineales e inclinaciones de cabeza en el plano vertical (arriba y abajo). Los órganos otolíticos actualizan al cerebro en la ubicación de la cabeza cuando no se mueven; Actualización de SCC durante el movimiento. [3] [4] [5] [6]
Los kinocilium son los estereocilios más largos y se colocan (uno por cada 40-70 cilios regulares) al final del haz. Si los estereocilios van hacia el kinocilio, la despolarización produce más neurotransmisores y más descargas de nervios vestibulares en comparación con cuando los estereocilios se inclinan hacia fuera del kinocilio (hiperpolarización, menos neurotransmisor, menos disparos). [7] [8]
Neural
Proyecto de núcleos vestibulares de primer orden (VN) a IVN , MVN y SVN .
El pedúnculo cerebeloso inferior es el centro más grande a través del cual pasa la información del equilibrio. Es el área de integración entre las entradas propioceptivas y vestibulares para ayudar en el mantenimiento inconsciente del equilibrio y la postura.
El núcleo de olivo inferior (también conocido como núcleo olivar) ayuda en tareas motoras complejas al codificar la información sensorial de coordinación del tiempo; esto se descodifica y se actúa en el cerebelo . [9]
El vermis cerebeloso tiene tres partes principales: vestibulocerebelo (movimientos oculares regulados por la integración de la información visual proporcionada por el colículo superior y la información del equilibrio), espinocerebelo [integra información visual, auditiva, propioceptiva y del equilibrio para representar los movimientos del cuerpo y las extremidades. Entrada propioceptiva de la columna trigémino y dorsal (de la médula espinal), mesencéfalo , tálamo , formación reticular y salidas de los núcleos vestibulares ( médula )] y cerebrocerebelo (planifica, cronometra e inicia el movimiento después de evaluar la información sensorial de, principalmente, áreas de la corteza motora, a través de protuberancia y núcleo dentado cerebeloso . Sale al tálamo, áreas de la corteza motora y núcleo rojo ). [10] [11] [12]
El lóbulo floculonodular es un lóbulo cerebeloso que ayuda a mantener el equilibrio corporal modificando el tono muscular (contracciones musculares continuas y pasivas).
MVN e IVN están en la médula, LVN y SVN son más pequeños y en protuberancia. SVN, MVN e IVN ascienden dentro del fascículo longitudinal medial (MLF). LVN desciende por la médula espinal dentro del haz vestibuloespinal lateral y termina en el sacro. MVN también desciende por la médula espinal, dentro del tracto vestibuloespinal medial , terminando en lumbar 1. [13] [14]
El núcleo reticular talámico distribuye información a varios otros núcleos talámicos, regulando el flujo de información. Es especulativamente capaz de detener las señales, poniendo fin a la transmisión de información sin importancia. El tálamo transmite información entre la protuberancia (enlace del cerebelo), las cortezas motoras y la ínsula.
La ínsula también está muy conectada a las cortezas motoras; Es probable que la ínsula sea donde es probable que se perciba el equilibrio.
El complejo nuclear oculomotor se refiere a las fibras que van hacia el tegmento (movimiento ocular), el núcleo rojo (marcha (movimiento natural de las extremidades)), la sustancia negra (recompensa) y el pedúnculo cerebral (relevo motor). El núcleo de Cajal es uno de los núcleos oculomotores denominados, están involucrados en los movimientos oculares y la coordinación de la mirada refleja. [15] [16]
Abducens inerva únicamente el músculo recto lateral del ojo, moviendo el ojo con troclear . Trochlear inerva únicamente el músculo oblicuo superior del ojo. Juntos, troclear y abducens se contraen y relajan para dirigir simultáneamente la pupila hacia un ángulo y deprimir el globo en el lado opuesto del ojo (por ejemplo, mirar hacia abajo dirige la pupila hacia abajo y deprime (hacia el cerebro) la parte superior del globo). Estos músculos no solo dirigen la pupila, sino que a menudo la rotan. (Ver sistema visual )
El tálamo y el colículo superior están conectados a través del núcleo geniculado lateral . El colículo superior (SC) es el mapa topográfico para el equilibrio y los movimientos de orientación rápidos con entradas principalmente visuales. SC integra múltiples sentidos. [17] [18]
Otros animales
Algunos animales tienen mejor equilibriocepción que los humanos, por ejemplo, un gato usa su oído interno y su cola para caminar sobre una valla delgada . [19]
La equilibriocepción en muchos animales marinos se realiza con un órgano completamente diferente, el estatocisto , que detecta la posición de pequeñas piedras calcáreas para determinar en qué dirección está "hacia arriba".
En plantas
Se podría decir que las plantas exhiben una forma de equilibriocepción, en el sentido de que cuando se giran desde su posición normal, los tallos crecen en la dirección que está hacia arriba (lejos de la gravedad) mientras que sus raíces crecen hacia abajo (en la dirección de la gravedad) este fenómeno se conoce como gravitropismo y se ha demostrado que, por ejemplo, los tallos de álamo pueden detectar reorientación e inclinación. [20]
| Dispositivos de entrenamiento
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Referencias
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