stringtranslate.com

Рефлекс

В биологии рефлекс или рефлекторное действие — это непроизвольная, незапланированная последовательность или действие [ 1] и почти мгновенная реакция на стимул . [2] [3]

Простейший рефлекс инициируется стимулом, который активирует афферентный нерв. Затем сигнал передается на ответный нейрон, который генерирует ответ.

Рефлексы встречаются с различной степенью сложности у организмов с нервной системой . Рефлекс происходит через нервные пути в нервной системе, называемые рефлекторными дугами . Стимул инициирует нервный сигнал, который передается в синапс . Затем сигнал передается через синапс к двигательному нейрону , который вызывает целевую реакцию. Эти нервные сигналы не всегда поступают в мозг, [4] поэтому многие рефлексы являются автоматической реакцией на стимул, который не получает или не требует сознательной мысли. [5]

Многие рефлексы настроены на повышение выживаемости и самообороны организма. [6] Это наблюдается в таких рефлексах, как рефлекс испуга , который обеспечивает автоматическую реакцию на неожиданный стимул, и рефлекс выпрямления у кошек , который переориентирует тело кошки при падении, чтобы обеспечить безопасное приземление. Самый простой тип рефлекса, рефлекс с короткой задержкой, имеет один синапс или соединение в сигнальном пути. [7] Рефлексы с длинной задержкой производят нервные сигналы, которые передаются через несколько синапсов, прежде чем сгенерировать рефлекторный ответ.

Типы человеческих рефлексов

Автономные и скелетные рефлексы

Рефлекс — это анатомическое понятие, и оно относится к петле, состоящей, в своей простейшей форме, из сенсорного нерва, входа, и двигательного нерва, выхода. Автономный не означает автоматический. Термин автономный — это анатомический термин, и он относится к типу нервной системы у животных и людей, которая является очень примитивной. Скелетный или соматический — это, аналогично, анатомические термины, которые относятся к типу нервной системы, которая является более поздней с точки зрения эволюционного развития. Существуют автономные рефлексы и скелетные, соматические рефлексы. [8]

Миотатические рефлексы

Миотатические или мышечные рефлексы растяжения (иногда известные как глубокие сухожильные рефлексы ) предоставляют информацию о целостности центральной нервной системы и периферической нервной системы . Эту информацию можно получить с помощью электромиографии (ЭМГ) . [9] Как правило, сниженные рефлексы указывают на периферическую проблему, а оживленные или преувеличенные рефлексы — на центральную. [9] Рефлекс растяжения — это сокращение мышцы в ответ на ее продольное растяжение.

В то время как вышеперечисленные рефлексы стимулируются механически, термин Н-рефлекс относится к аналогичному рефлексу, стимулируемому электрически, а тонический вибрационный рефлекс — к рефлексам, стимулируемым вибрацией.

Сухожильный рефлекс

Сухожильный рефлекс — это сокращение мышцы в ответ на удар по ее сухожилию . Сухожильный рефлекс Гольджи — это обратный рефлекс растяжения.

Рефлексы, в которых участвуют черепные нервы

Рефлексы, обычно наблюдаемые только у человеческих младенцев.

Рефлекс хватания

У новорожденных есть ряд других рефлексов, которые не наблюдаются у взрослых, называемых примитивными рефлексами . Эти автоматические реакции на раздражители позволяют младенцам реагировать на окружающую среду до того, как произошло какое-либо обучение. Они включают:

Другие виды рефлексов

Другие рефлексы, обнаруженные в центральной нервной системе, включают:

Многие из этих рефлексов довольно сложны и требуют наличия нескольких синапсов в нескольких различных ядрах центральной нервной системы (например, рефлекс избегания ). Другие из них требуют для функционирования всего лишь нескольких синапсов (например, рефлекс отдергивания ). Такие процессы, как дыхание , пищеварение и поддержание сердцебиения, также можно рассматривать как рефлекторные действия, согласно некоторым определениям этого термина.

Оценка

В медицине рефлексы часто используются для оценки здоровья нервной системы . Врачи обычно оценивают активность рефлекса по шкале от 0 до 4. Хотя 2+ считается нормой, некоторые здоровые люди гипорефлексивны и регистрируют все рефлексы на уровне 1+, в то время как другие гиперрефлексивны и регистрируют все рефлексы на уровне 3+.

В зависимости от того, где вы находитесь, существует еще один способ оценки: от –4 (отсутствует) до +4 (клонус), где 0 означает «норма».

Рефлекторная модуляция

Изображен пример реверсии рефлекса. Активация одного и того же пути спинального рефлекса может вызвать сгибание конечности при стоянии и разгибание при ходьбе.

