Периферическая часть анализатора чувства равновесия морфологически связана со слуховым анализатором. Периферическую (рецепторную) часть анализатора равновесия представляет лабиринт — образование, расположенное во внутреннем ухе.
Лабиринт (парное образование) представлен замкнутой системой каналов и двумя ампулообразными расширениями, заполненными густой и вязкой жидкостью — эндолимфой. Лабиринт включает два мешочка — округлый (lagena) и овальный (utriculus) — и три полукружных канала. Стенки мешочков и каналов выстланы чувствительными волосковыми клетками. В лагене и в полости утрикулюса располагаются два известняковых камешка — отолиты. Когда животное находится в состоянии покоя, отолиты занимают определенное положение в мешочках лабиринта и создают соответствующий этому состоянию афферентный поток за счет давления на определенные чувствительные клетки. При движении животного отолиты несколько смещаются и раздражают уже иные клетки лагены и утрикулюса.
Кроме того, перемещение головы в пространстве сопровождается и смещением эндолимфы в полукружных каналах, что создает дополнительный афферентный поток.
Потенциал действия возникает в чувствительных клетках лабиринта при перемещении животного в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Лабиринт также отслеживает и характер перемещений животного в пространстве — скорость, ускорение, равномерность движений. Нервный импульс от лабиринта поступает в центральный аппарат анализатора равновесия, который имеет сложное строение и разбросан по разным отделам головного мозга.
Первичный центр чувства равновесия находится в продолговатом мозге. Именно сюда прежде всего поступает афферентный поток от лабиринта. Далее возбуждение расходится в сторону специфических вестибулярных ядер варолиева моста и червячка мозжечка. От варолиева моста нервный импульс может уходить к ядрам мозжечка или напрямую к эффекторным структурам — мышцам головы, шеи, туловища и конечностей.
Мозжечок занимает центральное место в процессе мгновенной координации движений. Изменения положения отолитов и эндолимфы в лабиринте, означающие смещение центра тяжести животного, молниеносно компенсируются изменением тонуса и мышечными сокращениями с учетом афферентации, поступающей от проприорецепторов и нисходящих нервных потоков со стороны коры больших полушарий (зрительная, слуховая, тактильная зоны).
Чрезвычайно развито чувство равновесия у представителей семейства кошачьих. В отличие от других животных, кошка обладает способностью тонко координировать деятельность опорно-двигательного аппарата, перемещаясь одновременно в двух плоскостях — горизонтальной и вертикальной.
Обеспечивает чувство равновесия и высокую координацию действий анализатор равновесия и опорно-двигательный аппарат. Единственной особенностью этой физиологической системы у домашней кошки является ее исключительно эффективное функционирование. Перемещение отолитов и эндолимфы в лабиринте, скорее всего, вызывает у кошки состояние дискомфорта, из которого она очень быстро выходит за счет работы опорно-двигательного аппарата. Вертикальные перемещения не сопровождаются чувством тошноты и не вызывают у кошки рвоты, как у человека (морская болезнь). Однако простейшие манипуляции с кошкой (подбрасывания животного вверх) показывают, что смещения в вертикальной плоскости кошке неприятны и вызывают у нее чувство тревоги. При этом кошка предельно концентрируется на ситуации и не реагирует на другие менее важные раздражители. Это позволяет животному выходить из очень сложных ситуаций без паники. Известны случаи падения кошек с самолета и высотных зданий без серьезных последствий. К сожалению, чувство равновесия у кошек изменяется с возрастом. Все свои удивительные акробатические трюки кошки выполняют в возрасте до трех лет.
При падении с высоты кошка довольно быстро и без какой-либо паники совершает ряд стереотипичных локомоций, позволяющих животному мягко приземлиться на все четыре конечности.
Последовательность действий животного такова. Почувствовав изменение силы притяжения, кошка поворачивает голову в сторону земли. Затем животное разворачивает в направлении падения передние конечности. После этого следует быстрый поворот задней части тела на 180 и вытягивание всех конечностей вниз и в стороны. В дополнение, кошка выгибает горбом спину и раздувает хвост. Далее кошка способна частично управлять своим полетом. Для этого она натягивает подмышечные и паховые складки, увеличивая таким образом «площадь крыла». Кроме того, в полете кошка совершает вращательные движения распушенным хвостом (вертолетный винт) и таким образом заметно корректирует траекторию полета и его скорость.
Таким образом, чувство равновесия играет важную роль для правильной ориентации в пространстве и для формирования движений животных, совершаемых на большой высоте.