Mechanizm powstawania reakcji przedsionkowo-móżdżkowo-ocznych i przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowych w próbach kalorycznych. Podstawy teoretyczne dwutermicznego testu kalorycznego Fitzgeralda-Hallpikea i jednotermicznego testu kalorycznego Toroka. Zjawisko symetrycznej przewagi kierunkowej - podstawy teoretyczne.  Nowa teoria pobudzeń kalorycznych.

Jak wiadomo z historii badań nad układem równowagi, pierwszym badaczem, który odkrył niedobrowolny ruch gałek ocznych podczas obrotów fotela był  Purkinje. Uczony był przekonany, że mózg jest bezpośrednio drażniony podczas obrotów. Podobnie w 1853r Brown Sequard był pierwszym, który zwrócił uwagę, że w wyniku przepłukiwania ucha zimną wodą można wywołać oczopląs.  W tym przypadku uczony również uważał, że wywołane patologiczne ruchy gałek ocznych są wynikiem bezpośredniego drażnienia ośrodkowego układu nerwowego bodźcem termicznym. Następnie w 1881r węgierski fizjolog Endre Högyes uznał, że w wyniku stymulacji kalorycznej organem drażnionym jest błędnik. Jednocześnie uczony udowodnił, że ośrodek zawiadujący mechanizmem powstawania oczopląsu jest zlokalizowany w części mózgu między wejściem nerwu słuchowego do rdzenia przedłużonego a ciałami czworaczymi i usuwanie innych części mózgu nie ma większego wpływu na przebieg tego odruchu. On praktycznie udowodnił, że czynność jednego błędnika wpływa na drugi błędnik i one równoważą się. Ogromny rozwój badań z zastosowaniem bodźca kalorycznego należy przypisać Robertowi Baranyemu (1). Z Jego nazwiskiem należy wiązać początek klinicznej otoneurologii. Uczony uważał, że pomimo pionierskich odkryć, których dokonano wcześniej, nie było możliwe dobrze zrozumieć obserwowane zjawiska ponieważ nie było prawdziwej metody jednostronnego badania czynności aparatu przedsionkowego, takiej jakie od dłuższego czasu były wykonywane w odniesieniu do innych organów czuciowych, również występujących w parach (np. wzroku, słuchu). Metoda kalorycznego stymulowania aparatu przedsionkowego, którą odkrył Barany była pierwszą wg. uczonego, która przynosi światło w ciemności. Opracowana przez Baranyego teoria konwekcji termicznej była największym osiągnięciem uczonego i jest ona nadal aktualna. W myśl tej teorii ogrzanie bądź oziębienie wnętrza przewodu słuchowego zewnętrznego powoduje przeniesienie bodźca kalorycznego w wyniku konwekcji termicznej na płyny ucha wewnętrznego, wymuszając ruch endolimfy w kanałach półkolistych, a jego kierunek zależy od charakteru bodźca, ciepły lub zimny i położenia kanału w czasie próby. Aby bodziec kaloryczny mógł wywołać odruch przedsionkowo-móżdżkowo-oczny i przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowy, jego temperatura musi być wyższa lub niższa od temperatury ciała. Następny warunek jaki musi być spełniony to taki aby kanał półkolisty poziomy znajdował się w pionie z bańką położoną u góry dzięki czemu uzyskujemy zgodność płaszczyzny kanału z wektorem siły grawitacji. Takie optimum do badania bodźcem kalorycznym uzyskujemy, kiedy badany znajduje się w pozycji leżącej na plecach z głową przygiętą o 30° do klatki piersiowej lub w pozycji siedzącej z głową odchyloną do tyłu o kąt 60°. Ciepły bodziec wywołuje ogrzewanie endolimfy i jej ruch do góry w kierunku bańki (ruch ampulopetalny), a bodziec zimny powoduje oziębianie śródchłonki i jej ruch do dołu w kierunku kanału (ruch ampulofugalny). W warunkach zerowej grawitacji reakcja na bodziec cieplny nie występuje (2). Reakcja na bodziec kaloryczny w warunkach ziemskich również nie wystąpi pod warunkiem ułożenia kanału poziomego w położeniu horyzontalnym, to jest pod kątem 90° do wektora siły grawitacji. Należy wspomnieć, że do badania pobudliwości błędników możemy stosować również strumień ciepłego bądź zimnego powietrza. Zarówno bodziec kaloryczny wodny i powietrzny nie są fizjologicznymi bodźcami, ale pozwalają pobudzać każdy błędnik z osobna. W diagnostyce otoneurologicznej najszersze zastosowanie znalazł dwutermiczny test kaloryczny Fitzgeralda-Hallpikea (3,4) z użyciem wody ciepłej o temp. 44°C i wody zimnej o temperaturze 30°C. Zatem średnio bodziec ciepły jest wyższy o 7° od temperatury ciała i bodziec zimny mniejszy o 7° od temperatury ciała. Zarówno autorzy tego testu jak i większość badaczy (5,6) wykazała, że bodziec z zimną wodą wywołuje silniejsze reakcje przedsionkowe. Czas trwania reakcji oczopląsowej po ciepłym bodźcu wynosi 100 sekund, po zimnym bodźcu około 120 sekund. Do tej pory nie przedstawiono podstaw teoretycznych wyjaśniających tych obserwacji. Przy pomocy testu Fitzgeralda-Hallpikea możemy ocenić takie typy reakcji jak odpowiedź symetryczna, niedowład kanałowy, porażenie kanałowe jak również symetryczną przewagę kierunkową oraz rzeczywistą przewagę kierunkową skojarzoną z niedowładem kanałowym. Jak już wcześniej wspomniałem, że oba grzebienie baniek posiadają samoistną, spoczynkową aktywność bioelektryczną. Ta stała impulsacja, którą Ewald nazwał napięciem błędnikowym przekazywana jest na mięśnie oka i pozostałe mięśnie somatyczne, ale nie bezpośrednio, ale przez półkule móżdżku. W warunkach fizjologicznych to spoczynkowe pobudzenie płynące z błędników do półkul móżdżku powoduje, że gałki oczne znajdują się w pozycji pośredniej a kończyny górne wyciągnięte do przodu przy zamkniętych oczach pozostają w miejscu, nie rozchodzą się. Jak do tej pory powszechnie interpretowany jest mechanizm pobudzenia bodźcem cieplnym w artykułach naukowych i podręcznikach. Przytoczę tu rozdział "Próby cieplne" autorstwa Grzegorza Janczewskiego i Stanisława Bienia (7) w podręczniku "Otoneurologia kliniczna" pod redakcją Grzegorza Janczewskiego, do którego często byłem odsyłany w recenzjach moich prac naukowych. Pouczano mnie dlaczego ja się tak męczę kiedy to wszystko zostało wyjaśnione w wyżej wspomnianym podręczniku. Otóż w podręczniku tym autorzy wyjaśniają- cytat: W typowym położeniu do próby Fitzgeralda-Hallpikea, gdzie badany leży na plecach z głową przygiętą o 30° do klatki piersiowej, kanał półkolisty poziomy ułożony jest pionowo a bańka kanału znajduje się u góry. Ruch endolimfy ku górze (ruch ampulopetalny) odchyla osklepek w kierunku do łagiewki, przez co wzrasta znacznie aktywność bioelektryczna umieszczonych w narządzie osklepkowym komórek receptorowych. Daje to przewagę stymulowanego kanału nad parzystym z nim  kanałem strony przeciwnej. Wywołany w wyniku tej asymetrii oczopląs poziomy skierowany jest szybką fazą w kierunku stymulowanego błędnika. W przypadku próby "zimnej " ruch endolimfy ku dołowi (ruch ampulofugalny) odchyla osklepek odłagiewkowo, co zmniejsza potencjał bioelektryczny tego kanału do wartości niższych niż ma je kanał strony przeciwległej, nie drażnionej. W tej sytuacji oczopląs indukowany bodźcem "zimnym" skierowany jest fazą szybką w stronę przeciwną do drażnionego błędnika. Można by powiedzieć, że w istocie próba "ciepła" bezpośrednio drażni błędnik po tej samej stronie zwiększając jego potencjał bioelektryczny, podczas gdy próba "zimna" zmniejszając wartości potencjału bioelektrycznego ochłodzonego pośrednio, daje przewagę układowi przedsionkowemu strony przeciwnej".

