Рефлексы (reflexes)

Р. — это наименее сложная моторная реакция Ц. н. с. на сенсорный входной сигнал, осуществляемая с минимальной задержкой. Выражение Р. — непроизвольный, стереотипный акт, определяемый локусом и характером вызывающего его раздражителя. Тем не менее, над мн. Р. может осуществляться сознательный контроль. Р. могут вызываться стимуляцией любой сенсорной модальности. Р. очень много, и мы не будем приводить здесь их полный перечень. Вместо этого на неск. конкретных примерах мы проиллюстрируем те принципы, к-рые применимы ко всем Р.

Простейшим рефлексом яв-ся миотатический рефлекс, или рефлекс растяжения мышцы. Этот рефлекс можно вызвать у любой скелетной мышцы, хотя самый известный его пример — коленный рефлекс. Анат. основу миотатического рефлекса составляет моносинаптическая (с одним синапсом) рефлекторная дуга. Она включает сенсорный концевой орган, сенсорное нервное волокно с его клеточным телом в ганглии заднего корешка, ?-мотонейрон, на к-ром сенсорный аксон образует синапс, и аксон этого ?-мотонейрона, возвращающийся к мышце, от к-рой приходит сенсорное волокно. Сенсорным концевым органом в рефлексе растяжения мышцы служит мышечное веретено. Мышечное веретено имеет мышечные окончания, наз. интрафузальными волокнами, и центральную, немышечную область, связанную с окончанием афферентного нерва. Интрафузальные волокна иннервируются ?-мотонейронами передних корешков спинного мозга. Высшие центры головного мозга могут оказывать влияние на рефлекс растяжения мышцы посредством модуляции активности ?-мотонейронов. Этот рефлекс вызывается растяжением мышцы, что приводит к увеличению длины мышечного веретена и, вследствие этого, к повышению частоты генерирования потенциала действия в сенсорном (афферентном) нервном волокне. Повышенная активность в афферентном волокне усиливает разряд целевого ?-мотонейрона, что вызывает сокращение экстрафузальных волокон мышцы, от к-рой приходит афферентный сигнал. Когда экстрафузальные волокна сокращаются, мышца укорачивается и активность в афферентных волокнах понижается.

Существуют и более сложные рефлекторные дуги, включающие один или неск. вставочных нейронов между афферентной и эфферентной частями рефлекса. Примером простейшего полисинаптического (более чем с одним синапсом) рефлекса может служить сухожильный рефлекс. Сенсорный концевой орган — тельца Гольджи — находится в сухожилиях. Увеличение нагрузки на сухожилие, вызываемое обычно сокращением прикрепленной к нему мышцы, и есть возбуждающий раздражитель, к-рый приводит к растяжению телец Гольджи и возникновению в них импульсной активности, распростр. по соотв. афферентному волокну. Идущий от сухожильного сенсорного концевого органа афферент заканчивается на вставочном нейроне в спинном мозге. Этот вставочный нейрон оказывает тормозящее действие на ?-мотонейрон, понижая активность в его эфферентном аксоне. Поскольку этот аксон возвращается к мышце, прикрепленной к растянутому сухожилию, мышца расслабляется и нагрузка на сухожилие снижается.

Рефлекс растяжения мышцы и сухожильный рефлекс работают во взаимодействии, обеспечивая базисный механизм быстрого регулирования степени сокращения мышцы. Эти Р. полезны для быстрых приспособлений к изменению положения ноги, когда чел. приходится идти по неровной почве. Разумеется, в локомоции участвуют и др. полисинаптические спинальные Р. Эти Р. включают гораздо больше вставочных нейронов в структуру рефлекторной дуги. Неврологическую основу этих сложных Р. образуют дивергентные (от одного нейрона к неск.) и конвергентные (от неск. нейронов к одному) связи вставочных нейронов.

Пример действия этих Р. нам дает чел., наступающий босой ступней на острый предмет и рефлекторно отдергивающий пораненную ногу. Сенсорным входным сигналом здесь является боль. Болевые афферентные волокна идут в спинной мозг и образуют синапсы на вставочных нейронах. Нек-рые из этих вставочных нейронов возбуждают ?-мотонейроны, к-рые заставляют мышцы-сгибатели поврежденной ноги сокращаться, подтягивая ногу вверх, однако др. вставочные нейроны способствуют торможению мотонейронов, обслуживающих мышцы-разгибатели той же ноги. Это позволяет ноге подниматься быстро и плавно. Др. нейроны, получающие болевой входной сигнал, направляют аксоны через срединную линию спинного мозга, возбуждают мотонейроны разгибателей противоположной ноги и тормозят мотонейроны, иннервирующие ее сгибатели. Это приводит к тому, что неповрежденная нога обретает жесткость и обеспечивает опору в тот момент, когда пораненная нога отдергивается вверх. Вдобавок ко всему, вставочные нейроны тж ретранслируют информ. в верхние и нижние отделы спинного мозга, вызывая межсегментарные Р., к-рые координируют сокращение мышц туловища и верхних конечностей.

Моносинаптические и полисинаптические спинномозговые Р. образуют базовый механизм поддержания и приспособления позы. Моторные системы головного мозга влияют на спинномозговые Р. через входные цепи, идущие к вставочным нейронам и ?-мотонейронам. Т. о., изменения спинномозговых Р. могут указывать на патологию в моторных системах головного мозга. Примером этого может служить гиперрефлексия, связанная с травмой латеральных спинномозговых двигательных путей или с повреждением моторных областей лобной доли.

Существует ряд зрительных Р. В качестве примера можно назв. зрачковый рефлекс, проявляющийся в сужении зрачка в ответ на освещение глаза ярким светом. Для этого рефлекса необходимы интактные сетчатка, зрительный нерв, средний мозг и III пара черепных нервов, однако он не зависит от целостности ядер наружных коленчатых тел или зрительной коры.

Р. тж могут вызываться стимуляцией сенсорного входа из внутренних органов. Барорецепторный рефлекс являет собой пример такого автономного рефлекса. Повышение кровяного давления растягивает рецепторы в крупных сосудах вблизи сердца. Это усиливает поток афферентных импульсов к ядрам одиночного пути продолговатого мозга. Нейроны в ядрах одиночного пути переключают импульсацию на двигательные ядра блуждающего нерва и передают в спинной мозг, вызывая понижение сердечного ритма и кровяного давления. Приобрести сознательный контроль над этим рефлексом очень трудно, однако на его основе можно выработать условный рефлекс, используя методику классического обусловливания.

См. также Ацетилхолинестераза, Электростимуляция нервной системы, Эндорфины/энкефалины, Модели нейронных сетей, Нейромедиаторы, Сенсомоторные процессы

М. Л. Вудрафф