半規管是人體維持平衡的重要結構之一,也是前庭系統感受旋轉運動的核心器官。它們位於內耳中,左右各有一套系統,每套包含三條半規管,分別為前半規管、後半規管與側半規管。半規管內充滿內淋巴液,當頭部轉動時,淋巴液會產生相對流動,而偵測這種流動變化的感覺器官就是壺腹嵴(crista ampullaris)。壺腹嵴中的毛細胞負責將這些機械性刺激轉換為電生理訊號,進而傳遞至中樞神經系統,讓我們能感知頭部在空間中的角加速度。

在這些毛細胞上,可以看到兩種不同型態的纖毛:多條細長的靜纖毛(stereocilia,簡稱 S)與一條較粗長的動纖毛(kinocilium,簡稱 K)(圖:左一、二)。當靜纖毛(S)朝向動纖毛(K)方向彎曲時(圖:右二),毛細胞受到刺激而產生興奮性反應;相反地,若動纖毛朝向靜纖毛方向彎曲,則會引發抑制性反應(圖:右一)。這種雙向的機制使半規管能精確偵測旋轉方向與速度的變化。

值得注意的是,不同半規管中纖毛的排列方向並不相同。在前半規管與後半規管中,動纖毛(K,紅點)朝向管側排列;而在側半規管中,則朝向椭圓囊(utricle)側。這樣的構造差異讓三條半規管在三個互相垂直的平面中共同運作,協調地感受各個方向的轉動刺激。

