Neuroanatomy S3 E1: Balance #neuroanatomy #ubcmedicine

Summary

El script explora cómo los seres humanos encuentran estabilidad en un universo en constante movimiento. A pesar de la caótica naturaleza del movimiento, nuestro cuerpo humano es capaz de aislar y comprender cada elemento de este caos, gracias a nuestro sistema vestibular. Este sistema, compuesto por dos órganos, el vestibulo y las tres canales semicirculares, nos permite detectar la aceleración angular y lineal en los tres ejes de movimiento espacial. La detallada arquitectura de estos órganos, como el cóclea y las células receptoras conocidas como células ciliadas, desempeña un papel crucial en la percepción del movimiento. El fluido endolinfico y las partículas de otoconas en los órganos otolíticos juegan un papel fundamental en la detección de movimientos. La interacción entre la percepción sensorial, el procesamiento y el ajuste de la posición es esencial para la navegación y la interacción con el mundo, permitiendo que mantengamos el equilibrio y nos sientamos enraizados.

Takeaways

• 🌌 Todas las cosas en el universo, desde partículas atómicas hasta cuerpos celestes, están en un estado perpetuo de movimiento.
• 🚶 Los seres humanos también viajamos a través del tiempo y el espacio en un estado constante de movimiento.
• 🧠 A pesar del caos, nuestro cuerpo logra encontrar estabilidad y equilibrio a través de nuestro sentido del movimiento y la percepción espacial.
• 👀 Nuestros ojos escanean constantemente nuestro entorno para encontrar pistas sobre nuestra posición en relación con los objetos a nuestro alrededor.
• 🔍 Los proprioceptores miden continuamente la posición de nuestras extremidades en el espacio.
• 🎽 El estibulación es la estructura que aísla el caos del movimiento y permite al cerebro entenderlo; es el órgano del equilibrio.
• 🧮 El estibulación está compuesto por dos órganos, cada uno ubicado en una parte diferente del hueso temporal.
• 🌀 El estibulación desglosa el movimiento en componentes, como la aceleración lineal y la aceleración angular (rotación).
• 🏗️ Los canales semicirculares, ubicados en ángulos rectos entre sí, aíslan las rotaciones alrededor de los ejes X, Y y Z.
• 🌊 El endolifo, un fluido en el laberinto óseo, se utiliza para detectar la aceleración angular cuando movemos nuestra cabeza.
• 🌉 Los órganos otolíticos, la utrícula y la saccule, detectan la aceleración lineal en diferentes planos y ejes.
• 🌟 Las células ciliadas en la macula, con cristales de ótola en su parte superior, se desplazan con el movimiento para detectar la aceleración lineal.
• 🧩 El sistema vestibular descompone los movimientos complejos y caóticos en componentes más simples, lo que nos permite responder, ajustar nuestra postura y mantener el equilibrio.

Q & A

¿Qué estado perpetuo experimentan todos los objetos en el universo?

Todos los objetos en el universo están en un estado perpetuo de movimiento.

¿Cómo es que, a pesar del movimiento constante, los seres humanos nos sentimos estables y enraizados?

A pesar del movimiento constante, los seres humanos encontramos estabilidad a través de nuestro sistema vestibular y la integración de información sensorial y de propriocepción.

¿Qué es el vestíbulo y qué función cumple en el cuerpo humano?

El vestíbulo es el órgano del equilibrio, menor que una uña de dedo, que se encuentra en la parte pétrosa del hueso temporal y nos ayuda a percibir el movimiento al descomponerlo en sus componentes.

¿Cómo se alinean los canales semicirculares para detectar rotaciones alrededor de los ejes X, Y y Z?

Los canales semicirculares están posicionados en ángulos rectos entre sí, lo que les permite aislar rotaciones alrededor de los ejes X, Y y Z.

¿Cómo funciona la detección de aceleración angular en el canal horizontal?

El canal horizontal detecta la aceleración angular alrededor del eje Y. Cuando giramos la cabeza, el fluido endolinfático dentro del laberinto se mueve en la dirección opuesta debido a la inercia, lo que causa la deflexión de las células ciliadas, enviando señales al cerebro.

