前庭覚

ぜんていかく｜Vestibular sense｜感覚と運動

駅の通路を歩きながら、横の案内板へ顔を向けます。文字を確かめたら、前を向いて歩き続けます。私たちはこのように、歩きながら自然に顔や目を動かしています。その間にも、頭の向きや位置、目を向ける場所は刻々と変わります。

頭の動きや、重力に対する傾きを捉える感覚を「前庭覚」といいます。「ぜんていかく」と読み、「前庭感覚」とも呼ばれます。耳の奥にある内耳の器官が動きを受け取り、その情報が視線や姿勢の調節に使われます。

顔を横へ向ける、上の棚を見上げる、エレベーターが動き始める。こうした身近な場面から、前庭覚がどのような情報を扱っているかを見ていきましょう。

耳の奥にある、動きを捉える器官

内耳は、頭の骨の中に収まっています。音を受け取る「蝸牛（かぎゅう）」という器官の近くに、前庭覚を支える器官があります。そのうち、輪のような形をした三つの管が「半規管（はんきかん）」です。三つはそれぞれ異なる向きに配置されています。

半規管の近くには、「卵形嚢」と「球形嚢」という二つの袋状の器官があります。「らんけいのう」「きゅうけいのう」と読み、まとめて「耳石器」と呼びます。左右の耳にある半規管と耳石器が、頭の動きや傾きについての情報を受け取っています。

半規管と耳石器には、表面に細い毛のような突起が並ぶ「有毛細胞」があります。突起の束が曲がると細胞の働きが変わり、つながっている神経へ情報が伝わります。頭の動きは、内耳ではこのような小さな構造の動きとして受け取られます。

顔を横へ向けると、半規管で何が起こるか

通路の案内板を見るために顔を左へ向けると、頭は左向きに回転します。このような回転の動きに関わるのが、半規管です。管の内部は液体で満たされ、一部には「クプラ」というゼリー状の構造があります。有毛細胞の突起は、このクプラの中に伸びています。

頭が回り始めると、管は頭と一緒に動きますが、中の液体は少し遅れてついていきます。このずれでクプラがたわみ、有毛細胞の突起も曲がります。その変化が神経の信号となり、頭の回転の情報が脳へ送られます。

左右の半規管は組になって働きます。たとえば頭を左へ回すと、水平に近い向きにある左の半規管からの信号は増え、対応する右側の信号は減ります。脳は、こうした両側からの情報を利用します。うなずくように頭を動かす場面でも、動く方向に応じて複数の半規管の働き方が変わります。

参考記事→半規管

頭を傾けるとき、動き始めるとき

上の棚を見上げると、頭の傾きが変わります。エレベーターが上向きに動き始めるときには、身体とともに頭が上へ加速します。こうした重力に対する傾きや、直線方向の加速度を捉えるのが耳石器です。加速度は、動く速さや方向の変化を表す言葉です。

耳石器の有毛細胞の上には、ゼリー状の膜があります。その膜には、炭酸カルシウムでできた小さな結晶が載っています。この結晶が「耳石」です。頭が傾いたり加速したりすると、耳石を含む膜に力がかかり、有毛細胞に対してずれが生じます。すると、膜につながる突起の束が曲がります。

耳石器の信号には、重力と移動による加速度の両方が影響します。脳は、半規管などの情報も合わせて頭の動きを捉えます。エレベーターでは、動き始めや止まるときに加速度が生じます。そのため、一定の速さで進んでいるときとは、頭にかかる力が変わります。

頭が動いても、見ている場所を保つ

案内板の文字を見ている間にも、歩くことで頭は少しずつ動いています。そのたびに目も調節され、見たい場所を捉え続けます。頭の動きに応じて眼球を動かし、視線を安定させる働きの一つが「前庭動眼反射」です。「ぜんていどうがんはんしゃ」と読みます。

