Чтобы танцевать, заниматься спортом, выполнять сложные движения и даже просто ходить или бегать, необходимо контролировать положение тела и поддерживать равновесие. Информация о положении тела поступает от органов зрения, позволяющих увидеть, как мы двигаемся, и от находящихся в мышцах и сухожилиях рецепторов растяжения, информирующих нас о сгибании и разгибании ног, рук, пальцев и т.д. Но главный орган, отвечающий за изменение положения тела и за чувство равновесия, — это вестибулярный аппарат.
Вестибулярный аппарат имеет весьма скромные размеры и представляет собой три полукружных канала и два мешочка. Этот орган расположен внутри височной кости черепа во внутреннем ухе, рядом с улиткой, органом слуха.
Полукружные каналы — это дуги, расположенные в трех разных плоскостях, соответствующих трем измерениям: высоте, длине и ширине. Они заполнены желеобразной массой и снабжены вестибулярными рецепторами — чувствительными волосковыми клетками, расположенными на внутренней стенке ампул, которыми заканчиваются каналы.
Представьте чашку, наполовину наполненную кефиром. Когда она стоит неподвижно, кефир соприкасается только с нижней половиной стенок чашки. Но стоит чашку наклонить, как площадь соприкосновения кефира со стенками чашки с одной стороны увеличится, а с другой — уменьшится. По следам кефира на стенках мы сможем определить, в каком направлении наклоняли чашку.
То же происходит и в каналах вестибулярного аппарата. При любом движении головы или изменении положения туловища жидкость внутри каналов смещается, перестает давить на одни рецепторы на внутренних стенках каналов и давит на другие. Рецепторы возбуждаются и посылают сигналы в головной мозг. Три канала дают точную информацию о перемещении тела в трех измерениях.
В мешочках вестибулярного аппарата также есть рецепторы, на которые давят находящиеся там известковые кристаллики. Эти кристаллики смещаются, реагируя на начало и конец прямолинейного движения, его ускорение или замедление, а также на изменение силы тяжести.
Действие вестибулярного аппарата возможно лишь при наличии земного притяжения, действующего на жидкость внутри каналов и на кристаллики внутри мешочков. Если земного притяжения не будет, кристаллики и жидкость не будут давить на стенки мешочков и каналов, человек потеряет равновесие и не будет получать информацию о положении тела. Такое ощущение испытывают космонавты, и называется оно невесомость. При выходе космического корабля на орбиту сила тяжести, наоборот, увеличивается во много раз. Возникают перегрузки, оказывающие сильное воздействие на вестибулярный аппарат. Чтобы выдержать эти испытания, космонавты и летчики должны быть очень тренированными людьми — их вестибулярный аппарат должен работать безотказно.
У некоторых людей вестибулярный аппарат работает плохо, что может быть следствием врожденного или приобретенного (например, после тяжелой болезни) нарушения. Такие люди плохо переносят укачивание в транспорте, морские путешествия, полеты на самолете, катание на карусели. Явление укачивания, называемое «морской болезнью», сопровождается тошнотой, головокружением и даже обмороками.