¿Qué son los órganos otolíticos y qué tipo de aceleración detectan?

Los órganos otolíticos son los órganos saccule y utrículo, que detectan la aceleración lineal en planos horizontal y vertical, respectivamente.

¿Cómo se estructura la membrana maculada en los órganos otolíticos?

La membrana maculada contiene células ciliadas en una membrana gelatinosa, con cristales de óxido de cuña (ODA) encima, lo que hace que la estructura sea top-heavy y sensible al movimiento.

¿Cómo es que los órganos otolíticos pueden hacer sentido del movimiento lineal fluido y algo caótico de nuestro cuerpo?

Los órganos otolíticos pueden hacer sentido del movimiento lineal fluido y caótico gracias a la disposición de las células ciliadas en la maculada, que permite la activación y desactivación de diferentes poblaciones de células en distintas direcciones de movimiento.

¿Cómo ayuda el sistema vestibular a los seres humanos a mantener el equilibrio y la orientación en el espacio?

El sistema vestibular descompone los movimientos complejos y caóticos en componentes más simples, lo que permite al cerebro interpretar la rotación y la aceleración del cuerpo, ajustar la postura, los movimientos de los ojos y mantener el equilibrio.

¿Por qué el fluido endolinfático dentro del laberinto se mueve en la dirección opuesta a la del hueso cuando giramos la cabeza?

El fluido endolinfático se mueve en la dirección opuesta debido a la inercia; mientras que el hueso del laberinto se mueve con el resto de la cabeza, el fluido es más reacio a cambiar su estado de movimiento y se queda atrás, lo que causa su movimiento en la dirección opuesta.

¿Cómo se relaciona la percepción del movimiento con la capacidad de los seres humanos para interactuar con el mundo que nos rodea?

La percepción del movimiento es esencial para interactuar con el mundo, ya que permite la navegación, la postura adecuada y la comunicación visual. El sistema vestibular, al descomponer los movimientos en componentes manejables, ayuda a mantenernos en equilibrio y nos permite adaptarnos a nuestro entorno dinámico.

Outlines

00:00

🌌 El Universo en Movimiento

Este párrafo aborda la naturaleza dinámica del universo, desde partículas atómicas hasta cuerpos celestes, y cómo los seres humanos experimentan una constante movilidad a través del tiempo y el espacio. Se cuestiona cómo, a pesar de esta agitación, los humanos logran mantenernos estables y cómo el sistema vestibular, un órgano diminuto ubicado en el oído interno, ayuda a percibir y comprender los movimientos corporales. Se describe la estructura del sistema vestibular, incluyendo los canales semicirculares, la utrícula y la saccule, y su papel en la detección de la aceleración angular y lineal.

05:03

🎭 La Danza del Vestíbulo

Este párrafo se enfoca en cómo los canales semicirculares trabajan juntos para detectar la aceleración angular alrededor de los ejes X, Y y Z. Se ilustra cómo la fluidez del líquido endolífero dentro del laberinto óseo responde a los movimientos de la cabeza, generando señales en las células ciliadas que indican la dirección y la magnitud de la aceleración. Además, se explora la detección de la aceleración lineal por parte de las órganos otolíticos, la utrícula y la saccule, y cómo su estructura y la interacción con las partículas de Ótolithas (ODA) permiten la percepción de movimientos en diferentes direcciones.

10:06

🧠 El Cerebro y la Estabilidad

Finalmente, este párrafo sintetiza la complejidad del sistema vestibular y cómo desglosa los movimientos caóticos en componentes más simples para que el cerebro pueda procesarlos. Se destaca la importancia de la interacción entre la percepción sensorial, el procesamiento cerebral y el ajuste postural para mantener el equilibrio y la orientación en el espacio. La narración concluye con la idea de que, a pesar de la naturaleza fluida y a veces caótica de nuestros movimientos, nuestro cuerpo está diseñado para hacer sentido del entorno y nos permite interactuar con el mundo de manera efectiva.