Wyjaśnienie mechanizmu stymulowania błędnika przy pomocy  próby z zimną wodą, w tym przypadku oparte jest o teorię Ledouxa. Jak już wcześniej udowodniłem, prezentując mechanizm  pobudzeń przedsionków w próbach kinetycznych, że teoria ta jest nieprawdziwa. Jak zatem wygląda mechanizm pobudzenia błędników przy pomocy bodźców kalorycznych według nowej teorii Nakieli, która po raz pierwszy została przedstawiona w wykładzie habilitacyjnym 20.11.1990r. Teoria ta oparta jest o zasady działania układu przedsionkowo-móżdżkowego, które zostały rozszyfrowane przez autora nowej teorii. Jeżeli w typowym ułożeniu pacjenta jak do próby kalorycznej, tj. w ułożeniu na plecach z głową przygiętą o 30° do klatki piersiowej , zastosujemy bodziec ciepły 44°C do ucha prawego (zgodnie z próbą Fitzgeralda-Hallpikea) to wywołamy efekt ogrzania endolimfy i jej ruch do góry w kierunku bańki . Powoduje to odgięcie kinocillium w kierunku łagiewki i wzrost potencjału drażnionego błędnika, który jest przekazywany przez kompleks jąder przedsionkowych po stronie prawej do lewej półkuli móżdżku, powodując jej pobudzenie, co umownie oznakowano większym znakiem  plus (ryc. 1).

Ryc. 1

Ryc. 1  Schemat powstawania odruchów przedsionkowo-móżdżkowo-ocznych i przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowych po stymulacji prawego błędnika wodą o temperaturze 44° w teście Fitzgeralda-Hallpikea.

