115年:放射基礎(2)

下列那一個構造與感知重力變化(gravity changes)及頭部傾斜(head tilt)最相關?

A耳蝸(cochlea)
B耳石器(otolith organs)
C半規管(semicircular canals)
D鐙骨(stapes)

詳細解析

本題觀念

內耳前庭系統把頭部運動轉成神經訊號,其中耳石器(otolith organs)是感知重力方向、頭部傾斜與直線加速度的主要構造。耳石器包括橢圓囊(utricle)與球囊(saccule),感覺上皮表面覆有含碳酸鈣耳石的耳石膜。當頭部傾斜或身體受到直線加速度時,耳石膜因慣性與重力相對於感覺毛細胞移動,牽拉毛細胞上的纖毛,改變前庭神經放電。這種機制提供大腦關於頭部相對重力方向與線性運動的資訊。判斷本題時,要把「重力、傾斜、直線加速度」和耳石器連在一起,並把「旋轉、角加速度」留給半規管。

選項分析

**A.耳蝸(cochlea):錯誤。**耳蝸是聽覺器官,內有基底膜、柯蒂氏器與內外毛細胞。聲波經中耳聽小骨傳入後,造成耳蝸液體與基底膜振動,不同頻率會在不同位置產生較大的振幅,毛細胞再把機械振動轉成聽覺訊號。耳蝸處理的是聲音頻率與強度,不是重力方向或頭部傾斜。

**B.耳石器(otolith organs):正確。**橢圓囊與球囊的感覺毛細胞嵌在膠狀耳石膜下方,耳石膜上有許多碳酸鈣結晶。頭部傾斜時,耳石膜受到重力影響而相對滑動,令纖毛彎曲;直線前後、上下或左右加速時,耳石膜也會因慣性產生相對位移。橢圓囊較擅長感受水平面的線性加速度與頭部姿勢,球囊較偏向垂直方向的線性加速度,但兩者共同提供重力與直線運動訊息,所以 B 最符合題意。

**C.半規管(semicircular canals):錯誤。**三個半規管大致互相垂直排列,壺腹內的壺腹嵴含有感覺毛細胞,纖毛插入膠狀的壺腹帽。頭部開始或停止旋轉時,內淋巴因慣性造成相對流動,使壺腹帽偏移並改變毛細胞放電,主要感受角加速度。它可以參與平衡與眼球運動反射,但不是偵測靜態重力方向與頭部傾斜的主要感受器。

**D.鐙骨(stapes):錯誤。**鐙骨是中耳三個聽小骨之一,和錘骨、砧骨構成聲音傳導鏈。聲波使鼓膜振動,振動再經聽小骨放大並傳到卵圓窗,推動內耳液體,主要服務於聽覺傳導。鐙骨不是含有前庭感覺毛細胞的內耳感受構造,因此不能作為重力或頭部傾斜的答案。

答案解析

先看題目中的功能線索:重力變化與頭部傾斜屬於線性加速度和姿勢感知,而不是聲音或旋轉。耳石器的耳石膜受到重力與慣性作用,會相對於感覺上皮移動,造成毛細胞纖毛彎曲,最後改變前庭神經訊號;這正是本題所問的感知機制。半規管雖同樣是前庭系統的一部分,但其專長是旋轉造成的角加速度,不能和耳石器互換。故答案為 B 耳石器

這個區分對平衡生理和影像解剖都很重要。當問題描述「轉頭、旋轉、角加速度」時,先思考半規管;描述「直線移動、升降、重力、傾斜」時,先思考橢圓囊與球囊。若再加入聲音或聽力,才轉向耳蝸和中耳聽小骨。以功能而非單純位置作分類,能避免把所有內耳構造混在一起。

核心知識點

• **耳石器組成:**橢圓囊與球囊,耳石膜上的碳酸鈣耳石增加慣性,協助感知重力與線性加速度。

• **橢圓囊與球囊:**橢圓囊偏重水平線性加速度與姿勢;球囊偏重垂直線性加速度,兩者共同提供頭部傾斜資訊。

• **半規管功能:**透過內淋巴與壺腹帽的相對位移感受頭部旋轉的角加速度。

• **聽覺構造:**耳蝸負責聲音轉換;鐙骨把中耳振動傳至卵圓窗,兩者都不是重力感受器。

• **快速記憶:**耳石器管「重力與直線」,半規管管「旋轉與角度變化」,耳蝸與鐙骨管「聽覺」。

參考資料

  1. Physiology, Vestibular System
  2. Dizziness and Vertigo
  3. Vestibular System
  4. Vestibular system