Вестибулярная система - это набор структур внутреннего уха, которые обеспечивают чувство равновесия и пространственную ориентацию. Эта система состоит из структур внутри лабиринта внутреннего уха, включая улитку и два отолитовых органа - матку и мешочек. Лабиринт также содержит три полукружных канала - верхний, задний и горизонтальный - ориентированные в разных плоскостях.

Все эти структуры содержат вестибулярные волосковые клетки - сенсорные рецепторы вестибулярной системы. В отолитовых органах волосковые клетки находятся под студенистым слоем, называемым отолитовой мембраной, который содержит отокониевые кристаллы карбоната кальция, делающие его относительно тяжелым. Когда голова наклоняется, отолитовая мембрана смещается, изгибая стереоцилии на волосковых клетках.

В полукружных каналах реснички волосковых клеток содержатся внутри студенистой купулы, окруженной эндолимфической жидкостью. Когда голова испытывает движения, такие как вращательное ускорение и замедление, жидкость движется, изгибая купулу и реснички внутри нее.

Подобно слуховым волосковым клеткам, смещение к самой высокой ресничке заставляет механически управляемые ионные каналы открываться, деполяризуя клетку и увеличивая высвобождение нейромедиаторов. Смещение к самой короткой ресничке гиперполяризует клетку и снижает высвобождение нейромедиаторов по сравнению с покоем. Таким образом, движения головы преобразуются в нейронные сигналы.

Вестибулярные волосковые клетки ориентированы в разных направлениях в рамках структур лабиринта, которые сами ориентированы в разных направлениях, что позволяет обнаруживать различные типы и направления движения головы. Эта информация передается из лабиринта через вестибулярный нерв в части мозга, такие как ствол мозга и мозжечок, а также определенные оптические мышцы. Это способствует быстрой реакции движения, такие как вестибуло-глазной рефлекс, который регулирует положение глаз, чтобы стабилизировать взгляд в то время как голова движется.

В головном мозге вестибулярная информация из обоих ушей интегрируется с другими типами сенсорной информации, например, визуальной информацией, чтобы помочь в пространственной ориентации. Некоторая вестибулярный информация отправляется через таламус в кору головного мозга, помогая в сознательном восприятии ориентации в пространстве.