Некоторые могут подумать, что рефлексы неизменны. Однако в действительности большинство рефлексов гибкие и могут быть существенно изменены, чтобы соответствовать требованиям поведения как позвоночных, так и беспозвоночных. [10] [11] [12]

Хорошим примером модуляции рефлекса является рефлекс растяжения . [13] [14] [15] [16] Когда мышца растягивается в состоянии покоя, рефлекс растяжения приводит к сокращению мышцы, тем самым противодействуя растяжению (рефлекс сопротивления). Это помогает стабилизировать позу. Однако во время произвольных движений интенсивность (усиление) рефлекса снижается или его знак даже меняется на противоположный. Это не позволяет рефлексам сопротивления препятствовать движениям.

Основные места и механизмы модуляции рефлекса не полностью изучены. Есть доказательства того, что выход сенсорных нейронов напрямую модулируется во время поведения, например, посредством пресинаптического торможения . [17] [18] Влияние сенсорного входа на двигательные нейроны также зависит от интернейронов в спинном мозге или вентральном нервном тяже [16] и нисходящих сигналов от мозга. [19] [20] [21]

Другие рефлексы

Дыхание также можно считать как непроизвольным, так и произвольным, поскольку дыхание может задерживаться посредством внутренних межреберных мышц . [22] [23] [24]

История

Концепция рефлексов восходит к XVII веку с Рене Декартом . Декарт ввел эту идею в своей работе « Трактат о человеке », опубликованной посмертно в 1664 году. Он описал, как тело может автоматически выполнять действия в ответ на внешние раздражители без сознательной мысли. Декарт использовал аналогию с механической статуей, чтобы объяснить, как сенсорный вход может вызывать двигательные реакции детерминированным и автоматическим образом.