Impulsy bioelektryczne z lewej półkuli móżdżku wracają do kompleksu jąder przedsionkowych po stronie prawej, a następnie drogą wstępującą przez pęczek podłużny przyśrodkowy kierowane są do jąder motorycznych nerwów czaszkowych III, IV i VI, obsługujących mięśnie zewnętrzne gałek ocznych, wywołując oczopląs w prawo z odpowiednim wektorem siły skierowanym w prawo. Jednocześnie z prawego kompleksu jąder przedsionkowych potencjał bioelektryczny jest przekazywany do rdzenia kręgowego za pomocą szlaku przedsionkowo-rdzeniowego bocznego i przyśrodkowego. Odruch przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowy wywołuje po tej stronie przywodzenie prawej kończyny górnej. W warunkach fizjologicznych pobudzeń kinetycznych jeżeli lewa półkula móżdżku ulega pobudzeniu to prawa półkula ulega hamowaniu i wektory odruchów przedsionkowo-móżkowo-ocznych działają w tym samym kierunku. Kierunek odruchów przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowych jest realizowany w kierunku przeciwnym do odruchów przedsionkowo-móżdżkowo-ocznych. W tym przypadku przedstawionym na ryc.1 mamy inną sytuację. Odruchy przedsionkowo-móżdżkowo-oczne i odruchy przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowe powstałe w wyniku stymulacji błędnika prawego bodźcem ciepłym i odruchy powstałe w wyniku czynności spoczynkowej błędnika lewego działają w przeciwstawnych kierunkach. A więc ten bodziec kaloryczny zastosowany do ucha prawego nie jest bodźcem fizjologicznym. Kierunek wektoru siły powstającej po pobudzeniu bodźcem ciepłym błędnika prawego zaznaczono linią ciągłą nad  lewą półkulą móżdżku. Jednocześnie widzimy, że lewy błędnik znajduje się w stanie czynności spoczynkowej, bodźce stałe z lewego błędnika płyną przez kompleks jąder przedsionkowych do prawej półkuli móżdżku powodując jej pobudzanie. Działanie lewego błędnika zaznaczono linią przerywaną w prawej półkuli móżdżku mniejszym znakiem plus i słabszym wektorem siły działającym w stronę lewą (zaznaczono również linią przerywaną nad prawą półkulą móżdżku). Wywołany bodziec z prawej półkuli móżdżku wraca do kompleksu jąder przedsionkowych po stronie lewej a następnie drogą wstępującą poprzez pęczek podłużny przyśrodkowy do jąder motorycznych nerwów czaszkowych III, IV i VI oraz drogą zstępującą jest przekazywany do rdzenia kręgowego za pomocą szlaku przedsionkowo-rdzeniowego bocznego i szlaku przedsionkowo-rdzeniowego przyśrodkowego. Dochodzi do pobudzenia mięśni przywodzicieli kończyny górnej lewej. Ponieważ bodziec powstały po stymulacji prawego błędnika bodźcem ciepłym wywołał większą reakcję niż reakcja powstała z czynności spoczynkowej lewego błędnika, w rezultacie otrzymujemy oczopląs skierowany fazą szybką w prawo i przywodzenie prawej kończyny górnej. Lewa kończyna pozostaje w miejscu pierwotnym. Odwodzeniu lewej kończyny w lewo zapobiega pobudzona prawa półkula móżdżku. Tak więc w trakcie pobudzenia błędnika bodźcem ciepłym (44°C) uzyskujemy oczopląs skierowany fazą szybką w kierunku stymulowanego błędnika i przywodzenie kończyny górnej po stronie stymulowanego błędnika. Odwrotny, ale podobny obraz uzyskamy drażniąc ciepłą wodą (44°C) błędnik lewy.

Przedstawię teraz schemat powstawania odruchów przedsionkowo-móżdżkowo-ocznych i przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowych po stymulacji prawego błędnika bodźcem zimnym (30°C) w teście dwukalorycznym Fitzgeralda-Hallpikea - ryc.2.

Ryc. 2

Ryc.2  Schemat powstawania odruchów przedsionkowo-móżdżkowo-ocznych i przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowych po stymulacji prawego błędnika wodą o temperaturze 30°C w teście Fitzgeralda-Hallpikea.                                                     

