人类平衡系统

保持平衡取决于大脑从眼睛、肌肉和关节以及内耳的前庭器官接收到的信息。当一个或多个部件因受伤、疾病或老化而损坏时，您可能会出现平衡受损，并伴有其他症状，如头晕、眩晕、视力问题、恶心、疲劳和注意力不集中。

大多数人常常被认为良好的平衡是理所当然的，不觉得很难穿过碎石车道，从人行道上走到草地上，或者半夜起床不绊倒。然而，在平衡受损的情况下，这样的活动可能会非常疲劳，有时甚至是危险的。伴随着不稳定的症状包括头晕、眩晕、听力和视力问题、注意力和记忆困难。

什么是平衡？

平衡是将身体重心保持在其支撑基础之上的能力。1正常运行的平衡系统允许人类在移动时看得清楚，识别相对于重力的方向，确定移动的方向和速度，并自动调整姿势，在各种条件和活动中保持姿势和稳定性。

平衡是通过一组复杂的感觉运动控制系统来实现和维持的，这些系统包括视觉（视觉）、本体感觉（触觉）和前庭系统（运动、平衡、空间定向）的感觉输入；这些感觉输入的整合；以及眼睛和身体肌肉的运动输出。损伤、疾病、某些药物或老化过程会影响其中一种或多种成分。除了感官信息的贡献，也可能有心理因素，损害我们的平衡感。

感觉输入

维持平衡取决于大脑从三个外围来源接收到的信息：眼睛、肌肉和关节以及前庭器官。所有这三种信息源都以神经脉冲的形式从称为感觉受体的特殊神经末梢向大脑发送信号。

平衡是通过一组复杂的感觉运动控制系统来实现和维持的。

眼睛的输入

视网膜中的感觉受体称为视杆和视锥。人们认为，在光线较暗的情况下（如夜间），控制棒的视觉调节效果更好。锥体有助于彩色视觉和我们世界的更精细的细节。当光线照射到视杆和视锥时，它们会向大脑发送脉冲，从而提供视觉线索，确定一个人相对于其他物体的方位。例如，当一个行人沿着城市街道散步时，周围的建筑看起来是垂直排列的，每个经过的店面首先进入，然后超出外围视野的范围。

肌肉和关节的输入

来自皮肤、肌肉和关节的本体感觉信息涉及对周围组织中的拉伸或压力敏感的感觉受体。例如，站立的人向前倾斜时，脚底前部的压力会增加。随着腿部、手臂和其他身体部位的任何运动，感觉受体都会通过向大脑发送脉冲来作出反应。与其他信息一起，这些拉伸和压力信号帮助我们的大脑确定我们的身体在太空中的位置。

起源于颈部和脚踝的感觉冲动尤其重要。来自颈部的本体感觉线索指示头部转动的方向。来自脚踝的线索表明身体相对于站立表面（地板或地面）和该表面的质量（例如，硬、软、滑或不平）的运动或摆动。

前庭系统的输入

有关运动、平衡和空间定向的感觉信息由前庭装置提供，前庭装置在每个耳朵中包括椭圆囊、球囊和三个半规管。椭圆囊和球囊检测重力（垂直方向的信息）和线性运动。检测旋转运动的半规管彼此成直角，充满称为内淋巴的液体。当头部沿着特定的神经管感觉到的方向旋转时，由于惯性的作用，它内部的内淋巴液会滞后，并对神经管的感觉受体施加压力。然后，受体向大脑发送来自被刺激的特定神经管的运动的脉冲。当头部两侧的前庭器官功能正常时，它们会向大脑发出对称的脉冲。（来自右侧的脉冲与来自左侧的脉冲一致。）

感觉输入整合

平衡信息由外周感觉器官眼睛、肌肉和关节提供，前庭系统的两侧被送到脑干。在那里，它与小脑（大脑的协调中心）和大脑皮层（思维和记忆中心）提供的学习信息进行分类和整合。小脑提供有关自动运动的信息，这些信息是通过反复接触某些运动而学会的。例如，通过反复练习发球，网球运动员学会在这个动作中优化平衡控制。来自大脑皮层的信息包括先前学习到的信息；例如，由于结冰的人行道很滑，人们需要使用不同的运动模式才能安全地驾驶。

感觉输入冲突的处理

如果一个人从他或她的眼睛、肌肉和关节或前庭器官接收到的感觉输入相互冲突，他或她可能会迷失方向。例如，当一个人站在正在驶离路边的公共汽车旁边时，可能会发生这种情况。大型滚动公交车的视觉图像可能会给行人造成一种错觉，即他或她而不是公交车在移动。然而，同时，来自他的肌肉和关节的本体感觉信息表明他实际上没有移动。前庭器官提供的感觉信息可能有助于克服这种感觉冲突。此外，更高层次的思维和记忆可能会迫使人们从行驶中的公共汽车上移开视线向下看，以寻求视觉上的确认，即他的身体相对于路面没有移动。

运动功能输出

当感觉统合发生时，脑干将冲动传递给控制眼睛、头颈、躯干和腿部运动的肌肉，从而使人在运动时既能保持平衡，又能有清晰的视力。

肌肉和关节的运动输出

婴儿通过练习和重复学习平衡，因为从感觉受体到脑干再到肌肉的冲动形成了一条新的途径。随着重复，这些冲动更容易沿着那条神经通路传播，这一过程被称为促进，婴儿在任何活动中都能保持平衡。强有力的证据表明，这种突触重组发生在一个人的一生中，以适应不断变化的运动环境。

这是舞蹈演员和运动员如此艰苦练习的原因。即使是非常复杂的动作，在一段时间内也几乎是自动的。这也意味着，如果一个感官信息输入出现问题，促进过程可以帮助平衡系统复位和适应，再次实现平衡感。

例如，当一个人在公园里转动车轮时，脑干传递的脉冲通知大脑皮层，这种特殊的活动与公园旋转的景象是适当的。通过更多的练习，大脑学会在这种身体旋转过程中将旋转的视野理解为正常。或者，舞者学习为了保持平衡，同时执行一系列的回旋，他们必须保持他们的眼睛固定在一个地方，尽可能长的距离，同时旋转他们的身体。

眼睛的运动输出

前庭系统通过神经系统向眼睛肌肉发送运动控制信号，这种自动功能称为前庭眼反射（VOR）。当头部不动时，来自右侧前庭器官的脉冲数等于来自左侧的脉冲数。当头部转向右侧时，右耳的脉冲数增加，左耳的脉冲数减少。在主动头部运动（如跑步或观看曲棍球比赛）和被动头部运动（如坐在加速或减速的汽车中）中，每侧发出的脉冲的差异控制眼球运动并稳定注视。

协调平衡系统

人体平衡系统涉及一组复杂的感觉运动控制系统。它的交错反馈机制可能会因损伤、疾病或老化过程中一个或多个组件的损坏而中断。平衡受损可伴有其他症状，如头晕、眩晕、视力问题、恶心、疲劳和注意力不集中。

人类平衡系统的复杂性给诊断和治疗失衡的根本原因带来了挑战。通过前庭、视觉和本体感觉系统获得的信息的关键整合意味着影响个体系统的障碍会显著破坏人的正常平衡感。前庭功能障碍作为不平衡的一个原因提供了一个特别复杂的挑战，因为前庭系统与认知功能的相互作用，2及其对眼球运动和姿势控制的影响程度。