Vielleicht kennst Du die folgende Situation: Du hast es eilig und läufst die Treppen runter, bist in Gedanken bei Deinem nächsten Termin, übersiehst in der Hast die letzte Stufe und wärst beinahe gestürzt - aber nur beinahe!
Noch bevor Du die übersehene Stufe bewusst wahrnimmst, bemerkst Du ein Stolpern, das Dich vor dem Sturz schützt.
Diese automatische Reaktion deines Körpers hast Du einem angeborenen Reflex zu verdanken: in diesem Fall dem Kniesehnenreflex.
Reflexe sind blitzschnelle Reaktionen unseres Körpers, die wir nicht steuern können und die damit unwillkürlich ablaufen. Sie werden ausgelöst von einem Reiz aus der Umwelt, wobei auf einen bestimmten Reiz unter ähnlichen Bedingungen immer die gleiche Reaktion folgt.
Unbedingte Reflexe
Wenn von Reflexen die Rede ist, sind meist so genannte unbedingte Reflexe gemeint. Diese sind angeboren und haben häufig eine Schutzfunktion für den Körper.
Zum Beispiel schützt Dich der Lidschlussreflex, wenn ein Insekt auf Dein Auge zufliegt. Als Reaktion schließt Du unwillkürlich die Lider.
Von unbedingten Reflexen zu unterscheiden sind bedingte Reflexe. Das sind solche, die wir im Laufe unseres Lebens erlernen.
Frühkindliche Reflexe
Angeborene Reflexe spielen ab der Geburt eine wichtige Rolle. Eine Unterkategorie von unbedingten Reflexen bilden die so genannten frühkindlichen Reflexe. Diese treten bei Säuglingen in bestimmten Lebenswochen und -monaten auf und verschwinden im Laufe der Entwicklung wieder. Nicht selten sind die Reaktionen frühkindlicher Reflexe von essenzieller Wichtigkeit für das Überleben oder die Entwicklung von Neugeborenen.
Ein Beispiel für einen frühkindlichen Reflex ist der Saugreflex: Als Reaktion auf eine Berührung der Lippen, spitzen Neugeborene diese und beginnen zu saugen. Dieser Reflex sorgt dafür, dass Babys Nahrung von der Brust der Mutter aufnehmen können.
Babinski-Reflex
Der Babinski-Reflex, der eigentlich zu den frühkindlichen Reflexen zählt, wird manchmal auch bei Erwachsenen beobachtet. Ein Bestreichen des äußerem Fußrandes löst die folgende Reaktion aus: Der große Zeh wird unwillkürlich angehoben und die übrigen Zehen werden gespreizt.
Im ersten Lebensjahr ist der Babinski-Reflex notwendig, um zum Beispiel Laufen zu lernen. Bei gesunden Erwachsenen sollte dieser Reflex jedoch verschwunden sein und der oben beschriebene Reiz am Fußrand sollte keine Reaktion mehr auslösen. Andernfalls ist der Reflex pathologisch und kann auf Erkrankungen des Nervensystems hinweisen.
Deshalb wird der Babinski-Reflex bei Verdacht im Rahmen von ärztlichen Untersuchungen getestet. Wie Du in folgender Abbildung 1 erkennen kannst, können Ärzt*innen zum Beispiel mit einem stumpfen Nagel am äußeren Rand der Fußsohle entlangfahren. Damit testen sie, ob die für den Babinski-Reflex typische Zehenbewegung auftritt.
Abbildung 1: Test des Babinski-Reflexes Quelle: wikimedia.org
Reflexbogen
Wie bereits erwähnt, laufen Reflexe blitzschnell und ohne unser bewusstes Zutun ab. Deshalb ist es umso spannender zu verstehen, welche Prozesse dabei auf körperlicher Ebene beteiligt sind. Den so genannten Reflexbogen, der dafür von zentraler Bedeutung ist, kannst Du Dir an folgendem Beispiel vorstellen: Du berührst versehentlich eine heiße Herdplatte und ziehst als Reaktion augenblicklich deine Hand weg.
Abbildung 2: ReflexbogenBeim Reflexbogen trifft zunächst ein Reiz (hier: die heiße Herdplatte) auf einen Rezeptor (zum Beispiel die Sinneszellen auf der Haut). Je nach Reizstärke werden im Rezeptor eine Reihe von Aktionspotenzialen ausgelöst, wodurch der Reiz in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
Dieses Signal wird anschließend vom Rezeptor über sensorische Nervenfasern an das Rückenmark weitergeleitet.
Im Rückenmark, unserem Reflexzentrum, wird die Erregung von den sensorischen auf motorische Nervenfasern umgeschaltet.
Die motorischen Nervenfasern transportieren den Reiz weiter zum Erfolgsorgan (dem Effektor) - in unserem Beispiel die Armmuskeln.
Am Effektor findet dann die Reaktion statt: Die Hand wird weggezogen.
