Alles im Lot

Registriert Bewegungen des Kopfes: das Vestibular-Organ im Innenohr

Egal, ob wir auf dem Kopf stehen, auf einem Seil balancieren oder in einem Flugzeug durch die Luft fliegen: Unser inneres Navigationssystem sagt uns normalerweise immer, wo oben ist und wo unten. Beeinflusst wird unser Gleichgewichtssinn vor allem von der Schwerkraft. Die dafür empfänglichen Organe sitzen auf beiden Seiten des Kopfes im Innenohr, im sogenannten Labyrinth, direkt neben den Hörorganen. Hier befindet sich das eigentliche Gleichgewichts-Organ – auch Vestibular-Organ genannt: Es besteht aus drei Bogengängen und den beiden Makula-Organen. Die drei Bogengänge sind so angeordnet, dass sie Drehbewegungen in alle Richtungen wahrnehmen; die beiden Makula-Organe registrieren Beschleunigungen. In jedem dieser Organe gibt es Sinneszellen mit feinen Härchen – die Haarzellen –, die in eine Gallertschicht eingebettet sind.

Navigieren mit der Schwerkraft

Die Bogengänge im Innenohr nehmen Drehbewegungen in allen Richtungen wahr

Solange sich der Kopf in aufrechter Position befindet, bleiben die Haarzellen ruhig. Erst wenn sich der Kopf aus dieser Position herausbewegt, dreht oder beschleunigt, bewegt sich auch die Flüssigkeit in den Gleichgewichts-Organen und lenkt die Haarzellen ab. Diesen mechanischen Reiz leiten die Haarzellen als elektrisches Signal über den Gleichgewichts-Nerv an das Gehirn weiter, zu den sogenannten vestibulären Kernen im Hirnstamm. Von dort wird jede Veränderung der Position des Kopfes über die Nervenbahnen sofort ans motorische System gemeldet. Über das Gleichgewichtsorgan im Innenohr wissen wir also jederzeit, wohin wir uns im Raum bewegen und spüren selbst bei geschlossenen Augen, wo oben und unten ist.

Orientierung über die Augen

Mit einer Spezialbrille lässt sich das Flackern der Augen nach einer längeren Drehung des Kopfes sichtbar machen

Eine wichtige Rolle für die räumliche Orientierung spielen aber auch die Augen, denn sie melden dem Gehirn permanent Informationen über die Umgebung. Und sie sind durch einen automatischen Reflex mit dem Gleichgewichtsorgan im Innenohr verbunden: Selbst kleinste Änderungen der Kopfposition gleicht das vestibuläre System sofort durch eine Gegenbewegung der Augen aus. Dadurch bleibt das Bild auf der Netzhaut stabil. Dieser Augen-Reflex lässt sich im Labor des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt eindrucksvoll zeigen: Auf einem Drehstuhl wird eine Versuchsperson schnell gedreht und dann plötzlich gestoppt. Mit einer Spezialbrille kann man deutlich sehen, wie die Augen des Probanden hin und her flackern. Der Grund: Die Flüssigkeit in den Bogengängen rotiert noch einige Sekunden weiter, so dass das Gleichgewichtssystem dem Auge nach wie vor Bewegung meldet.

Wenn das Gleichgewicht aus dem Takt kommt

Wenn Augen und Gleichgewichtsorgan dem Gehirn widersprüchliche Botschaften vermitteln, wird uns schwindelig

Das Gleichgewichtssystem wird über verschiedene Sinnesorgane gesteuert. So ist es auch dann funktionsfähig, wenn eines der Organe ausfällt. Gleichzeitig ist es dadurch aber auch anfällig für Täuschungen. Das passiert zum Beispiel dann, wenn wir auf einer großen Leinwand eine Achterbahnfahrt sehen. Die Augen signalisieren dem Gehirn heftige Bewegung, das Gleichgewichts-Organ im Innenohr hingegen Ruhe. Das Gehirn kann die widersprüchlichen Botschaften nicht vereinbaren, uns wird schwindelig. Das Umgekehrte kann im Flugzeug passieren, wenn es in ein Luftloch sackt. Dabei meldet das Gleichgewichtsorgan dem Hirn Bewegung, während die Augen ein unbewegtes Bild signalisieren. Auch dabei wird vielen Menschen schwindelig. Dass wir – normalerweise – das Gleichgewicht halten und uns im Raum orientieren können, ist also alles andere als selbstverständlich.