Keywords

💡Vestíbulo

El vestíbulo es el órgano del equilibrio ubicado en el laberinto de conductos dentro de la parte pétrosa del hueso temporal. Ayuda a los seres humanos a percibir el movimiento desglosándolo en sus componentes, lo que incluye aceleraciones lineales y angulares. En el video, se destaca cómo el vestíbulo, junto con los otros componentes del sistema vestibular, aísla y confina el caos del movimiento para permitir que el cerebro lo entienda y nos mantenga equilibrados.

💡Aceleración lineal

La aceleración lineal se refiere al movimiento hacia delante, hacia atrás, lateral o hacia arriba y abajo. Es uno de los tipos de movimiento que el cuerpo humano debe detectar y procesar para mantener el equilibrio. En el video, se menciona que los órganos otolíticos, como la saculada y la utrícula, son responsables de detectar la aceleración lineal en diferentes planos.

💡Aceleración angular

La aceleración angular, también conocida como rotación, es el movimiento que implica una rotación alrededor de los ejes X, Y y Z. El video explica cómo los tres canales semicirculares en el sistema vestibular trabajan juntos para detectar la aceleración angular en cada eje, lo que es crucial para la percepción del movimiento y el equilibrio del cuerpo.

💡Canales semicirculares

Los canales semicirculares son estructuras que forman parte del sistema vestibular y se orientan en ángulos rectos el uno con respecto al otro. Su diseño les permite aislar las rotaciones alrededor de los ejes de movimiento. En el video, se describe cómo estos canales trabajan en conjunto para detectar la aceleración angular y son esenciales para la percepción del movimiento rotativo.

💡Órganos otolíticos

Los órganos otolíticos incluyen la saculada y la utrícula, que son responsables de detectar la aceleración lineal en diferentes direcciones. Estos órganos tienen una membrana sensorial llamada macula, que contiene células ciliadas y cristales de óxido de calcio, conocidos como otoconias. En el video, se explica cómo la interacción entre la macula y las otoconias permite la detección de movimientos lineales y cómo esto es vital para el equilibrio y la percepción del espacio.

💡Células ciliadas

Las células ciliadas son receptores en el sistema vestibular y en la macula de los órganos otolíticos. Estas células tienen estereocilias, que son estructuras que se inclinan hacia una ciliada llamada cinocilio. Cuando se activan o desactivan en respuesta a los movimientos, envían señales al cerebro. En el video, se describe cómo la activación o desactivación de estas células es esencial para la percepción del movimiento y la coordinación del equilibrio.

💡Estereocilias

Las estereocilias son las estructuras que se encuentran en las células ciliadas y están orientadas en una cierta dirección. Su movilidad es crucial para la detección de la dirección y el sentido del movimiento. El video menciona que la polarización de las células ciliadas ocurre cuando las estereocilias se desplazan hacia o lejos del cinocilio, lo que es fundamental para la percepción del movimiento.

💡Cinocilio

El cinocilio es la ciliada más larga de las estereocilias en las células ciliadas y actúa como punto de referencia para su orientación. Cuando las estereocilias se inclinan hacia el cinocilio, las células ciliadas se activan, y cuando se alejan, se desactivan. En el video, se destaca la importancia del cinocilio en la detección de la dirección del movimiento y cómo esto es esencial para mantener el equilibrio.

💡Óxido de calcio (Otoconias)

Las otoconias son cristales de óxido de calcio que se encuentran en la macula de los órganos otolíticos. Estas estructuras aumentan el peso específico de la macula, lo que permite una mayor sensibilidad a la aceleración lineal. En el video, se describe cómo las otoconias se desplazan en respuesta al movimiento y cómo su interacción con la macula es crucial para la detección de la aceleración lineal.

💡Macula

La macula es una membrana sensorial en los órganos otolíticos que contiene células ciliadas y otoconias. Su función es detectar la aceleración lineal en diferentes direcciones. El video explica cómo el movimiento de la cabeza causa un desplazamiento en la macula, lo que a su vez activa o desactiva las células ciliadas, proporcionando información sobre el movimiento al cerebro.

