Рефлекторная дуга — это нервный путь , который контролирует рефлекс . У позвоночных большинство сенсорных нейронов не переходят непосредственно в головной мозг , а образуют синапс в спинном мозге . Это позволяет быстрее выполнять рефлекторные действия за счет активации спинальных мотонейронов без задержки прохождения сигналов через мозг. Мозг будет получать входные данные во время выполнения рефлекса, а анализ сигнала происходит после рефлекторного действия.
Различают два типа: вегетативная рефлекторная дуга (влияющая на внутренние органы) и соматическая рефлекторная дуга (влияющая на мышцы). Вегетативные рефлексы иногда затрагивают спинной мозг, а некоторые соматические рефлексы опосредуются скорее головным, чем спинным мозгом. [1]
Во время соматического рефлекса нервные сигналы передаются по следующему пути: [1]
Таким образом, рефлекторная дуга — это путь, по которому проходят нервы, которые (а) передают сенсорную информацию от рецептора к спинному мозгу, а затем (б) передают ответ, генерируемый спинным мозгом, к эффекторным органам во время рефлекторного действия. Путь, по которому нервный импульс совершает рефлекторное действие, называется рефлекторной дугой.
Когда рефлекторная дуга у животного состоит только из одного сенсорного нейрона и одного двигательного нейрона , ее называют моносинаптической , что означает наличие единственного химического синапса . В случае рефлексов периферических мышц ( надколенниковый рефлекс , ахиллов рефлекс ) кратковременная стимуляция мышечного веретена приводит к сокращению мышцы-агониста или эффектора. Напротив, в полисинаптических рефлекторных путях один или несколько интернейронов соединяют афферентные ( сенсорные ) и эфферентные ( моторные ) сигналы. Все рефлексы, кроме самых простых, являются полисинаптическими, что позволяет обрабатывать или ингибировать полисинаптические рефлексы в мозге. [ нужны разъяснения ]
Когда постукивают по сухожилию надколенника чуть ниже колена, это инициирует потенциал действия в специализированной структуре, известной как мышечное веретено , расположенной внутри четырехглавой мышцы бедра . Этот потенциал действия перемещается к нервным корешкам L3 и L4 спинного мозга [2] через сенсорный аксон , который химически взаимодействует, высвобождая глутамат на двигательный нерв . Результатом активности двигательного нерва является сокращение четырехглавой мышцы бедра, что приводит к разгибанию голени в колене (т. е. голень выбрасывается вперед). В конечном итоге нарушение надколенника может указывать на повреждение центральной нервной системы . [2]
Сенсорный сигнал от квадрицепса также активирует локальные интернейроны , которые высвобождают тормозной нейромедиатор глицин на мотонейроны мышц- антагонистов , блокируя их стимуляцию (в данном случае мышц подколенного сухожилия ). Расслабление противоположной мышцы облегчает (не противодействуя) разгибанию голени.
У беспозвоночных рефлекторные интернейроны не обязательно находятся в спинном мозге, как, например, в латеральном гигантском нейроне раков .