The Role of the Vestibular System in Relation to Muscle Tone and Postural Reflexes in Man

Abstract

The LVST in man seems to provoke, through its activation from the utricule in response to displacement of the center of gravity, an increase of the excitability of γ-static motoneurons of extensor muscles of trunk and legs and in a lesser degree of γ-dynamic and a-moto-neurons. This contributes to the adjustment of muscle tone for the maintenance of the static standing posture, and for the alternative change from the extensor to the flexor phase during locomotion. Temporary vestibular hyperfunction provoked by central or peripheral stimulation is manifested clinically by vertigo. There is during this state a hyperexcitability of γ-static motoneurons with lesser or no change of γ-dynamic and a-motoneurons. Suppression of vestibular function by destruction of the labyrinth, section of the vestibular nerve, interruption of the central vestibular pathways or of the LVST result in disequilibrium with loss of postural control. A marked depression of γ-static innervation can be detected in this case. The presence of adequate γ-static innervation in one side seems to be contradictory to complete suppression of labyrinthine function in this same side. On the other hand, absence of response to caloric stimulation in one or both labyrinths does not exclude the possibility of vestibular hyperfunction. The study of phasic stretch reflexes appears to be a valid method of measurement of the functional state of the static labyrinth and of the LVST.

Zusammenfassung

Der Fasciculus vestibulo-spinalis lateralis (FVSL) scheint beim Menschen durch seine Erregung aus dem Utriculus in Antwort auf Verlagerungen des Gravitätszentrums eine Erhöhung des Erregungsniveaus der statischen γ-Motoneurone der Streckmuskulatur des Rumpfes und der unteren Extremitäten sowie, wenn auch weniger ausgeprägt, der dynamischen γ- und der α-Motoneurone zu erzeugen. Dies trägt dazu bei, den. Muskeltonus zur Beibehaltung der statischen Aufrechtposition und zum alternierenden Wechsel zwischen der gestreckten und gebeugten Phase während der Fortbewegung zu regu-lieren.

Eine vorübergehende vestibuleäre Überfunktion, be-dingt durch zentrale oder periphere Stimulation, äuβert sich klinisch durch Schwindel. Während dieses Zustandes beobachtet man eine Übererregbarkeit der statischen β-Motoneurone, während die dynamischen γ- und die α-Motoneuronen wenig oder gar nicht verändert sind.

Eine Aufhebung der vestibuleären Funktion durch Zer-störung des Labyrinths, Durchtrennung des Nervus vestibularis, Unterbrechung der zentralen vestibuleären Ver-bindungen oder des FVSL hat eine Gleichgewichtsstö-rung mit Verlust der Lagerungskontrolle zur Folge. In diesem Fall wird eine erhebliche Abnahme der statischen γ-Innervation registriert.

Das Vorhandensein einer adäquaten statischen γ-In-nervation auf einer Seite scheint mit einer vollständigen Aufhebung der Labyrinthfunktion auf der gleichen Seite im Widerspruch zu stehen. Andererseits schlieβt das Fehlen einer Antwort auf kalorischem Reiz in einem oder beiden Labyrinthen die Möglichkeit einer vestibuleären Überfunktion nicht aus.

Die Beobachtung der phasischen Muskeldehnungs-reflexe scheint eine angemessene Methode zur Beur-teilung des Funktionszustandes des statischen Labyrinths und des FVSL zu sein.