A рефлекторная дуга - это нервный путь, который контролирует рефлекс. У позвоночных большинство сенсорных нейронов проходят не непосредственно в мозг, а в синапс в спинном мозге. Это позволяет выполнять более быстрые рефлекторные действия за счет активации спинномозговых мотонейронов без задержки передачи сигналов через мозг. Мозг будет получать сенсорную информацию во время выполнения рефлекса, а анализ сигнала происходит после рефлекторного действия.
Существует два типа: вегетативная рефлекторная дуга (воздействующая на внутренние органы) и соматическая рефлекторная дуга (воздействующая на мышцы). Вегетативные рефлексы иногда затрагивают спинной мозг, а некоторые соматические рефлексы опосредуются в большей степени головным мозгом, чем спинным мозгом.
Во время соматического рефлекса нервные сигналы проходят по следующему пути:
Таким образом, рефлекторная дуга - это путь, по которому проходят нервы, которые (а) переносят сенсорную информацию от рецептора к спинному мозгу, а затем (б) переносят генерируемую реакцию спинным мозгом к исполнительным органам во время рефлекторного действия. Путь, по которому нервный импульс выполняет рефлекторное действие, называется рефлекторной дугой.
Когда рефлекторная дуга у животного состоит только из одного сенсорного нейрона и одного двигательного нейрона, она определяется как моносинаптическая, имея в виду наличие единственный химический синапс. В случае рефлексов периферических мышц (рефлекс надколенника, рефлекс ахилла ) кратковременная стимуляция мышечного веретена приводит к сокращению мышцы-агониста или эффектора. Напротив, в полисинаптических рефлекторных путях один или несколько интернейронов соединяют афферентный (сенсорный ) и эфферентный (моторный ) сигналы. Все рефлексы, кроме самых простых, являются полисинаптическими, что позволяет обрабатывать или подавлять полисинаптические рефлексы в головном мозге.
Когда сухожилие надколенника постукивают чуть ниже колена, постукивание инициирует потенциал действия в специальной структуре, известной как мышечное веретено, расположенное в пределах четырехглавой мышцы. Этот потенциал действия передается к нервным корешкам L3 и L4 спинного мозга через сенсорный аксон, который химически взаимодействует, высвобождая глутамат на двигательный нерв. Результатом этой активности двигательного нерва является сокращение четырехглавой мышцы, ведущее к разгибанию голени в колене (т. Е. Голень выталкивается вперед). В конечном итоге неправильный рефлекс надколенника может указывать на повреждение центральной нервной системы.
Сенсорный сигнал от четырехглавой мышцы также активирует локальные интернейроны, которые высвобождают тормозящий нейромедиатор глицин на мотонейроны мышц-антагонистов, блокируя их стимуляцию (в данном случае мышцы задней поверхности бедра ). Расслабление противоположной мышцы облегчает (не противодействуя) разгибанию голени.
У низших животных рефлекторные интернейроны необязательно располагаются в спинном мозге, например, как в латеральном гигантском нейроне раков.