💡Caja de Nervios

Aunque no explícitamente mencionada en el guión, la caja de nervios es una estructura que alberga y protege el sistema vestibular y el órgano del oído interno, lo que es fundamental para la función del equilibrio y la audición. En el contexto del video, la caja de nervios间接地 se relaciona con la protección y el aislamiento del sistema vestibular, permitiendo que el cerebro interprete adecuadamente los movimientos y mantenga el equilibrio del cuerpo.

Highlights

Todos los objetos en el universo, desde partículas atómicas hasta cuerpos celestes, están en un estado perpetuo de movimiento.

El ser humano se encuentra en constante movimiento a través del tiempo y el espacio.

A pesar del movimiento caótico, los seres humanos sienten que están estables y cómodos.

Los ojos escanean el entorno para orientarse en relación con los objetos a nuestro alrededor.

Los proprioceptores miden constantemente la posición de nuestras extremidades en el espacio.

El estibulación es la pieza clave que falta para comprender la aceleración del cuerpo a través del espacio.

El estibulación es un órgano diminuto, menor que una uña, y está ubicado en el hueso temporal.

El estibulación está compuesto por dos órganos que nos ayudan a percibir el movimiento.

El estibulación desglosa el movimiento en componentes: aceleración lineal y aceleración angular.

Las tres canales semicirculares están orientados en ángulos rectos para aislar rotaciones alrededor de los ejes X, Y y Z.

La arquitectura del sistema vestibular aísla movimientos para que el cerebro pueda interpretar la rotación del cuerpo.

La detección de aceleración angular alrededor del eje Y ayuda en movimientos giratorios, como en un pirueto.

Los canales semicirculares trabajan juntos para detectar aceleración angular alrededor del eje X y Z.

La acción de las cánalos semicirculares y la acción de las células del estibulación nos ayudan a mantener el equilibrio.

La acceleración lineal es detectada por los órganos otolíticos en planos horizontales y verticales.

La macla es una membrana sensorial que contiene células del pelo y cristales de ótolito.

El movimiento de la cabeza desplaza la macla, lo que provoca la activación o desactivación de las células del pelo.

El sistema vestibular descompone los movimientos complejos y caóticos, permitiéndonos responder a elementos individuales de un movimiento.

La interacción entre la percepción, el procesamiento y el ajuste de la posición nos permite navegar y interactuar con el mundo a nuestro alrededor.

Transcripts

[Music]

from atomic particles to celestial

bodies all objects in the universe are

in a perpetual state of motion just like

the planet we stand on we human beings

are constantly moving through time and

space

[Music]

our journey through the world is chaotic

and tumbling through it by all means it

should feel like chaos so why doesn't it

if everything is moving how do we human

beings still feel grounded how do we

find stability amongst the constant

confusion of motion how do we ever

manage to land on our feet

[Music]

our eyes relentlessly scan our

environment for cues as to where we are

in relation to the objects around us

while proprioceptors continuously sample

the position of our limbs in space but

there's one piece of this puzzle still

missing and that is the acceleration of

our body through space movement is

chaotic and our bodies must be able to

make sense of it each element of this

chaos needs to be isolated within a

confined space the structure that

confined the chaos that senses

acceleration that allows the brain to

understand movement it's tiny it's

smaller than a fingernail it's called

the vestibulum and it's the organ of

balance

oh and we have two of them

[Music]