目の前の一点を見たまま頭が左へ回るときには、眼球が頭に対して右へ動くことで、同じ場所を見続けやすくなります。半規管から届く頭の回転の情報が、脳幹を通る回路を介して、目を動かす筋肉の働きにつながっています。

一点を見たまま頭が動くときの目の動き — 頭を本人の右へ回すとき、目は頭に対して左へ動き、部屋に固定した時計へ視線を保ちます。本文で述べた左回転では、頭と目の向きが逆になります。前庭覚からの頭の動きの情報が、こうした視線の安定に使われます。

脳幹は、脳の下部にあり、脊髄へと続く部分です。前庭器官からの情報は脳幹や小脳などへ届き、目の動きや身体の姿勢の調節に使われます。歩きながら看板を読んだり、相手の顔を見たりする動作の中で、こうした調節が続いています。

自分が動いたことを感じる

ベッドで仰向けから横向きになると、顔の向きも、身体と寝具が触れる場所も変わります。「横を向いた」と感じるときには、頭の動きについての情報と、首や胴体、皮膚からの情報が一緒に使われています。

前庭器官の情報は大脳へも届き、視覚や身体の感覚とともに、自分が空間の中でどう動き、どちらを向いているかを捉える手がかりになります。内耳からの信号は、目や筋肉を調節するだけでなく、動きを自覚することにも関わっています。

寝返りの途中では、半規管から頭の回転についての情報が届きます。横向きで止まったあとには、耳石器からの情報が、重力に対して頭がどちらへ傾いているかを捉える手がかりになります。

足元と景色の情報も使って立つ

通路で立ち止まると、足裏は床に触れ、足首や膝の位置を捉える感覚もあります。目には床や壁の向きが映っています。頭の状態を伝える前庭情報と、こうした身体や周囲の情報が合わさって、立位の調節に使われます。

筋肉や腱などから、自分の身体の位置や動きを捉える感覚は「固有受容感覚」と呼ばれます。前庭器官からは、頭の動きや重力との関係についての情報が届きます。それらが脚や胴体からの情報と合わさり、全身の向きや動きを把握する手がかりになります。「平衡感覚」という言葉は、これらが関わるバランスの働きを広く表すときにも使われます。

暗い場所では、目から得られる手がかりが少なくなります。足元が柔らかければ、足首や足裏から届く情報も変わります。姿勢を保つ仕組みは、その場で使える手がかりに応じて、それぞれの感覚情報への頼り方を調節しています。

立つ姿勢を調べる研究

ヒトの立位を調べたPeterkaの研究では、立っている床や周囲の視覚的な環境を装置で動かし、身体の揺れを測りました。実験には、前庭機能が保たれている人と、左右の前庭機能を大きく失った人が参加しています。

得られた揺れを計算モデルで分析すると、前庭機能が保たれている人では、条件の変化に応じて前庭情報への頼り方が変わることが示されました。このように、複数の感覚情報をどの程度利用するかが変わることを「感覚の重みづけ」と呼びます。床や周りの見え方が変わると、身体から届く情報への頼り方も変わります。静かに立っている間にも、その場に応じた調節が続いているのです。

参考記事→多感覚統合

ボディワークで顔の向きを変えるとき

ボディワークで、椅子に座ったまま右側の物へ顔を向ける場面を考えてみましょう。目が物を捉え、頭が右へ回り、首の筋肉の長さも変わっていきます。前庭器官からは頭の回転について、目からは見ている物について、首からは頭と胴体の位置関係についての情報が届きます。

顔だけを横へ向けると、胴体に対する頭の向きが変わります。胴体も一緒に向きを変えると、座面との接触や足にかかる力も変わります。小さく振り向くだけでも頭、目、胴体が関わり、いくつもの感覚が生まれています。

右側にある物へ視線を移すときには、目と頭が同じ方向へ動くことがあります。その物を見続けながら頭が動くときには、前庭動眼反射も働いて視線を安定させます。何を見るか、頭がどう動くかに応じて、目の動きも調節されているのです。

参考文献

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前庭覚