W przypadku z zimną wodą (30°C) zastosowaną do ucha prawego wystąpi oziębienie endolimfy, spowoduje to jej ruch ku dołowi co wywoła odchylenie osklepka odłagiewkowo (ruch ampulofugalny). W błędniku prawym wystąpi wzrost potencjału ujemnego, który jest przekazywany przez kompleks jąder przedsionkowych po stronie prawej do lewej półkuli móżdżku wywołując jej hamowanie, co oznaczono znakiem minus w lewej półkuli móżdżku. Ten potencjał powstały w wyniku hamowania lewej półkuli móżdżku jet przekazywany do kompleksu jader przedsionkowych po stronie prawej. Z kompleksu jąder przedsionkowych bodźce następnie są przekazywane drogą wstępującą przez pęczek podłużny przyśrodkowy do jąder motorycznych nerwów czaszkowych III, IV i VI, obsługujących mięśnie zewnętrzne gałek ocznych wywołując oczopląs w lewo z odpowiednim wektorem siły skierowanym  w lewo, co zaznaczono strzałką powyżej lewej półkuli móżdżku.  Jednocześnie bodźce z prawego kompleksu jąder przedsionkowych są przekazywane do rdzenia kręgowego za pomocą szlaku przedsionkowo-rdzeniowego bocznego i przyśrodkowego. Powstały odruch przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowy wywołuje odwodzenie prawej kończyny górnej, co zaznaczono linią przerywaną ze strzałką. W tym samym czasie impulsy spoczynkowe z lewego błędnika są przekazywane przez kompleks jąder przedsionkowych po stronie lewej do prawej półkuli móżdżku powodując jej pobudzanie, co zaznaczono znakiem plus (linia przerywana). Pobudzenie prawej półkuli móżdżku powoduje pobudzanie jąder przedsionkowych po stronie lewej. Bodźce z tego kompleksu są przekazywane drogą wstępującą przez pęczek podłużny przyśrodkowy do jąder motorycznych nerwów czaszkowych III, IV i VI,obsługujących mięśnie zewnętrzne gałek ocznych, wywołując oczopląs w lewo z odpowiednim wektorem siły skierowanym w lewo, co zaznaczono strzałką (linia przerywana) powyżej prawej półkuli móżdżku. Jednocześnie bodźce z lewego kompleksu jąder przedsionkowych są przekazywane do rdzenia kręgowego za pomocą szlaku przedsionkowo-rdzeniowego bocznego i przyśrodkowego. Odruch przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowy wywołuje przywodzenie lewej kończyny górnej, co również zaznaczono linią przerywaną ze strzałką. Zatem zastosowanie bodźca zimnego (30°C) do prawego ucha wywołuje oczopląs w lewo i zbaczanie obu kończyn górnych w prawo. Wektor siły odruchów przedsionkowo-móżdżkowo-ocznych i przedsionkowo-móżdżkowo -rdzeniowych  po pobudzeniu prawego błędnika bodźcem zimnym oraz wektor siły odruchów powstałych z czynności spoczynkowej lewego błędnika działają zgodnie w tym samym kierunku. Powstały oczopląs w lewo i zbaczanie kończyn górnych w prawo są wynikiem pobudzenia prawego błędnika bodźcem zimnym i czynnością spoczynkową lewego błędnika. Podczas stosowania testu z ciepłą wodą (44°C) w teście kalorycznym Fitzgeralda-Hallpikea uzyskuje się reakcje oczopląsowe trwające średnio 100 sekund, natomiast po zastosowaniu bodźca zimnego (30°C) uzyskuje się reakcje oczopląsowe trwające średnio 120 sekund. Wytłumaczenie tego zjawiska jest proste. Podczas stosowania bodźca ciepłego reakcja oczopląsowa powstająca ze stymulowanego błędnika i reakcja oczopląsowa powstająca z czynności spoczynkowej błędnika niepobudzanego działają w przeciwnych kierunkach. Powstała reakcja jest wypadkową tych sił. Natomiast przy zastosowaniu bodźca zimnego wektory sił reakcji uzyskanych ze stymulowanego błędnika i reakcji z błędnika niedrażnionego działają w tym samym kierunku.  Zatem czas uzyskanej reakcji oczopląsowej jest dłuższy niż po bodźcu ciepłym. Na poparcie tych obserwacji przedstawię ryc. 6, która była prezentowana w wykładzie habilitacyjnym.

18 cm              18 cm

Ryc. 6

Ryc.6  Kobieta M.J., l. 49. Układ równowagi sprawny. Schemat reakcji przedsionkowo-móżdżkowo-ocznej i przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowej, zarejestrowanej w 120 sekundzie od zakończenia stosowania bodźca kalorycznego w uchu lewym. UL-100ml -20°C -20" (100ml wody o temperaturze 20°C wlewanej do ucha w ciągu 20s).

Widoczny jest oczopląs w prawo oraz symetryczne zbaczanie kończyn górnych w lewo. Reakcja jest wynikiem stymulacji błędnika lewego bodźcem zimnym i samoistnej czynności spoczynkowej błędnika prawego.

Zatem II prawo Ewalda, w którym stwierdza się, że w kanałach półkolistych poziomych przepływ ampulopetalny (dobańkowy) endolimfy powoduje znacznie silniejszą reakcję oczopląsową niż przepływ ampulofugalny (dokanałowy) - w świetle przedstawionej nowej teorii wyjaśniającej mechanizmy pobudzeń kalorycznych, opartej o zasady działania układu przedsionkowo-móżdżkowego, wydaje się być nieprawdziwe. Również teoria pobudzeń kalorycznych wg. Ledouxa, wydaje się być nieprawdziwa.

