Simultaneous Stimulation of the Otolith Organs and Semicircular Canals

Abstract

Vestibular caloric testing (10-49°C, 40 sec duration) was performed on 22 cats in an optimal position for horizontal semicircular canal stimulation (fronto-occipital axis at 45° angle) and in a position where otoliths provoke maximal stimulation of the macular hair cells (fronto-occipital axis at 135° angle). The order of angles was randomized and the stimulation separated by a 10 min rest interval. Nystagmus was electrically recorded by four-channel recorder and duration of post-caloric nystagmus and eye velocity in the slow and fast phase were analyzed. Caloric testing performed at the 135° angle (maximal stimulus for the otolith organ but not an optimal position for the horizontal semicircular canal) provoked significantly longer duration of post-caloric nystagmus than at the 45° angle. Thus, the otolith system may act as a controlling, regulatory mechanism over the duration of post-caloric nystagmus, or the stimulation of the otolith organ may itself produce nystagmus under certain physiological conditions.

This investigation was supported by Public Health Service Research Grant NB-02779 from the National Institutes of Neurological Diseases and Blindness.

Une épreuve calorique vestibulaire (10-49°C, durée dc 40 sees.) fut faite chez 22 chats placés dans une position optimum pour la stimulation des cananx semicirculaires horizontaux (axe fronto-occipital à un angle de 45°) et dans une position où les otolithes provoquent une stimulation maximum des cellules ciliares maculaires (axe fronto-occipital à un angle de 135°). La séquence des angles utilisés fut choisie au hasard et les stimulations furent séparés par des intervals de 10 min. Le nystagmus fut enregistré électriquement avec un appareil à quatre canaux. La durée du nystagmus post-caloriquc et la vitesse des phases lente et rapide furent mesurées. l'épreuve calorique faite à un angle de 135° (angle maximum de stimulation pour l'organe otolithique mais non optimum pour les canaux semicirculaires horizontaux) provoqua un nystagmus post-calorique d'une durée définitivement plus longue qu'à un angle de 45°. Ainsi, le système otolithique pent agir comme un agent de control sur la durée du nystagmus post-calorique ou la stimulation de l'organe otolithique pent par elle-měme produirc le nystagmus dans certaines conditions physiologiques.

Es wurden vestibulär-kalorische Reizungen (10-49°C, Dauer 40 sec) an 22 Katzen durchgeführt. Die Versuchstiere befanden sich in optimaler Position für die Keizung des horizontalen Bogenganges (fronto-okzipitale Achse in einem Winkel von 45°) und in einer Haltung, in dcr die Otolithen die makularen llaarzellen maximal stimulieren (fronto-okzipitale Achse, 135°). Die Reihenfolge der angewendeten Positionen bzw. Winkel war dem Zufall überlassen, die Reizungen waren durch Ruhepausen von 10 min zeitlich getrennt. Nystagmus wurde elektrisch registriert mittels eines 4-kanaligen Geräts, die Dauer des post-kalorischen Nystagmus und Gcschwindigkeit der Augenbewegungen in der schnellen und längsamen Phase -wurden analysiert. Die kalorische Untersuchung führte zu einer signifikant langeren Dauer des postkalorischen Nystagmus, wenn sie im Winkel von 135° durchgeführt wurde (Maximalreiz für Otolithen, aber keine Optimalposition für horizontalen Bogengang) gegenüber der Haltung im Winkel von 45°. Ks lässt sich daher annehmen, dass das Otolithensystem als ein kontrollierender Mechanismus fiir die Dauer des postkalorischen Nystagmus wir-ken kann oder dass die Reizung des Otolithenorgans selbst imstande ist, unter physiologischen Bedingungen Nystagmus zu produzieren.