接下來,我們要進一步討論不同半規管如何控制眼球的運動。在先前一篇關於眼球神經控制的內容中,我們已經介紹過水平運動的調控機制;這次則要加入前半規管與後半規管的影響,也就是負責眼球轉動與垂直移動的部分,而這一段的內容也會相對複雜許多。
眼球的主要及次要運動方向
這一部分最具挑戰的地方,在於我們必須先徹底釐清各條眼外肌的主要運動方向(primary action)與次要運動方向(secondary action)。許多人在學習時,常誤以為眼球運動只是「左轉、右轉」這樣的水平動作,但真正困難的是垂直與旋轉的運動,例如「上轉、下轉、內旋、外旋」等。這些複雜的方向變化,與每條眼外肌的走向和附著位置都有密切關係。要理解這些動作,建議先回顧各條眼外肌的解剖位置與附著點。當你了解肌肉從哪裡起始、連到眼球的哪個部位,就能更清楚為什麼某些肌肉會造成「上抬」或「旋轉」的動作。
| Muscle | Primary Action | Secondary Action | Tertiary Action |
|---|---|---|---|
| Superior Rectus | Elevation | Intorsion | Adduction |
| Inferior Rectus | Depression | Extorsion | Adduction |
| Medial Rectus | Adduction | None | None |
| Lateral Rectus | Abduction | None | None |
| Superior Oblique | Intorsion | Depression | Abduction |
| Inferior Oblique | Extorsion | Elevation | Abduction |
半規管與動眼之間的主要解剖構造


在我們的解剖圖中,可以先用簡化的方式理解:最下方可以看到三條半規管的排列,分別是前半規管(A)、後半規管(P)與側半規管(L)。接著,在神經路徑的部分,圖中以不同顏色標示:
- 黃色 代表前庭神經核(vestibular nucleus);
- 粉紅色 為第六對腦神經(外旋神經,abducens nerve);
- 橘色 為第四對腦神經(滑車神經,trochlear nerve);
- 藍色 則為第三對腦神經(動眼神經,oculomotor nerve)。
此外,左右兩側分別對應右眼與左眼。等一下在說明各半規管活化時,我們會以藍色代表興奮性訊號。透過這樣的示意方式,可以更直觀地理解不同半規管被刺激時,如何產生對應的眼球運動方向。
不同半規管活化產生的眼動結果
接下來我們先來討論前半規管(anterior semicircular canal)的運作。

當前半規管受到刺激並活化時,會興奮同側的前庭神經核。接著,這個訊號會經由交叉路徑(commissural pathway)傳遞至對側的第三對腦神經核,並支配對側的下斜肌(IO)與同側的上直肌(SR)。
以左圖為例,當右前半規管被活化時,右眼會產生上轉(elevation)並伴隨輕微內旋(intorsion)的動作;而左眼則主要表現為外旋(extorsion)並伴隨上轉。
這種運動的整體效果可以想像成:當頭部稍微往左看並快速向右下方向移動時的靜向量(很難想像的話,就像是游完泳右耳進水,你單腳跳的時候想把水甩出來的感覺)。因為頭往下低,兩眼仍會試圖維持水平視線,所以兩眼都出現了上轉的動作;再者,為了抵消頭部傾斜所造成的視軸旋轉,眼球會進行補償:右眼(位於下方)會內旋以維持水平;左眼(位於上方)則會外旋來配合整體的視軸平衡(兩者都是Pole to the left side)。
接著,我們再來看看後半規管(posterior semicircular canal)的運作。

當後半規管受到刺激而被活化時,它會首先興奮同側的前庭神經核。接著,訊號經由交叉路徑傳遞到對側的第四對與第三對神經核。其中,CN4的軸突再度交叉,最終支配同側的上斜肌(SO);而對側的CN3則支配對側的下直肌( IR)。
以左圖為例:當右後半規管被活化,右眼產生下轉(depression)與內旋(intorsion)的動作;左眼則產生下轉與外旋(extorsion)。
這樣的組合可以用一個自然動作來想像:當我們的頭部往右後方微微仰起時(類似洗頭後仰再往右邊轉的動作),兩眼為了穩定視線、維持水平注視,會同時往下移動。由於頭部有旋轉與傾斜的成分,因此下方的右眼需藉由內旋來維持水平,而上方的左眼則需外旋以配合視軸對齊。
最後,我們來回顧一下水平半規管所控制的眼球運動。

當右側水平半規管被活化時,會刺激同側的前庭神經核。接著,訊號會傳遞至對側的第六對腦神經核,該神經核支配對側的外直肌(LR),使其收縮。同時,也會透過MLF,將興奮訊號傳遞至同側的第三對腦神經核,以支配同側的內直肌(MR)。
結果是對側眼(左眼) 的外直肌收縮以及同側眼(右眼) 的內直肌收縮 → 眼球向內轉。
總結

The picture and information of this section was redrawn by the author, based on the following resources as reference. 1. Bronstein AM, Patel M, Arshad Q. A brief review of the clinical anatomy of the vestibular-ocular connections-how much do we know? Eye (Lond). 2015 Feb;29(2):163-70. doi: 10.1038/eye.2014.262. Epub 2014 Nov 21. PMID: 25412719; PMCID: PMC4330278. 2. NeuPsyKey.com ; 3. Vestibular courses (PDF); 4. Branoner F, Chagnaud BP, Straka H. Ontogenetic Development of Vestibulo-Ocular Reflexes in Amphibians. Front Neural Circuits. 2016 Nov 8;10:91. doi: 10.3389/fncir.2016.00091. PMID: 27877114; PMCID: PMC5099239.; 5. Graf, W.M. (2009). Vestibulo-Oculomotor Connections. In: Binder, M.D., Hirokawa, N., Windhorst, U. (eds) Encyclopedia of Neuroscience. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-540-29678-2_6311; 6. 2025耳神經學研討會