Symetryczne reakcje oczopląsowe czy porażenie kanałowe w teście dwukalorycznym Fitzgeralda-Hallpikea wnoszą istotne informacje do oceny układu równowagi w całości badania otoneurologicznego. Szerszego omówienia wymaga zjawisko symetrycznej przewagi kierunkowej reakcji oczopląsowych, którą możemy stwierdzić tylko z zastosowaniem testu dwukalorycznego. Od chwili przedstawienia dwukalorycznego testu (3) nie wyjaśniono tego zjawiska, nie przedstawiono podstaw teoretycznych. W jaki sposób wyjaśniano to zjawisko do tej pory w artykułach naukowych czy podręcznikach z zakresu otoneurologii przedstawię w oparciu o wyjaśnienia Janczewskiego i wsp. (7) - cyt. "Przewaga kierunkowa polega, najogólniej rzecz biorąc, na znamiennie silniejszych reakcjach przedsionkowych w jednym kierunku - w lewo lub w prawo. Mimo ponad 40 lat, jakie upłynęły od czasu, kiedy opisano to zjawisko po raz pierwszy (14), pozostaje ono nadal kontrowersyjne tak z teoretycznego, jak i praktycznego punktu widzenia. Na podstawie własnych doświadczeń klinicznych najbliżsi jesteśmy interpretacji Junga i Kornhubera (26), którzy wyraźnie rozgraniczają tzw. symetryczną przewagę kierunkową, związaną najczęściej z uszkodzeniem ośrodkowej części narządu równowagi, od tzw. rzeczywistej przewagi kierunkowej, współistniejącej z osłabieniem lub nawet porażeniem przedsionka". Aby wyjaśnić zjawisko symetrycznej przewagi kierunkowej niezbędna jest znajomość podstaw najważniejszego zjawiska w układzie  równowagi jakim jest zjawisko habituacji. Zjawisko habituacji zostanie szczegółowo omówione w następnym rozdziale. Bez znajomości tego zagadnienia nie jest możliwe wyjaśnienie symetrycznej przewagi kierunkowej. Po raz pierwszy podstawy teoretyczne zjawiska symetrycznej przewagi kierunkowej przedstawił Nakiela (8), w 1990r w wykładzie habilitacyjnym przy omawianiu zasad działania układu przedsionkowo-móżdżkowego. Wyjaśnienie tego zjawiska przedstawię w oparciu o ryc.3.

Ryc.3

Ryc.3   Chora S.M. l. 47. Uszkodzenie prawego błędnika w przebiegu choroby Menierea w okresie dokonanej habituacji.  W teście Fitzgeralda-Hallpikea stwierdzono symetryczną przewagę kierunkową w prawo. Test kaloryczny Toroka- wsk: UP-4 , UL-1,0. W próbach położeniowych stwierdzono oczopląs w prawo przy ułożeniu chorej na prawym boku. Na rycinie tej zaznaczono również samoistny odruch przedsionkowo-móżdżkowo-oczny (próba położeniowa na prawym boku) i samoistny odruch przedsionkowo-móżdżkowo-rdzeniowy (wynik próby dynamicznej Nakieli).

