動物(人間を含む)では、驚愕反応は、突然の騒音や急な動きなどの突然のまたは脅威的な刺激に対する、ほとんど無意識の防御反応であり、否定的な感情と関連しています。[ 1 ]通常、驚愕反応の開始は驚愕反射反応です。驚愕反射は、首の後ろ(全身驚愕)や目(瞬き)などの脆弱な部分を保護し、突然の刺激からの逃避を容易にする脳幹反射反応(反射)です。これは、さまざまな種で、生涯のすべての段階で見られます。さまざまな反応は、影響を受ける個人の感情状態[ 2 ]、体の姿勢[ 3 ]、運動タスクの実行の準備[ 4 ] 、またはその他の活動[ 5 ]に応じて発生する可能性があります。驚愕反応は、特定の恐怖症の形成に関与しています。

驚愕反射は、体内で複数の動作が組み合わさって起こります。突然大きな音を聞いた際の反射は、脳内を伝わる3つの主要な中枢シナプス(信号)からなる一次音響驚愕反射経路で起こります。
まず、耳の聴神経線維から蝸牛根ニューロン(CRN)へのシナプスがあります。これらは中枢神経系の最初の聴覚ニューロンです。研究によると、驚愕反応の減少量は、殺されたCRNの数と直接相関することが示されています。次に、CRN軸索から脳の橋尾側網様体核(PnC)の細胞へのシナプスがあります。これらは脳幹の橋に位置するニューロンです。PnC抑制化学物質を注入してこの経路の一部を遮断する研究が行われ、驚愕反応の量が約80~90パーセント劇的に減少することが示されています。3番目に、PnC軸索から顔面運動核または脊髄の運動ニューロンへのシナプスがあり、これが筋肉の動きを直接的または間接的に制御します。顔面運動核の活性化は頭部のけいれんを引き起こし、脊髄の活性化は全身の驚愕を引き起こす。[ 6 ]
新生児の神経運動検査では、多くの手法において、驚愕反応とモロー反射のパターンが大きく重複する可能性があることが指摘されているが、注目すべき違いは、驚愕反応中に腕の外転(広がり)がないことである。[ 7 ]
驚愕反応時には、さまざまな反射が同時に起こることがあります。人間で記録された最も速い反射は、咬筋または顎の筋肉で起こります。この反射は、筋肉の動き中の電気活動を記録する筋電図によって測定されました。また、刺激と記録された反応の間の遅延である反応潜時が約14ミリ秒であることがわかりました。眼輪筋の反射であるまばたきの潜時は、約20~40ミリ秒であることがわかりました。より大きな身体部位の中で、頭部の動きの潜時が最も速く、60~120ミリ秒の範囲です。次に、首が75~121ミリ秒の潜時でほぼ同時に動きます。次に、肩が100~121ミリ秒でぴくっと動き、腕が125~195ミリ秒で動きます。最後に、脚は145~395ミリ秒の遅延で反応します。このタイプの連鎖反応は、シナプスが脳から脊髄を通って各運動ニューロンを活性化する方法と相関しています。[ 8 ]
音響驚愕反射は、80デシベルを超える聴覚刺激によって引き起こされると考えられています。[ 1 ]この反射は通常、筋電図、脳画像、または場合によっては陽電子放出断層撮影によって測定されます。[ 9 ] [ 10 ]この反射に関与していると考えられている脳構造と経路は多数あります。扁桃体、海馬、終末条床核(BNST)、前帯状皮質はすべて、この反射の調節に役割を果たしていると考えられています。[ 11 ] [ 12 ]脳の前帯状皮質は、主に感情反応と認識に関連する主要な領域と考えられており、個人が驚愕を誘発する刺激に反応する方法に寄与する可能性があります。[ 11 ]前帯状皮質とともに、扁桃体と海馬もこの反射に関与していることが知られています。
扁桃体は「闘争または逃走反応」に関与することが知られており、海馬は刺激とそれに関連する感情の記憶を形成する機能を持つ。[ 13 ]音響驚愕反射におけるBNSTの役割は、ストレスや不安反応に関与する核内の特定の領域に起因する可能性がある。[ 12 ]特定のホルモンによるBNSTの活性化は驚愕反応を促進すると考えられている。[ 12 ]この反応の聴覚経路は、1980年代にラットで大部分が解明された。[ 14 ]基本的な経路は、耳から外側毛帯核(LLN)までの聴覚経路をたどり、そこから網様体の運動中枢を活性化する。この中枢は四肢の下位運動ニューロンに下行投射を送る。
もう少し詳しく言うと、これは耳(蝸牛)→第VIII脳神経(聴覚)→蝸牛神経核(腹側/下側)→LLN→尾側橋網様体核(PnC)に対応します。全過程の潜時は10ms未満です。後肢を「ぴくぴく」させる反応には上/吻側または下/尾側の丘は関与していませんが、これらは耳介の調整や音の方向への視線、またはそれに伴う瞬きに重要である可能性があります。[ 15 ]
2005 年に南クイーンズランド大学航空・物流学部の研究者らが行った研究では、予期せぬ重大な出来事後の航空機パイロットのパフォーマンスを調査した。最近の航空機事故を分析した結果、著者らは、驚愕反応の悪影響がこれらの事故の原因または一因となっていることを特定した。著者らは、特に生命を脅かす脅威から生じる恐怖[ 16 ] [ 17 ] が驚愕効果を引き起こし、パイロットのパフォーマンスに深刻な悪影響を及ぼしたと主張した。この研究では、パイロットを予期せぬ重大な出来事により頻繁にさらすことで、反応を改善できるようにするなど、これに対処するための訓練戦略を検討した[ 18 ] 。