Z wielu rodzajów aktywności neuronalnej, istnieje jeden prosty rodzaj, w którym bodziec prowadzi do natychmiastowego działania. Jest to aktywność odruchowa. Słowo refleks (od łacińskiego reflexus, „odbicie”) zostało wprowadzone do biologii przez XIX-wiecznego angielskiego neurologa, Marshalla Halla, który wymyślił to słowo, ponieważ uważał, że mięśnie odbijają bodziec tak samo, jak ściana odbija rzuconą o nią piłkę. Przez odruch Hall rozumiał automatyczną odpowiedź mięśnia lub kilku mięśni na bodziec, który pobudza nerw dośrodkowy. Termin ten jest obecnie używany do opisania działania, które jest wrodzoną czynnością ośrodkowego układu nerwowego, nie obejmującą świadomości, w której określony bodziec, przez pobudzenie nerwu dośrodkowego, wywołuje stereotypową, natychmiastową odpowiedź mięśnia lub gruczołu.
Anatomiczna ścieżka odruchu nazywa się łukiem odruchowym. Składa się on z nerwu aferentnego (lub czuciowego), zwykle jednego lub więcej interneuronów w ośrodkowym układzie nerwowym, oraz nerwu eferentnego (ruchowego, wydzielniczego lub sekreto-motorycznego).
Większość odruchów ma kilka synaps w łuku odruchowym. Odruch rozciągania jest wyjątkowy w tym, że bez interneuronu w łuku, ma tylko jedną synapsę między aferentnym włóknem nerwowym a neuronem ruchowym (patrz poniżej Ruch: Regulacja skurczu mięśni). Odruch zgięciowy, który usuwa kończynę z bodźca wywołującego niepokój, ma minimum dwa interneurony i trzy synapsy.
Prawdopodobnie najbardziej znanym odruchem jest odruch źreniczny świetlny. Jeśli światło błyska w pobliżu jednego oka, źrenice obu oczu kurczą się. Światło jest bodźcem, impulsy docierają do mózgu przez nerw wzrokowy, a odpowiedź jest przekazywana do mięśni źrenic przez nerwy autonomiczne, które zaopatrują oko. Inny odruch dotyczący oka znany jest jako odruch łzowy. Kiedy coś podrażnia spojówkę lub rogówkę oka, odruch łzowy powoduje, że impulsy nerwowe przechodzą wzdłuż piątego nerwu czaszkowego (trójdzielnego) i docierają do śródmózgowia. Kończyna eferentna tego łuku odruchowego jest autonomiczna i głównie przywspółczulna. Te włókna nerwowe pobudzają gruczoły łzowe oczodołu, powodując wylewanie się łez. Innymi odruchami pochodzącymi z śródmózgowia i rdzenia przedłużonego są odruchy kaszlu i kichania. Odruch kaszlu wywołany jest przez substancję drażniącą w tchawicy, a odruch kichania przez substancję w nosie. W obu przypadkach reakcja odruchowa angażuje wiele mięśni; obejmuje ona chwilowe zatrzymanie oddychania w celu wydalenia substancji drażniącej.
© /Thinkstock
Pierwsze odruchy rozwijają się w łonie matki. Już w siódmym i pół tygodniu od poczęcia można zaobserwować pierwszy odruch; stymulacja wokół ust płodu powoduje, że wargi są zwrócone w kierunku bodźca. Przed urodzeniem odruchy ssania i połykania są już gotowe do użycia. Dotykanie warg dziecka wywołuje ssanie, a dotykanie tylnej ściany gardła wywołuje połykanie.
Chociaż w powyższej definicji użyto słowa stereotypowy, nie oznacza to, że reakcja odruchowa jest niezmienna i niezmienna. Kiedy bodziec jest powtarzany regularnie, w odpowiedzi odruchowej zachodzą dwie zmiany – uwrażliwienie i przyzwyczajenie. Uwrażliwienie jest wzrostem odpowiedzi; na ogół występuje podczas pierwszych 10 do 20 reakcji. Habituacja to spadek reakcji; trwa do momentu, gdy ostatecznie reakcja zostaje wygaszona. Kiedy bodziec jest nieregularnie powtarzany, habituacja nie występuje lub jest minimalna.
Są również długoterminowe zmiany w odruchach, które mogą być widoczne w eksperymentalnych transekcjach rdzenia kręgowego wykonywanych na kociętach. Powtarzana stymulacja skóry poniżej poziomu uszkodzenia, taka jak pocieranie tego samego obszaru przez 20 minut każdego dnia, powoduje zmianę latencji (odstępu czasu pomiędzy bodźcem a początkiem odpowiedzi) niektórych odruchów, ze zmniejszeniem, a w końcu wygaszeniem odpowiedzi. Chociaż procedura ta trwa kilka tygodni, pokazuje ona, że przy codziennej stymulacji można zmienić jedną reakcję odruchową w inną. Wielokrotna aktywacja synaps zwiększa ich wydajność, powodując trwałą zmianę. Kiedy ta powtarzająca się stymulacja ustaje, funkcje synaptyczne cofają się, a reakcje odruchowe wracają do swojej pierwotnej formy.
Reakcje odruchowe często są szybkie; neurony, które przekazują sygnały o postawie, pozycji kończyn lub dotyku, na przykład, mogą strzelać sygnałami z prędkością 80-120 metrów na sekundę (około 180-270 mil na godzinę). Jednakże, podczas gdy o wielu odruchach mówi się, że są szybkie i natychmiastowe, niektóre odruchy, zwane odruchami rekrutacyjnymi, prawie nie mogą być wywołane przez pojedynczy bodziec. Zamiast tego, wymagają one coraz większej stymulacji, aby wywołać odpowiedź. Odruchowy skurcz pęcherza, na przykład, wymaga rosnącej ilości moczu, aby rozciągnąć mięsień i uzyskać skurcz mięśni.
Odruchy mogą być zmieniane przez impulsy z wyższych poziomów ośrodkowego układu nerwowego. Na przykład, odruch kaszlowy może być łatwo stłumiony, a nawet odruch gagowy (ruchy rozpoczynających się wymiotów wynikające z mechanicznej stymulacji ściany gardła) może być stłumiony za pomocą treningu.
Tzw. odruchy warunkowe nie są w ogóle odruchami, ale skomplikowanymi aktami wyuczonego zachowania. Ślinotok jest jednym z takich odruchów warunkowych; występuje tylko wtedy, gdy człowiek jest świadomy obecności jedzenia lub gdy wyobraża sobie jedzenie.
.