Οι μεταβολές στα τριχωτά κύτταρα, στο λαβύρινθο του αυτιού, μας επιτρέπουν να κρατήσουμε την ισορροπία μας, χωρίς καμία συνειδητή προσπάθεια, αυτοματοποιώντας τις κινήσεις του κεφαλιού, σε σχέση με τις κινήσεις του σώματός μας.
Όταν ένας δρομέας τρέχει, οι κινήσεις των χεριών και των ποδιών του συνοδεύεται από ακούσιες μεταβολές στη θέση του κεφαλιού σε σχέση με το υπόλοιπο σώμα. Ωστόσο, ο δρομέας δεν αισθάνεται ζάλη όπως συμβαίνει στους παθητικούς αναβάτες ενός rollercoaster, οι οποίοι δεν έχουν κανένα έλεγχο πάνω στις απότομες βουτιές που εκτίθενται. Ο λόγος της διαφοράς αυτής, έγκειται στο αιθουσαίο όργανο (VO) που βρίσκεται στο εσωτερικό αυτί, το οποία ελέγχει την ισορροπία και τη στάση. Το αιθουσαίο όργανο, ανιχνεύει συνεχής κινήσεις και ενώ τρέχει, ο δρομέας, αντισταθμίζει ασυνείδητα τον προσανατολισμό της κεφαλής του.
Η ικανότητα να προσαρμόζεται και να ανταποκρίνεται κατάλληλα σε τόσο μικρές και ουσιαστικές μετατοπίσεις της κεφαλής, συνεπάγεται ότι τα αισθητήρια τριχωτά κύτταρα στο εσωτερικό του αυτιού αντιδρούν σε πολύ διαφορετικές εντάσεις ερεθίσματος.
Σε συνεργασία με τον Δρ John Simmers στο Centre National de la Recherche scientifiqu (CNRS) στο Πανεπιστήμιο του Μπορντό, ο νευροβιολόγους Δρ Μπόρις Chagnaud, Ρομπέρτο Banchi και ο καθηγητής Hans Straka στο Τμήμα LMU του biology ΙΙ, ανακάλυψαν, πώς επιτυγχάνεται αυτό το κατόρθωμα. Τα ευρήματά τους δείχνουν ότι τα κύτταρα στο νωτιαίο μυελό που παράγουν τα ρυθμικά σχήματα της νευρικής και μυϊκής δραστηριότητας, που απαιτείται για τη μετακίνηση και όταν προκαλούν μεταβολές στα τριχωτά κύτταρα στο αιθουσαίο όργανο, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να ανταποκριθούν κατάλληλα στο ευρύ φάσμα των εισερχόμενων σημάτων.
Χρησιμοποιώντας γυρίνους ως πειραματικά μοντέλα, οι επιστήμονες διερεύνησαν, πώς τα τριχωτά κύτταρα ανιχνεύουν δύο χαμηλής και υψηλής έντασης κινήσεις και παράγουν τα σήματα που ελέγχουν την κατάλληλη αντισταθμιστική κίνηση.
Ο ρόλος των επαναληπτικών σημάτων
Όταν ένας γυρίνος ξεκινά μια εθελοντική κίνηση, π.χ., αρχίζει να κολυμπά με την κίνηση της ουράς του να κινείται από άκρη σε άκρη, τα νευρικά κύτταρα του νωτιαίου μυελού αποστέλλουν αντίγραφα της κινητήριας εντολής στους λεγόμενους απαγωγής νευρώνες σε διάφορα σημεία του εγκεφαλικού φλοιού που επικοινωνούν με τα τριχωτά κύτταρα στο εσωτερικό του αυτιού. «Η επίδραση αυτού του σήματος έχει σαν στόχο να μειώσει την ευαισθησία των τριχωτών κυττάρων» αναφέρει ο Chagnaud.
Αμβλύνοντας την εγγενή ευαισθησία των τριχωτών κυττάρων, η είσοδος των πληροφοριών από το νωτιαίο μυελό, προσαρμόζονται αποτελεσματικά στο δυναμικό εύρος του αιθουσαίο οργάνου. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στο όργανο να διατηρήσει την αποκρισιμότητα και ισορροπία, σε υψηλής έντασης ερεθίσματα και έτσι να ρυθμίζει τις κινήσεις της κεφαλής που συνοδεύουν τις κινήσεις του υπόλοιπου σώματος.
Η άμεση μετάδοση μιας πληροφορίας από το νωτιαίο μυελό στα αισθητήρια νευρικά κύτταρα, καταδεικνύει τη σημασία των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των αισθητήριων και κινητικών συστημάτων και υπογραμμίζει τη σημασία της αλληλεπίδρασης μεταξύ των διαφορετικών συνιστωσών του κεντρικού νευρικού συστήματος και εν προκειμένω, το νωτιαίο μυελό και το εγκεφαλικό στέλεχος.