反射

生物学では、反射、または反射行動とは、不随意で計画されていない一連の行動または動作^{[ 1 ]}であり、刺激に対するほぼ瞬時の反応である^{[ 2 ] [ 3 ]}。

反射は、神経系を持つ生物において、複雑さの異なる様々なレベルで見られます。反射は、反射弓と呼ばれる神経系の神経経路を介して起こります。刺激によって神経信号が発生し、それがシナプスに伝達されます。信号はシナプスを介して運動ニューロンに伝達され、標的反応を引き起こします。これらの神経信号は必ずしも脳に伝わるわけではないため^{[ 4 ]}、多くの反射は意識的な思考を必要としない、刺激に対する自動的な反応です^{[ 5 ] 。}

多くの反射は、生物の生存と自己防衛を高めるために微調整されています。^{[ 6 ]}これは、予期せぬ刺激に対する自動的な反応を提供する驚愕反射や、猫が落下する際に安全な着地を確実にするために体の向きを変える猫の正位反射などの反射に見られます。最も単純なタイプの反射である短潜時反射は、信号伝達経路に単一のシナプスまたは接合部を持っています。^{[ 7 ]}長潜時反射は、反射反応を生成する前に複数のシナプスを介して変換される神経信号を生成しました。

医学において、反射は神経系の健康状態を評価するためによく用いられます。 医師は通常、反射の活動を0から4までの段階で評価します。2+が正常とされていますが、健康な人の中には反射が鈍く、すべての反射が1+と記録される人もいれば、反射が亢進していて、すべての反射が3+と記録される人もいます。

地域によっては、評価方法として-4（欠如）から+4（クローヌス）までの範囲があり、0は「正常」とされます。

ほとんどの反射は柔軟性があり、脊椎動物と無脊椎動物の両方において、行動の要求に合わせて大幅に変更することができる。^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

反射調節の良い例として、伸張反射が挙げられます。^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}筋肉が安静時に伸ばされると、伸張反射によって筋肉が収縮し、伸張に抵抗します（抵抗反射）。これにより姿勢が安定します。しかし、随意運動中は、反射の強度（ゲイン）が低下したり、符号が反転したりします。これにより、抵抗反射が運動を妨げるのを防ぎます。

反射調節の根本的な部位とメカニズムは完全には解明されていません。感覚ニューロンの出力が行動中に直接調節されるという証拠があります。たとえば、シナプス前抑制を介してです。^{[ 16 ] [ 17 ]}感覚入力が運動ニューロンに及ぼす影響は、脊髄または腹側神経索の介在ニューロン^{[ 15 ]}や脳からの下行信号によっても影響を受けます。^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

呼吸は、内肋間筋によって呼吸を止めることができるため、不随意運動と随意運動の両方であると考えることもできます。^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

反射の概念は、17世紀のルネ・デカルトにまで遡ります。デカルトは、1664年に死後出版された著書『人間論』の中でこの考えを提唱しました。彼は、身体が意識的な思考なしに外部刺激に反応して自動的に動作を行う仕組みを説明しました。デカルトは、感覚入力が決定論的かつ自動的な方法で運動反応を引き起こす仕組みを説明するために、機械仕掛けの彫像のアナロジーを用いました。

「反射」という用語は、19 世紀にイギリスの生理学者マーシャル・ホールによって導入されました。彼は反射作用の概念を定式化し、科学的に説明したことで知られています。彼は、脳によって制御される随意運動とは異なり、脊髄と神経系によって媒介される外部刺激によって引き起こされる不随意運動を説明するためにこの用語を導入しました。ホールの反射機能に関する重要な研究は、1833 年に王立協会の哲学的トランザクションに掲載された論文「延髄と脊髄の反射機能について」に詳しく述べられており、そこで彼は、反射作用が脳の意識的な制御とは独立して脊髄によって媒介され、他の神経活動と区別される仕組みを明確に説明しました。^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}

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