Термин «рефлекс» был введен в XIX веке английским физиологом Маршаллом Холлом , которому приписывают формулировку концепции рефлекторного действия и его научное объяснение. Он ввел этот термин для описания непроизвольных движений, вызванных внешними стимулами, которые опосредуются спинным мозгом и нервной системой, в отличие от произвольных движений, контролируемых головным мозгом. Значительная работа Холла по рефлекторной функции была подробно описана в его статье 1833 года «О рефлекторной функции продолговатого мозга и спинного мозга», опубликованной в Philosophical Transactions of the Royal Society , где он предоставил четкое описание того, как рефлекторные действия опосредуются спинным мозгом, независимо от сознательного контроля мозга, отличая их от других видов нейронной активности. [25] [26] [27]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ parveen (11 ноября 2020 г.). "Рефлекторное действие | Определение, типы и механизм и важные решенные вопросы". Взломайте свою цель . Получено 3 апреля 2021 г.
  2. ^ Purves (2004). Нейронаука: Третье издание . Массачусетс, Sinauer Associates, Inc. ISBN 0-87893-725-0 
  3. ^ "Определение рефлекса". Словарь Merriam-Webster . 25 декабря 2023 г.
  4. ^ Hultborn H (2006-02-01). «Спинальные рефлексы, механизмы и концепции: от Эклса до Лундберга и далее». Progress in Neurobiology . 78 (3–5): 215–232. doi :10.1016/j.pneurobio.2006.04.001. ISSN  0301-0082. PMID  16716488. S2CID  25904937.
  5. ^ "сухожильный рефлекс". Бесплатный словарь .
  6. ^ Прайс Дж. Л. (2005-12-05). «Свободная воля против выживания: системы мозга, лежащие в основе внутренних ограничений поведения». Журнал сравнительной неврологии . 493 (1): 132–139. doi : 10.1002/cne.20750 . ISSN  0021-9967. PMID  16255003. S2CID  18455906.
  7. ^ Пьеро-Дезейлиньи Э. (2005). Схема спинного мозга человека: ее роль в контроле моторики и расстройствах движения . Cambridge University Press. ISBN 978-0-511-54504-7.
  8. ^ Николетсеас Майкл М. (2010) Поведенческая и нейронная пластичность. ISBN 978-1-4537-8945-2 
  9. ^ ab Tsuji H, Misawa H, Takigawa T, Tetsunaga T, Yamane K, Oda Y, Ozaki T (2021-01-27). "Количественная оценка рефлекса надколенника с использованием портативных механомиографических и электромиографических устройств". Scientific Reports . 11 (1): 2284. Bibcode :2021NatSR..11.2284T. doi : 10.1038/s41598-021-81874-5 . ISSN  2045-2322. PMC 7840930 . PMID  33504836. 
  10. ^ Пирсон КГ (1993). «Общие принципы управления моторикой у позвоночных и беспозвоночных». Annual Review of Neuroscience . 16 : 265–97. doi :10.1146/annurev.ne.16.030193.001405. PMID  8460894.
  11. ^ Büschges A, Manira AE (декабрь 1998 г.). «Сенсорные пути и их модуляция в контроле локомоции». Current Opinion in Neurobiology . 8 (6): 733–9. doi :10.1016/S0959-4388(98)80115-3. PMID  9914236. S2CID  18521928.
  12. ^ Tuthill JC, Azim E (март 2018 г.). «Проприоцепция». Current Biology . 28 (5): R194–R203. Bibcode : 2018CBio...28.R194T. doi : 10.1016/j.cub.2018.01.064 . PMID  29510103. S2CID  235330764.
  13. ^ Bässler U (март 1976). «Обратный рефлекс к одному мотонейрону у палочника Çarausius morosus». Biological Cybernetics . 24 (1): 47–49. doi :10.1007/BF00365594. ISSN  1432-0770. S2CID  12007820.
  14. ^ Форссберг Х., Гриллнер С., Россиньоль С. (август 1977 г.). «Фазовое усиление контроля рефлексов с тыльной стороны лапы во время спинальной локомоции». Brain Research . 132 (1): 121–39. doi :10.1016/0006-8993(77)90710-7. PMID  890471. S2CID  32578292.
  15. ^ Capaday C, Stein RB (май 1986). «Амплитудная модуляция H-рефлекса камбаловидной мышцы у человека во время ходьбы и стояния». The Journal of Neuroscience . 6 (5): 1308–13. doi : 10.1523 /JNEUROSCI.06-05-01308.1986 . PMC 6568550. PMID  3711981. 
  16. ^ ab Clarac F, Cattaert D, Le Ray D (май 2000 г.). «Центральные компоненты управления „простым“ рефлексом растяжения» (PDF) . Trends in Neurosciences . 23 (5): 199–208. doi : 10.1016/s0166-2236(99)01535-0 . PMID  10782125. S2CID  10113723.
  17. ^ Wolf H, Burrows M (август 1995). «Проприоцептивные сенсорные нейроны ноги саранчи получают ритмическое пресинпатическое торможение во время ходьбы». The Journal of Neuroscience . 15 (8): 5623–36. doi : 10.1523/JNEUROSCI.15-08-05623.1995 . PMC 6577635. PMID  7643206 . 
  18. ^ Sauer AE, Büschges A, Stein W (апрель 1997 г.). «Роль пресинаптических входов в проприоцептивные афференты в настройке сенсомоторных путей сети управления суставами насекомых». Журнал нейробиологии . 32 (4): 359–76. doi : 10.1002/(SICI)1097-4695(199704)32:4<359::AID-NEU1>3.0.CO;2-5 . PMID  9087889.
  19. ^ Mu L, Ritzmann RE (20 декабря 2007 г.). «Взаимодействие между нисходящим входом и грудными рефлексами для координации суставов у таракана: I. нисходящее влияние на грудные сенсорные рефлексы». Журнал сравнительной физиологии A . 194 (3): 283–98. doi :10.1007/s00359-007-0307-x. PMID  18094976. S2CID  25167774.
  20. ^ Martin JP, Guo P, Mu L, Harley CM, Ritzmann RE (ноябрь 2015 г.). «Центрально-комплексный контроль движения свободно гуляющего таракана». Current Biology . 25 (21): 2795–2803. Bibcode : 2015CBio...25.2795M. doi : 10.1016/j.cub.2015.09.044 . PMID  26592340.
  21. ^ Hsu LJ, Zelenin PV, Orlovsky GN, Deliagina TG (февраль 2017). «Супраспинальный контроль спинальных рефлекторных реакций на изгиб тела при различном поведении у миног». The Journal of Physiology . 595 (3): 883–900. doi : 10.1113/JP272714 . PMC 5285725 . PMID  27589479. 
  22. ^ Mitchell RA, Berger AJ (февраль 1975). «Нервная регуляция дыхания». The American Review of Respiratory Disease . 111 (2). American Thoracic Society : 206–224. doi :10.1164/arrd.1975.111.2.206 (неактивен 1 ноября 2024). ISSN  0003-0805. PMID  1089375.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  23. ^ Park HD, Barnoud C, Trang H, Kannape OA, Schaller K, Blanke O (6 февраля 2020 г.). «Дыхание сопряжено с произвольным действием и потенциалом готовности коры». Nature Communications . 11 (1). Nature Portfolio : 289. Bibcode : 2020NatCo..11..289P. doi : 10.1038/s41467-019-13967-9 . ISSN  2041-1723. PMC 7005287. PMID 32029711  . 
  24. ^ "21.10B: Нейронные механизмы (кора)". Medicine LibreTexts . 2018-07-22 . Получено 2022-09-10 .
  25. ^ "Marshall Hall". Britannica . Получено 15 июня 2024 г. .
  26. ^ "Нервная система человека - Рефлекторные действия, Двигательные пути, Сенсорные пути". Britannica . Получено 15 июня 2024 г. .
  27. ^ "Marshall Hall". Encyclopedia.com . Получено 15 июня 2024 г. .