หลอดกึ่งวงกลมเป็นองค์ประกอบของกระดูกห้องหูชั้นใน (bony labyrinth)ที่สุดด้านหนึ่งของหลอดเป็นถุงพองที่เรียกว่า กระเปาะกระดูก (osseous ampulla) ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าหลอดเองเกินสองเท่ากระเปาะแต่ละอันจะมีสันกระเปาะ (crista ampullaris) ซึ่งประกอบด้วยถุงหุ้ม/แคปซูลคล้ายวุ้นที่เรียกว่า cupula และเซลล์ขนพร้อมกับเซลล์ค้ำจุนจำนวนหนึ่ง โดยเซลล์ขนแต่ละเซลล์จะมีขนแบบ stereocilia หลายเส้นและ kinocilium หนึ่งเส้นฝังอยู่ใน cupula[2]

หลอดกึ่งวงกลมด้านหน้าและด้านหลังมีวงโค้งขึ้นไปในแนวตั้งและวางตั้งฉากกับกันและกัน ทั้งหลอดกึ่งวงกลมด้านหน้าและด้านหลังตั้งเป็นมุม 45 องศา กับระนาบแบ่งหน้าหลัง (frontal) และระนาบแบ่งซ้ายขวา (sagittal) หลอดกึ่งวงกลมด้านข้างมีวงโค้งไปทางข้าง ๆ โดยทำมุม 30 องศากับระนาบแนวนอน (horizontal) ทิศทางที่ต่าง ๆ กันเช่นนี้ทำให้สามารถตรวจจับการหมุนศีรษะในระนาบต่าง ๆ กัน โดยหลอดแต่ละอันจะไวต่อการหมุนสูงสุดในระนาบของตน ๆ[2][4]

หลอดแนวนอนจะตรวจจับความเร่งเชิงมุมเมื่อหมุนศีรษะ และหลอดหน้าและหลอดหลัง (ซึ่งรวมกันบางครั้งเรียกว่าหลอดแนวตั้ง) จะตรวจจับการขยับศีรษะในแนวตั้งไม่ว่าจะเป็นด้านขึ้นหรือลงเมื่อศีรษะเปลี่ยนตำแหน่ง ของเหลวคือ endolymph ที่เต็มอยู่ในหลอดจะล้าหลังเพราะความเฉื่อย แล้วดันที่ cupula ซึ่งเบนขนของเซลล์ขนเซลล์ขนก็จะส่งกระแสประสาทไปยังสมองว่า กำลังเกิดความเร่งแต่ถ้าการเคลื่อนไหวเป็นไปอย่างต่อเนื่อง ในที่สุด endolymph ก็จะตามหลอดทัน แล้วการกระตุ้นเซลล์ขนก็จะหยุดลง[2]ส่วนสุดของท่อจะเปิดเข้าไปในโพรงหูในบรรดาช่อง 5 ช่อง โดยมีช่องร่วมกันช่องหนึ่งระหว่างท่อ 2 ท่อ และเป็นโพรงที่เชื่อมกับ utricle

ในสปีชีส์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต่าง ๆ ขนาดของหลอดกึ่งวงกลมจะสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวของสัตว์โดยเฉพาะก็คือ สปีชีส์ที่คล่องแคล่วและเคลื่อนไหวเร็วแบบสะบัด ๆ จะมีหลอดที่ใหญ่กว่าเทียบกับขนาดตัว ไม่เหมือนสัตว์ที่เคลื่อนไหวช้ากว่า[5]

หลอดกึ่งวงกลมแนวนอน

หลอดกึ่งวงกลมแนวนอน (horizontal) หรือ หลอดกึ่งวงกลมด้านข้าง (lateral) เป็นท่อสั้นสุดในบรรดาท่อ 3 ท่อในระบบการทรงตัวของเหลวในหลอดจะเคลื่อนตามการหมุนศีรษะรอบแกนตั้ง (คือ คอ) คือหมุนในระนาบตามขวาง (transverse plane)ตัวอย่างก็คือ หมุนศีรษะมองซ้ายมองขวาก่อนจะข้ามถนนเป็นท่อยาวประมาณ 12-15 มม. และโค้งไปตามแนวนอนไปทางด้านหลังและด้านข้างท่อกึ่งวงกลมแต่ละท่อจะตั้งฉากกับท่อทั้งสองที่เหลือ