Chora przyjęta do Oddziału z powodu silnych zawrotów głowy o charakterze układowym, nudności, wymiotów, szumu w prawym uchu oraz osłabienia słuchu w uchu prawym. W badaniu otoneurologicznym stwierdzono intensywny oczopląs kierunkowo-spojrzeniowy w lewo. W próbie zbaczania stwierdzono zbaczanie lewej kończyny górnej w prawo, w próbie Unterbergera - obrót w prawo, w próbie dynamicznej Nakieli - obrót w prawo podczas wykonywania próby z kończyną dolną lewą wysuniętą do przodu i brak obrotu przy wykonywaniu próby z kończyną dolną prawą wysuniętą do przodu. W ENG rejestrowano przy oczach zamkniętych intensywny oczopląs samoistny w lewo. Na podstawie całości badania otoneurologicznego rozpoznano chorobę Menierea. Kontrolne badanie przeprowadzono po trzech tygodniach od chwili wystąpienia zawrotów głowy. W próbie Unterbergera stwierdzono obrót w lewo. W próbie Nakieli obrót w lewo przy wykonywaniu próby z prawą kończyną dolną wystawioną do przodu i brak obrotu przy lewej kończynie dolnej wystawionej do przodu. Oczopląsu samoistnego przy oczach otwartych i zamkniętych nie stwierdzono. W próbach położeniowych w ułożeniu na prawym boku rejestrowano oczopląs samoistny w prawo. W teście kalorycznym Fitzgeralda-Hallpikea stwierdzono symetryczną przewagę kierunkową w prawo. Od chwili uszkodzenia prawego błędnika rozpoczął się proces habituacji. W wyniku tego procesu prawa półkula móżdżku uległa hamowaniu co symbolicznie zaznaczono większą ilością znaków minus, natomiast lewa półkula uległa pobudzeniu, co symbolicznie zaznaczono większą ilością znaków plus. Podczas stosowania ciepłej wody (44°C) do ucha prawego dochodzi do wzrostu potencjału bioelektrycznego ze znakiem plus, który jest przekazywany do lewej półkuli móżdżku. Ponieważ lewa półkula móżdżku znajduje się w stanie pobudzenia to bodziec płynący z prawego błędnika ulega dużemu wzmocnieniu. Impulsy z lewej półkuli móżdżku wracają do prawego kompleksu jąder przedsionkowych wywołując następnie oczopląs w prawo oraz przywodzenie prawej kończyny górnej. Stosując ciepły bodziec (44°C) do ucha lewego wywołujemy również przepływ endolimfy dobańkowo i wzrost potencjału bioelektrycznego ze znakiem plus, który jest przekazywany do prawej półkuli móżdżku. Ponieważ prawa półkula móżdżku znajduje się w stanie hamowania, to bodziec płynący z lewego błędnika ulega wyraźnemu hamowaniu. Impulsy trafiają następnie do lewego kompleksu jąder przedsionkowych, gdzie dalej kierowane są do jąder motorycznych nerwów czaszkowych III, IV i VI, wywołując oczopląs w lewo oraz do rdzenia kręgowego wywołując (lub nie) zbaczanie lewej kończyny górnej w prawo. Przy stosowaniu bodźca zimnego (30°C) w próbie kalorycznej Fitzgeralda-Hallpikea do ucha prawego dochodzi do oziębienia endolimfy i jej przepływ ampulofugalny. Występuje wzrost potencjału bioelektrycznego ze znakiem minus. Bodziec z prawego błędnika kierowany jest do lewej półkuli móżdżku, która znajduje się w stanie pobudzenia. Występuje proces hamowania bodźca. Impulsy z lewej półkuli móżdżku trafiają następnie do prawego kompleksu przedsionkowego. Z jąder przedsionkowych impulsy trafiają drogą wstępującą do jąder motorycznych nerwów czaszkowych III, IV i VI, wywołując oczopląs w lewo oraz do rdzenia kręgowego wywołując zbaczanie prawej kończyny górnej w prawo (odwodzenie kończyny). Lewa kończyna również zbacza w prawo z powodu czynności spoczynkowej lewego błędnika. Podczas stosowania bodźca z zimną wodą (30°C) do ucha lewego wywołujemy oziębienie endolimfy i jej ruch odampułkowy. Wywołuje to wzrost potencjału biooelektrycznego ze znakiem minus. Impulsy z lewego błędnika są przekazywane do prawej półkuli móżdżku, która znajduje się w stanie hamowania. Bodźce są w niej wyraźnie wzmacniane. Dalej impulsy trafiają do lewego kompleksu jąder przedsionkowych wywołując oczopląs w prawo i odwodzenie lewej kończyny górnej w lewo. Prawa kończyna również zbacza w lewo w wyniku czynności spoczynkowej prawego błędnika. Sumując reakcje uzyskane po bodźcu ciepłym z prawego ucha i bodźcu zimnym z ucha lewego uzyskujemy wyraźnie dłuższe reakcje oczopląsowe niż z bodźca ciepłego z ucha lewego i bodźca zimnego z ucha prawego. W ten sposób uzyskujemy symetryczną przewagę kierunkową w prawo po wcześniejszym uszkodzeniu prawego błędnika w przebiegu choroby Menierea. Sumując reakcje uzyskane z ciepłego i zimnego bodźca z ucha prawego i lewego otrzymujemy podobne wartości w granicach symetrii. W tym konkretnym przypadku symetryczna przewaga kierunkowa polega na występowaniu znamiennie silniejszej reakcji oczopląsowej w prawo, w sytuacji kiedy sumaryczna reakcja na bodziec ciepły i zimny w jednym i drugim przedsionku są równe. Wartość symetrycznej przewagi kierunkowej w diagnostyce otoneurologicznej była szeroko dyskutowana. Ponieważ zjawisko to można spotkać w uszkodzeniach obwodowych i ośrodkowych, jej wartość diagnostyczną w uszkodzeniach układu równowagi zaczęto podważać. Dlatego też Torok (9) zaproponował do diagnostyki układu równowagi jednotermiczny różnicujący test kaloryczny. W Stanach Zjednoczonych test ten uzyskał dość dużą popularność (10), ponieważ wg. autora pozwala różnicować obwodowe i ośrodkowe uszkodzenia układu równowagi. Jednak do tej pory nie podano podstaw teoretycznych działania tego testu. Dokładną technikę wykonywania tego testu podano we wcześniejszych pracach (9, 10, 11). W teście tym stymuluje się błędniki wodą o tej samej temperaturze (20°C), ale o różnej ilości wody i różnej długości czasu podawania wody. W słabym bodźcu podaje się 10 ml wody o temp. 20°C w ciągu 5 sekund, w bodźcu silniejszym podaje się 100ml wody o temp. 20°C w ciągu 20 sekund. Zarejestrowany oczopląs (po każdej stymulacji) jest analizowany pod względem ilości wychyleń oczu w kolejnych pięcio sekundowych okresach. Największą aktywność oczopląsową stwierdza się wówczas kiedy w dwóch kolejnych okresach pięcio sekundowych osiągnie się największą ilość wychyleń oczu. Kumar (10) podaje, że dla bodźca słabszego w fazie kulminacji osiąga się od 3 do 29 wychyleń, dla bodźca silniejszego od 10 do 39. Istotą rzeczy jest uzyskanie współczynnika obliczanego przez podzielenie ilości wychyleń oczu uzyskanej w fazie kulminacji silniejszego bodźca przez wartość ilości wychyleń oczu w fazie kulminacji słabszego bodźca (norma od 1,2 do 3,5). W przypadku kiedy odpowiedź na silniejszy bodziec jest nieproporcjonalnie większa niż na bodziec słabszy ma miejsce zjawisko nazwane wyrównaniem przedsionkowym "vestibular recruitment", a wskaźnik wówczas przewyższa liczbę 3,5. Czasami odpowiedź na silniejszy bodziec jest równa lub niższa od odpowiedzi na słabszy bodziec, kiedy wskaźnik jest równy 1,1 lub mniejszy. Torok zjawisko to nazywa  "vestibular  decruitment". To zjawisko "vestibular decruitment" według autora (12, 13) ma duże znaczenie w diagnostyce ośrodkowych uszkodzeń. Kumar i wsp. (14), Nakiela (15) zjawisko "vestibular decruitment" często stwierdzali w uszkodzeniach półkul móżdżku. Wyjaśnienie zjawisk występujących w teście Toroka przedstawię w oparciu o ryc. Nr 3 na podstawie której wyjaśniałem zjawisko symetrycznej przewagi kierunkowej. Po zastosowaniu bodźca słabego do ucha prawego w reakcji oczopląsowej w fazie kulminacji uzyskano 5 wychyleń gałek ocznych, po silnym bodźcu uzyskano 20 wychyleń, zatem wskaźnik wynosi -4. Natomiast po zastosowaniu bodźca słabego do lewego ucha w fazie kulminacji uzyskano 23 wychylenia gałek ocznych i po silnym bodźcu również 23 wychylenia gałek ocznych. W uchu prawym uzyskano wskaźnik "4", co nazywamy zjawiskiem "vestibular recruitment" i co wg. autora testu ma świadczyć o uszkodzeniu obwodowym błędnika. W tym akurat przypadku jest zgodność. Natomiast w uchu lewym uzyskano wskaźnik "1.0", co nazywamy zjawiskiem "vestibular decruitment" i co wg. autora testu ma świadczyć o uszkodzeniu ośrodkowym. W tym przypadku to się nie zgadza. Dlaczego w tym przypadku uzyskaliśmy takie wskaźniki. Stosując słaby bodziec do ucha prawego w prawym błędniku wywołujemy ruch ampulofugalny endolimfy. Powstaje potencjał bioelektryczny ze znakiem "minus", który jest przekazywany do lewej półkuli móżdżku, która jak wiemy znajduje się w stanie pobudzenia. Bodziec, który dotarł do tej półkuli jest wyraźnie hamowany i dlatego wywołuje tak znikomą reakcję oczopląsową w lewo. Natomiast silniejszy bodziec pomimo, że lewa półkula móżdżku jest w stanie pobudzenia to jest on w stanie ją bardziej wyhamować i uzyskujemy większą reakcję oczopląsową. Natomiast stosując słaby bodziec do ucha lewego, wywołujemy ruch endolimfy w kierunku ampulofugalnym. Powstaje potencjał bioelektryczny ze znakiem "minus", który jest przekazywany do prawej półkuli móżdżku, która jak wiemy znajduje suę w fazie hamowania. Ten niewielki bodziec, który dotarł do tej półkuli jest bardzo wzmacniany i jest następnie przekazywany do lewego kompleksu jąder przedsionkowych, wywołując silną reakcję oczopląsową w prawo. Po zastosowaniu silniejszego bodźca do ucha lewego wywołamy większy bodziec bioelektryczny, który oznaczony znakiem "minus" wędruje do wyhamowanej prawej półkuli móżdżku. Tu również bodziec jest wzmacniany, ale prawej półkuli móżdżku nie można bardziej wyhamować. Silniejszy bodziec już nie wywołuje silniejszej reakcji. Słaby bodziec już wywołał maksymalne hamowanie prawej półkuli móżdżku, wykorzystując całą jej pojemność i dlatego uzyskano w tym teście wskaźnik równy "1.0", czyli wystąpiło zjawisko "vestibular decruitment". W tym przypadku mamy do czynienia z uszkodzeniem obwodowym a nie ośrodkowym. Z mojego doświadczenia wiem, że te wskaźniki mogą być mniejsze od "1.0" np. 0,7; 0,8; 0,9. Wszystko zależy od stanu wyhamowania półkuli móżdżku w procesie habituacji. Na tym przykładzie widzimy, że do diagnostyki uszkodzenia układu równowagi należy stosować test dwukaloryczny i najlepiej jako bodziec stosować wodę a nie powietrze. Test jednotermiczny Toroka też ma swoją wartość w diagnostyce uszkodzeń układu równowagi. Szczególnie słaby bodziec może wskazać na stronę uszkodzonego błędnika, kiedy uzyskuje się po jego zastosowaniu wyraźną asymetrię, a wskaźnik po stronie słabszej reakcji jest często mniejszy niż "3,5". Dlatego we własnej Pracowni Badania Układu Równowagi do testu Toroka dokładam bodziec ciepły (44°C) w ilości 100 ml, który podawany jest w czasie 20 sekund. Noblista Robert Barany, kiedy wprowadzał testy kaloryczne do badania układu równowagi był przekonany, że można każdy błędnik oceniać osobno, tak jak to wcześniej oceniano jeden z narządów parzystych innych zmysłów (wzrok, słuch). Po przedstawieniu moich badań wyraźnie widać, że nie jesteśmy w stanie oceniać pobudliwości błędnika każdego z osobna. Czynność jednego błędnika wyraźnie wpływa na pobudliwość drugiego błędnika, ponieważ oba błędniki połączone są na poziomie móżdżku. Układ przedsionkowo-móżdżkowy jest jedynym tak specyficznie zbudowanym organem zmysłu w organizmie człowieka i dlatego był tak niedostępny w poznaniu jego mechanizmów działania.

