Miksi pyöriminen huimaa?

Luonto inhoaa muutosta. Inertiaperiaate, yksi fysiikan perustavanlaatuisimmista laeista, sanoo, että kappaleet vastustavat muutoksia liiketilassaan: Jos esine on levossa, se pysyy levossa, kunnes jokin pakottaa sen liikkumaan, ja jos se on liikkeessä, se pysyy liikkeessä, kunnes se pysähtyy. Siksi pyöriminen huimaa.

Sisäkorvan sokkeloisessa rakenteessa on kolme ”puoliympyräkanavaa”, jotka on sijoitettu suorassa kulmassa toisiinsa nähden niin, että kukin aistii pään liikkeen eri akselia pitkin, ja kaikki kolme tekevät yhteistyötä suunnistaakseen sinut 3D-avaruudessa. Kanavat on täytetty nesteellä, joka roiskuu ympäriinsä, kun liikut. Korvasi aistivat liikkeen havaitsemalla, miten kanavia reunustavat pienet karvasäikeet aaltoilevat edestakaisin tässä liikkuvassa nesteessä, kuten jokivirtauksessa keinuvat vesikasvit.

Karvasoluiksi kutsutut säikeet riippuvat hyytelömäisessä aineessa, jota kutsutaan kuppulaksi ja joka on kerrostunut endolymfaksi kutsutun nesteen alle. Kun päätä nykäistään, endolymfa liplattaa kussakin kanavassa suuntaan tai toiseen, vetää hitaampaa cupulaa mukanaan ja taivuttaa upotettuja karvasoluja edestakaisin. Tieto siitä, kumpaan suuntaan karvasolut kulloinkin heiluvat, välittyy aivoihin noin 20 000 hermosäikeen välityksellä, ja aivot tulkitsevat sen liikkeeksi.

Nyt kun pyöritään ympyrää, inertia saa endolymfan aluksi lorahtamaan vastakkaiseen suuntaan kuin pään liike. Se vastustaa pääsi liikettä, vetää kuppia taaksepäin mukanaan ja saa siten kuppiin ripustetut aistikarvat taipumaan pyörimissuuntaan nähden. Hetken kuluttua endolymfa (ja siten myös hyytelömäisempi kupula) kuitenkin sopeutuu pään liikkeisiin ja alkaa kulkea virran mukana. Tämä saa karvasolut suoristumaan, eivätkä aivosi enää saa viestiä, että pyörit. Havaintokykysi on normalisoitunut pään pyörimiseen, mikä antaa sinulle tunteen, että olet liikkumatta ja maailma pyörii ympärilläsi.

Sitten yhtäkkiä pysähdyt!

Olet pysäyttänyt puoliympyräkanaviesi pyörimisen. Mutta inertian vuoksi endolymfi jatkaa pyörimistä, vastustaen jälleen kerran muutosta. Kun neste jatkaa liikkumistaan, se taas kerran poikkeuttaa kuppia – tällä kertaa siihen suuntaan, johon pyörit hetkeä aiemmin – ja kun tihkuva kuppia taivuttaa noita karvasoluja, aivoihin välittyy signaali liikkeestä. Aistit, että liikut, mutta et liiku. Ja se on huimausta.

Seuraa Natalie Wolchoveria Twitterissä @nattyover. Seuraa Elämän pieniä mysteerejä Twitterissä @llmysteries ja liity meihin Facebookissa.