the tiny vestibulum sits within a

labyrinth of canals within the petrous

part of the temporal bone

the vestibulum helps us sense movement

by breaking it down into its component

parts linear acceleration or forward

backward side to side up-down movement

on three axes

X

why and said

and angular acceleration otherwise known

as rotation around these same axes X Y

and said the unique architecture of the

vestibular system isolates these

movements shaped like a snail's shell

this is the cochlea it contains the

sensory apparatus for hearing connected

to the cochlea or the vestibule and the

three semicircular canals and within the

vestibule are the utricle and the

saccule let's have a closer look at

these structures starting with the

semicircular canals which we've modeled

on this person here this is the

horizontally now

here is the anterior canal and here is

the posterior canal

notice that the semicircular canals are

positioned at right angles to each other

this helps them to isolate rotations

around the x y and z axis the horizontal

canal is oriented in the horizontal

plane and it's architecture will allow

for the detection of angular

acceleration around the y axis in order

to detect angular acceleration around

the x and z axis things get a little bit

more complicated now remember that we

have two of these vestibular organs of

course you do

they're on either side of the head

they're mirror images of each other and

rotated at 45 degrees this means that

the anterior canal in one ear is in the

same plane as the posterior canal in the

other ear the anterior and posterior

canals work together

angular acceleration around the x axis

is detected by both the anterior and

posterior canals an acceleration around

the z axis is detected by an opposite

activation of the anterior and posterior

canals isolating angular acceleration

within the three canals allows the brain

to interpret the body's rotation let's

look in some more detail at rotation or

angular acceleration and to keep things

simple we'll focus on the horizontal

canal remember it detects angular

acceleration around the y axis it helps

this dancer during a pirouette

this diagram shows a cross-section

through the horizontal canal this space

here is filled with fluid called

endolymph

when we turn our head the bony labyrinth

this part of the diagram moves with us

of course it does it's part of our head

but the fluid inside the labyrinth is

lazy and stays behind we call this

inertia the net effect is that the fluid

moves in the opposite direction of the

bone and our head this part here the

cupula is where the hair cells are

located they're the receptor cells that

will signal to the brain each hair cell

has the stereocilia braided in size from

longest called the kinocilium to

shortest and all hair cells on the

cupula are oriented in the same way now

when the fluid pushes on them they all

get deflected either towards the

kinocilium or away from it depending on

the direction of the acceleration when

the stereocilia get pushed towards the

kinocilium ion channels open and the

hair cells are depolarized they signal

when the stereocilia get pushed away

from the kinocilium all iron child's

clothes and the cells hyperpolarize

we're shutting down even the baseline

firing rate now let's look at linear

acceleration and stick with me here

because it's complicated

[Music]

linear acceleration will be detected by

otolithic organs along horizontal and

vertical planes the saccule is oriented

vertically and detects up-and-down

movement along the y axis the utricle is

oriented horizontally and detects linear

acceleration in that plane or along the

x axis linear acceleration along the z

axis is detected by both the utricle and

the saccule let's have a closer look at

the architecture of these organize a

sensory membrane called macula contains

hair cells within a gelatinous membrane

and crystals called oh da cunha which

sit on top of the gelatin this shifts

the center of gravity of the macula to

the top the o da cunha make the whole

thing top-heavy and now when we move the

macula by simply moving our head the

gelatin will deflect remember the

inertia of the fluid we talked about

earlier here we use a similar principle

as the head moves forward the ODA Konya

lag behind and pulled the gelatinous

membrane backwards now when we stop

moving the Oder Konya still have

momentum and they continue moving

forward

but what happens when we tilt our head

again we take advantage of the greater

mass of the ODA Konya and the high

center of gravity the ODA Konya will

pull the top of the membrane down in a

tilt these deflections will pull on the

cilia of the hair cells and these will

then move either towards the kinocilium

causing activation or way causing

deactivation so this helps us understand

linear acceleration along the x y and z

axes but we don't just move strictly

along these axes our movements are fluid

and somewhat chaotic and yet the

otolithic organs can make sense of it

but how ok we'll have to go back to the

architecture of the macula remember we

have our hair cells within a gelatin

with odor Konya on top the key to

analyze in the chaos of our linear

accelerations is the arrangement of the

hair cells within the macula

this curved line called the stree Allah

is the reference for the orientation of

the hair cells through this no

acceleration goes undetected for each

possible direction different populations

of cells are activated and deactivated

in summary the system contains and

deconstructs are complex chaotic

movements into these tiny spaces this

deconstruction allows us to respond to

single elements of a complex movement

adjust our posture our eye movements and

maintain our balance the interplay

between sensing processing and adjusting

position allows us to navigate and

interact with the world around us it

puts some order into the chaos it keeps

us balanced and grounded

[Music]

you