Również obserwacja Roberta Baranyego dotycząca odruchów przedsionkowo-móżdzkowo-rdzeniowych po stosowaniu bodźców kalorycznych u ludzi zdrowych nie są w pełni prawdziwe. Uczony stwierdził, że po stosowaniu bodźca ciepłego występuje oczopląs w kierunku drażnionego błędnika i zbaczanie kończyn górnych w kierunku przeciwnym do kierunku wywołanego oczopląsu. Natomiast przy stosowaniu bodźca zimnego, oczopląs jest skierowany w kierunku przeciwnym do drażnionego błędnika, natomiast obie kończyny górne zbaczają w kierunku przeciwnym, czyli w stronę stymulowanego błędnika. Na podstawie moich odkryć można stwierdzić, że obserwacje po zastosowaniu bodźca zimnego są zgodne z obserwacjami Roberta Baranyego. Natomiast moje wyniki badań po stosowaniu bodźca ciepłego są niezgodne z obserwacjami Noblisty. Otóż po zastosowaniu bodźca ciepłego powstały oczopląs jest skierowany w kierunku stymulowanego błędnika, natomiast tylko kończyna górna po stronie drażnionego błędnika zbacza w kierunku wolnej fazy oczopląsu, druga kończyna górna pozostaje w miejscu. Zagadnienia te zostały wcześniej szczegółowo omówione, gdzie przedstawiono po raz pierwszy podstawy teoretyczne odruchów przedsionkowo-móżdżkowo-ocznych i przedsiokowo-móżdżkowo-rdzeniowych.

