Миотатический рефлекс, он же – рефлекс на растяжение (myo – мышца, tatis – растяжение) – это один из многих рефлексов в которых задействованы нейромышечные веретёна и одновременно с этим, это простейший, базовый мышечный рефлекс. И на его примере легко понять, как устроены рефлексы вообще.

Миотатический рефлекс позволяет мышцам мгновенно реагировать на меняющуюся нагрузку. Самый известный его пример – подергивание ноги при ударе молоточком под колено при осмотре у врача-невролога.

Рефлекс устроен так, что при ударе по связке надколенника, чуть ниже коленной чашечки, происходит растяжение четырехглавой мышцы бедра, в ответ на которое срабатывают веретена.

Сигнал от них проходит через тело нерва в спинной мозг, и по (коллатералям) ответвлениям попадает как в головной мозг, так и, что гораздо быстрее, в мотонейроны той же мышцы, от которой получен сигнал. Мотонейрон генерирует потенциал действия и мышца сокращается.

То есть сигнал на сокращение поступает по короткой рефлекторной дуге, всего через одно переключение, с рецепторного нерва на моторный, максимально быстро. Поэтому этот рефлекс также называют моносинаптическим (моно – один, всего через один синапс). И это единственный известный мышечный моносинаптический рефлекс.

Другие рефлексы, соответственно, полисинаптические. В них за счет участия вставочных нейронов переключений несколько.

Еще один наглядный пример этого рефлекса, который вы можете проверить самостоятельно - растяжение жевательной мышцы. Если вы расслабите нижнюю челюсть и медленно опустите ее давлением на подбородок, то опускание произойдет без сопротивления. Если же попробуете надавить резко, то челюсть сначала опустится, а затем рефлекторно отскочит назад, в закрытое положение.

Патологией для этого рефлекса, которую проверяют неврологи, пользуясь молоточком, является срабатывание других мышц, отсутствие сигнала или зацикливание сигнала, когда на однократный удар идут многократные сокращения.

Миотатический рефлекс, в некоторых случаях, включает в себя не только сигналы к исходной мышце и мозгу, но и сигналы, к мотонейронам мышц синергистов, которые усиливают сокращение.

И к тормозным нейронам, подавляющим мышцы-антагонисты противодействующие сокращению, облегчая сокращение действующей мышцы.

То есть происходит множественная реакция на сокращение, одновременно идут сигналы:

• к агонисту и синергистам на сокращение.
• к антагонистам на подавление.
• к мозговым центрам, координирующим движение тела.

Такое торможение антагонистов, усиление одной реакции за счет ослабления другой, называется реципрокное торможение. Реципрокный – значит сопряженный, связанный, согласованный.

Сети подобных нейронных связей образуют и любые другие двигательные рефлексы. Все они устроены схожим образом. В их основе всегда лежат цепи нейронов. Начало цепи – рецептор, окончание – мотонейрон.

Причем некоторые сложные рефлексы могут задействовать множество мышц, управляемых с разных сегментов спинного мозга. Например, рефлекс отдергивания руки при ожоге, который включает отдергивание пальца, сгибание локтя, отведение плеча и так далее.

Основная функция миотатического рефлекса – поддержание позы, равновесия. И соответственно, оптимальной длины мышцы.
Например, поскользнувшись на льду, мы успеваем среагировать и попытаться выровнять положение тела еще до того, как осознали проблему благодаря путям именно этого рефлекса.

При отклонении тела от вертикального положения мышцы растягиваются – активируются веретена – импульсация через спинной мозг приводит к сокращению мышц и восстановлению позы.

Главное преимущество этого механизма – практически мгновенное срабатывание, занимающее всего ~0,3 сек. В полном цикле нервной связи было бы в 5 раз больше, порядка ~1,5 сек. Не говоря уже о том, что без автоматизмов еще и нужно было бы сообразить какую руку в какую сторону выбросить и как изогнуться, чтобы не упасть.

Помимо поддержания равновесия рефлекторные дуги миотатического рефлекса участвуют и во многих других рефлексах, и в совершении произвольных движений.

Например, они позволяют корректировать силу мышечных сокращений, если нагрузка отличается от предполагаемой. Когда нагрузка оказывается больше ожидаемой, и активности мотонерйонов не хватает чтобы мышцы развили нужную силу. Тогда, веретёна натягиваются и срабатывают, передавая сигнал через спинной мозг на мотонейроны, стимулируя их активность, стимулируя мышцу сокращаться сильнее. Точно также, при слишком легком весе, активность мотонейронов подавляется и мышца начинает сокращаться слабее.

Но этот механизм работает только при незначительном отличии нагрузки от предполагаемой. При сильном различии – сигнал реализуется уже через новую команду в коре мозга.

Например, если вы попытаетесь поднять тяжелый чемодан, предполагая, что он пуст, то скорее всего даже не сможете оторвать его от пола. Потребуется заново приложить сознательные усилия, уже с реальным пониманием веса.