O órgão do equilíbrio faz parte do ouvido interno. O vestíbulo é a parte central do labirinto ósseo no ouvido interno. O órgão do equilíbrio deve seu nome ao vestíbulo: é também chamado de sistema vestibular.
No vestíbulo há duas “bolhas” conectadas através de canais delicados. Essas bolhas, chamadas de utrículo e sáculo, contêm células ciliadas sensoriais que desembocam em uma membrana gelatinosa, que é disposta horizontalmente no utrículo e verticalmente no sáculo. Na superfície das camadas gelatinosas, existem diminutos cristais (otólitos). As mudanças posturais causam movimento das camadas gelatinosas, gerando uma força de cisalhamento que movimenta os cílios sensoriais. É assim que percebemos a gravidade e a aceleração linear.
Os condutos são três canais semicirculares cheios de líquido que conduzem ao vestíbulo. Estão posicionados perpendicularmente entre si e representam os três planos espaciais. Esses tubos em forma de U também contêm células ciliares sensoriais sensíveis ao movimento. Eles permitem que percebamos os movimentos rotacionais da cabeça.
Através do nervo do equilíbrio (nervo vestibular), as informações registradas pelo órgão do equilíbrio são transmitidas para determinadas áreas do cérebro e do tronco cerebral, onde são processadas. Os três componentes — o órgão do equilíbrio no ouvido interno, o nervo do equilíbrio e as áreas cerebrais associadas — denominam-se sistema de equilíbrio.
Há uma distinção entre a parte central-vestibular e a periférica-vestibular do órgão do equilíbrio: "central" refere-se à posição central que ocupa no cérebro, o que significa que as causas centrais-vestibulares de vertigem encontram-se no próprio cérebro. "Periférico” significa "na parte externa" e se refere às estruturas que não estão localizadas no cérebro: o órgão do equilíbrio no ouvido interno e o nervo do equilíbrio. Causas não vestibulares de vertigem indicam que essas causas são completamente alheias ao sistema de equilíbrio. Trata-se, por exemplo, de problemas cardiovasculares ou efeitos colaterais de medicamentos, mas também de transtornos dos sistemas sensoriais responsáveis pela orientação espacial.
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