PIŚMIENNICTWO.

1. Barany R.: Some new methods for functional testing of the vestbular apparatus and the cerebellum. Nobel Lecture, September 11, 1916.

2. Oosterveld W., Laarse W.: Effect of gravity on vestibular nystagmus. Aerospace Med., 1969, 40, 382.

3. Fitzgerald G., Hallpike C.: Studies in human function. Brain, 1942, 65, 115.

4. Hallpike C.: The caloric tests. Pract. Otorhino-laryng. 1955, 17, 173-178.

5. Mozolewski E., Remlein G.: Wpływ niektórych czynników fizycznych na wielkość reakcji kalorycznej. Otolaryng. Pol. 1962, 1, 41.

6. Nakiela J.: Study of the usefulness of the modified Unterberger test in determining efficiency of the equilibrium system. Doctoral thesis. Łódź, Military Medical Academy, 1978.

7. Janczewski G., Bień S.: Próby cieplne. Podręcznik Otoneurologia kliniczna pod redakcją G. Janczewskiego. Warszawa 1986. PZWL.

8 Nakiela J.: The vestibulo-cerebellar system according to the latest investigations and interpretation of the author. Lecture at the examination for the degree of assistant professor. Łódź, Military Medical Academy. 1990.

9. Torok N.: Differrential caloric stimulation in vestibular diagnosis. Arch. Otolaryngol. 1969, 90, 52.

10 Kumar A.: Diagnostic adventages of the Torok monothermal differential caloric test. Laryngoscope. 1981, 91, 1679.

11. Nakiela J.: Ocena porównawcza reakcji uzyskanych kalorycznym testem Fitzgeralda-Hallpikea i testem jednotermicznym Toroka u ludzi zdrowych. Otolaryng. Pol., 1988,42, 396-399.

12. Torok N.: Vestibular decruitment in central nervous system disease. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol., 1973,82, 868.

13. Torok N.: Vestibular decruitment in central nervous system disease. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol, 1976, 85, 131.

14. Kumar A., Mafee M., Torok N.: Anatomic specificity of central vestibular signs in posterior fossa  1942, 91, 510 lesions. Ann. Otol. Rhinol. Laryngol., 1982, 91, 510.

15. Nakiela J.: Wartość testu kalorycznego Toroka w diagnostyce uszkodzeń półkul móżdżku. Otolaryng. Pol. 1989, 4, 273.