ส่วนสุดที่เป็นกระเปาะ (ampulla) ของมันอยู่ที่มุมบนส่วนข้าง (lateral) ของโพรงหู (vestibule) เหนือช่องรูปไข่เล็กน้อย เป็นจุดที่มันเปิดเป็นช่องใกล้ ๆ กับส่วนสุดที่เป็นกระเปาะของหลอดด้านบนส่วนสุดอีกข้างหนึ่งของหลอดเปิดเป็นช่องที่ด้านบนส่วนหลังของโพรงหูหลอดด้านข้างของหูหนึ่งแทบจะอยู่ในระนาบเดียวกันกับของหูอีกข้างหนึ่งเทียบกับหลอดด้านบนของหูหนึ่ง ที่แทบจะอยู่ในระนาบเดียวกันกับหลอดด้านล่างของอีกข้างหนึ่ง

หลอดกึ่งวงกลมด้านบน

หลอดกึ่งวงกลมด้านหน้า (anterior) หรือ หลอดกึ่งวงกลมด้านบน (superior) เป็นส่วนของระบบการทรงตัวที่ตรวจจับการหมุนศีรษะรอบแกนส่วนข้าง (lateral axis) หรือกล่าวอีกอย่างก็คือ การหมุนในระนาบแบ่งซ้ายขวา (sagittal)ยกตัวอย่างเช่น เมื่อผงกศีรษะหลอดยาวประมาณ 15-20 มม. โค้งขึ้นไปในแนวตั้ง และตั้งขวางแกนยาวของกระดูก petrous part of the temporal bone โดยจะโค้งเป็นวงกลมที่ผิวด้านหน้าของกระดูกเป็นรูปวงกลมเต็ม 2/3ส่วนสุดด้านข้าง (lateral) มีกระเปาะ โดยเปิดเข้าไปในส่วนบนของโพรงหูส่วนสุดอีกด้านรวมเข้ากับส่วนบนของหลอดด้านล่างกลายเป็น crus commune ซึ่งเปิดเข้าไปที่ด้านบนส่วนใน (medial) ของโพรงหู

หลอดกึ่งวงกลมด้านล่าง

หลอดกึ่งวงกลมด้านหลัง (posterior) หรือ หลอดกึ่งวงกลมด้านล่าง (inferior) เป็นส่วนของกระดูกห้องหูชั้นใน เป็นส่วนของระบบการทรงตัว ที่ตรวจจับการหมุนศีรษะรอบแกนซ้ายขวา หรือกล่าวอีกอย่างในระนาบแบ่งหน้าหลัง (coronal)ยกตัวอย่างเช่น เมื่อขยับศีรษะไปแตะกับไหล่ หรือเมื่อตีลังกาแบบล้อเกวียนมันโค้งขึ้นด้านบนไปทางด้านหลัง โดยเกือบขนานกับผิวด้านหลังของกระดูก Petrous part of the temporal boneและท่อ vestibular aqueduct จะอยู่ติดกับส่วนด้านใน (medial) ของมันมันเป็นท่อยาวสุดในบรรดา 3 ท่อ คือยาว 18-22 มม.ส่วนสุดด้านล่างที่เป็นกระเปาะจะเปิดเข้าไปในส่วนล่างข้างหลังของโพรงหู ส่วนสุดด้านบนเปิดเข้าไปใน crus commune

พัฒนาการ

งานศึกษาปี 2009 แสดงบทบาทวิกฤตของยีน/โปรตีน BMP 2b (bone morphogenetic protein 2) ในระยะหลังของการเกิดสัณฐาน (morphogenesis) ของหลอดครึ่งวงกลมในหูชั้นในของปลาม้าลายโดยคาดว่า บทบาทเช่นนี้น่าจะสงวนข้ามสปีชีส์สัตว์มีกระดูกสันหลังต่าง ๆ[6]