115年:職治-解剖生理
下列何種狀況對於右側水平半規管（semicircular canal）的毛細胞（hair cell）可產生最大刺激？
A毛細胞的過極化（hyperpolarization）
B將立體纖毛（stereocilia）朝過極化方向彎曲
C搭上快速上升的電梯
D將頭向右邊轉
詳細解析
本題觀念
水平半規管（horizontal semicircular canal）偵測的是頭部繞垂直軸旋轉時的角加速度，不是直線上下移動。半規管內的內淋巴具有慣性，頭部開始轉動時，內淋巴相對流動會推動壺腹帽（cupula），使感覺上皮的毛細胞彎曲；毛細胞的纖毛朝向動纖毛（kinocilium）彎曲會去極化並增加前庭神經放電，反方向則會過極化、降低放電。左右水平半規管以推拉方式成對工作，所以向右轉頭的起始旋轉會提高右側水平半規管的活動，並抑制左側，正好對應本題的最大刺激。
選項分析
- A 錯誤。 毛細胞過極化代表膜電位變得更負，感覺細胞釋放的訊號減少，會使前庭神經放電下降，和最大刺激所需的活化方向相反。
- B 錯誤。 立體纖毛（stereocilia）朝過極化方向彎曲會抑制毛細胞，而不是增加訊號。增加刺激應是纖毛朝動纖毛方向彎曲，造成去極化與放電增加。
- C 錯誤。 快速上升的電梯主要提供垂直直線加速度，優先由耳石器官中的橢圓囊與球囊感受；它不是右側水平半規管最強的旋轉刺激。半規管的關鍵刺激是轉動時的角加速度。
- D 正確。 向右轉頭的起始角加速度會造成右側水平半規管的興奮性偏轉。右側壺腹帽與毛細胞因此朝促進放電的方向受力，右側前庭神經活動增加，故可產生最大的刺激。
答案解析
本題答案為 D。解題可依序問三件事：受器感受哪種運動、毛細胞往哪個方向彎曲、左右哪一側被興奮。水平半規管感受水平面旋轉；向右轉頭時，右側水平半規管在起始加速階段受到興奮，纖毛偏向動纖毛使毛細胞去極化，放電增加。快速上升電梯是直線加速度，主要交給耳石器官處理；過極化及朝抑制方向彎曲則降低訊號，因此 D 最符合完整的受器生理。若持續以等速轉動，半規管反應會因內淋巴與受器逐漸恢復而減弱，本題的「轉頭」應理解為產生角加速度的動作。
核心知識點
- 半規管感受角加速度，三對半規管分別位於不同平面。
- 水平半規管主要感受水平面內的頭部旋轉；左右側以推拉方式編碼方向。
- 纖毛朝動纖毛彎曲：去極化、神經放電增加；反方向：過極化、放電減少。
- 橢圓囊與球囊屬耳石器官，主要感受直線加速度與頭部相對重力方向。
- 半規管對轉動的開始與停止最敏感，對長時間等速轉動的反應會逐漸適應。