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人體加速度感受器

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人體加速度感受器,感知運動變化對我們日常生活有着極其重要的意義, 我們能辨別我們的運動的方向,能感知道到我們的自身位置的變化,你知道人體加速度感受器是什麼器官嗎。

人體加速度感受器1

人體感受加速度,最重要的結構是內耳的前庭和半規管,分佈全身的觸覺感受器和本體感受器(proprioreceptor)也有作用。

頭部依靠內耳感受加速度是極為準確的,從而可以協調運動與平衡;全身各處的觸覺與體位感受器補充感知,當內耳受損時會起到很重要的作用。

加速度,一般是對質點定義的,對於人體還説,不僅是有質點的加速度,還有一個角加速度,就是整個人體的旋轉。內耳位於耳道內,感受的其實是頭部的加速度。半規管(semicircular ducts),橢圓囊(utricle) 和球囊(saccule)是內耳中用來感受加速度的結構。

人體加速度感受器

總體的原理都是把加速度轉化為壓力,再被特化的細胞感知。半規管就是上圖中三個藍色的半圓環,解剖構造上近似兩兩正交,環內有粘稠的稱為淋巴的液體。頭部任何轉動的角加速度矢量分解為三個方向上的分量,導致液體對半圓環兩端壓力不等,從而被感知。

不同動物的半規管大小(相對頭部的比例)以及角度有所差異,與動物平時運動的靈活性有關。

人體加速度感受器 第2張

如上圖所示,這是一個半規管的結構,液體中間有一個橫隔,兩側的壓力差由下面的毛細胞(hair cell)感知。

球囊與橢圓囊感受的是線性加速度。這兩個小囊裏面充滿淋巴,同時有一個類似配重的耳石(Otoconia),加速運動時,耳石的運動會由於粘稠的淋巴滯後而產生壓力。

內耳感受壓力都是靠的稱為毛細胞的特殊細胞,這些細胞表面有成簇的纖毛。當壓力使得纖毛傾斜時,就會產生電信號,從而傳導給神經。

人體加速度感受器 第3張

如圖所示,左邊的A圖是電鏡下面的一個毛細胞表面的一簇纖毛。當有壓力推動纖毛時,纖毛的`傾斜角度發生變化,導致離子通道的開放和關閉,從而產生電信號,傳導給下游的神經。值得一提的是,位於耳蝸的毛細胞也使用同樣的原理感受壓力,使人產生聽覺。

這個原理和重力無關,所以理論上太空中也沒問題。

如果這套系統失效了會怎樣呢?

主要的問題是平衡感,就是人不容易掌握平衡。經典的例子就是,慶大黴素會對內耳的毛細胞產生毒害,導致兒童失聰,這些失聰的兒童後來普遍平衡感較差。

不過,經過後天訓練,依靠分佈全身的觸覺與體位感受器,依然可以完成舞蹈等等要求很強平衡感的運動。像千手觀音這樣的節目,聾啞演員背後是吃了很多苦的。

頭部靜止時能否感受加速度?

頭部靜止,且有加速度,就只好理解成肢體在運動了,這樣本體感受是佔主導的。就好像不需要看我們依然可以知道自己的腿做了什麼樣的動作。

人體加速度感受器2

感知運動變化對我們日常生活有着極其重要的意義, 我們能辨別我們的運動的方向,能感知道到我們的自身位置的變化。這些主要是依靠前庭系統感知作用 。

在人的內耳裏有二種前庭感受器:半規管和耳石器官。 它們是人體對自身運動狀態和頭在空間位置的感受器。半規管能檢測到旋轉運動,是角速度感受器。

耳石器官是線性加速度感受器。耳石器官包含碳酸鈣晶體,這些晶體從各個方向連接到毛髮狀的感覺神經細胞。 當我們作線性加速或減速運動時,這些晶體就會因為慣性刺激與其相連的毛細胞,從而產生神經衝動。

人體加速度感受器 第4張

當您向不同方向(前、後以及側面)彎曲頭部時,重力會對排列在那個方向上的'晶體有向下的拉力,也會產生同樣的神經衝動。

與毛細胞相連的前庭初級傳入神經元不能區分這二種運動,所引起的神經元的發放是一樣的。也就是在前庭系統的初始端的感覺細胞不能區分線性加速度和重力加速度,如果大腦不對這二種神經信號進行分離,我們就無法區分自身的平動和彎曲頭部的運動。

最近,華盛頓大學醫學院的劉勝博士和angelaki教授通過在清醒的猴子記錄腦皮層細胞的信號,發現猴子大腦皮層的內上顳區裏的神經細胞只編碼線性加速度,不受重力加速度的影響,大腦裏的細胞對前庭信息進行了複雜處理運算,分離了這二種信號。

人體加速度感受器3

位覺感受器包括包括橢圓囊斑和球囊斑。

內耳的前庭裏有位置覺感受器:橢圓囊斑和球囊斑,感受直線加速和減速。

內耳包括前庭、半規管和耳蝸三部分,由結構複雜的彎曲管道組成,所以又叫迷路。迷路里充滿了淋巴,前庭和半規管是位覺感受器的所在處,與身體的平衡有關。

人體加速度感受器 第5張

前庭可以感受頭部位置的變化和直線運動時速度的變化,半規管可以感受頭部的旋轉變速運動,這些感受到的刺激反映到中樞以後,就引起一系列反射來維持身體的平衡。耳蝸是聽覺感受器的所在處,與聽覺有關。

那麼聽覺是怎樣形成的呢?

人類的聽覺很靈敏,從每秒振動20赫到20000赫的聲波都能聽到。當外界聲音由耳廓收集以後,從外耳道傳到鼓膜,引起鼓膜的振動。鼓膜振動的'頻率和聲波的振動頻率完全一致。聲音越響,鼓膜的振動幅度也越大。

耳蝸:感受聲音的器官;

前庭系統:主要感受身體位置以及運動,可以感受直線加速度及角加速度,即身體轉彎、直線加速或減速時,感受到身體的體位改變。如躺下或站起、左右轉頭或坐電梯時,此類位置改變均是通過前庭系統完成。

人體加速度感受器 第6張

前庭系統通過感受器,能夠感受到身體運動或位置改變,將信息能夠傳輸到眼睛,再傳輸到四肢,使眼睛與四肢能隨時做出調整,以適應身體對周圍環境以及位置的改變。當前庭系統異常時,則不能準確感知身體運動以及位置,從而產生眩暈感。