Sensorische (oder afferente) Nervenfasern: Leiten Signale von den Sinneszellen hin zum zentralen Nervensystem (Hirn und Rückenmark).
Motorische (oder efferente) Nervenfasern: Leiten Signale vom zentralen Nervensystem weg zu den Erfolgsorganen (Muskeln).
Vielleicht ist Dir aufgefallen, dass beim oben beschriebenen Beispiel für einen Reflexbogen, das Gehirn nicht beteiligt ist. Die Nervenzellen vieler Reflexbögen liegen im Rückenmark, wodurch das Gehirn von der Steuerung stereotyper Bewegungen entlastet wird. Zudem können die Schaltwege bei Reflexen ohne den Umweg ins Gehirn möglichst kurz gehalten werden. Das ermöglicht, beispielsweise in Gefahrensituationen, eine blitzschnelle Reaktion.
Beachte: Die Reiz-Reaktions-Verknüpfung, die schematisch immer gleich abläuft, ist der Reflex. Die neuronale Verschaltung zwischen Rezeptor und Effektor, die dieser Reaktion physiologisch zugrunde liegt, ist der Reflexbogen.
Je nachdem wie der Reflexbogen aufgebaut ist, kann man zwischen verschiedenen Reflexarten unterscheiden: Einerseits zwischen monosynaptischen und polysynaptischen Reflexen und andererseits zwischen Eigen- und Fremdreflexen.
Monosynaptische Reflexe
Bei monosynaptischen Reflexen erfolgt die Umschaltung von afferenten auf efferente Nervenbahnen in einer einzelnen Synapse im vorderen Teil des Rückenmarks (dem Vorderhorn). Damit sind sie auch die am schnellsten ablaufenden Reflexe.
Polysynaptische Reflexe
Erfolgt die Umschaltung über ein oder mehrere Interneurone, spricht man von polysynaptischen Reflexen. Interneurone sind Nervenzellen des zentralen Nervensystems, die zwei andere Neurone (genauer: afferente und efferente Nervenzellen) miteinander verschalten. Man bezeichnet sie deshalb auch als Schalt- oder Zwischenneurone.
Abbildung 3: Interneuron Quelle: medizin-kompakt.de
Eigenreflexe
Wie im Reflexbogen beschrieben, wird der der Reiz aus der Umwelt zunächst vom Rezeptor aufgenommen. Die letztendliche Reaktion findet am Effektor statt. Liegen Rezeptor und Effektor im selben Organ, spricht man von Eigenreflexen. Die meisten Eigenreflexe sind monosynaptisch. Der eingangs beschriebene Kniesehnenreflex, der Dich vor dem Fallen schützt, ist ein solcher monosynaptischer Eigenreflex.
Vielleicht kennst Du den Kniesehnenreflex auch schon von Besuchen beim Arzt oder bei der Ärztin: Er lässt sich ganz einfach durch einen Reiz (meist einen leichten Schlag auf die Kniescheibensehne) auslösen. Als Reaktion schnellt bei gesunden Menschen der Unterschenkel vor. Dieser Vorgang lässt sich folgendermaßen erklären:
- Durch einen äußeren Reiz (hier der Schlag) werden die Muskelspindeln im Streckmuskel des Oberschenkels gedehnt. Diese Muskelspindeln sind in diesem Beispiel die Rezeptoren. Du kannst sie Dir vorstellen wie kleine Dehnungs-Sinnesorgane. Sie messen, wie stark der Muskel kontrahiert (zusammengezogen) ist.
- Das Dehnungssignal wird von diesen Rezeptoren über die Axone afferenter Neurone ins Rückenmark weitergeleitet.
- Über eine Synapse im Vorderhorn wird der Reiz an ein motorisches Neuron umgeschaltet. Für diese Umschaltung ist kein Interneuron notwendig. Demnach erfolgt die Umschaltung monosynaptisch.
- Die efferente Nervenzelle gibt das Signal schließlich an den Oberschenkelstreckmuskel weiter, der als Reaktion kontrahiert. Damit wirkt er der übermäßigen Dehnung durch den Schlag entgegen.
- Infolge dieser Kontraktion schnellt der Unterschenkel nach vorne.
In diesem Beispiel liegen der Rezeptor (die Muskelspindeln) und der Effektor (der Streckmuskel des Oberschenkels) also am selben Ort. Deshalb handelt es sich beim Kniesehnenreflex um einen Eigenreflex.
Bei diesem Reflex wird das Dehnungssignal der Muskelspindeln aber nicht nur an das motorische Neuron übertragen, das die Reaktion im Effektor auslöst. Das Signal wird zusätzlich auch an das Gehirn weitergeleitet, wo es in der Regel erst kurze Zeit später ankommt. Deshalb hat ein Reflex häufig schon eine unwillkürliche Reaktion ausgelöst, bevor der Reiz bewusst registriert wird.
Wenn Du stolperst, ist das der Moment, in dem Du Dir möglicherweise denkst: Gerade noch einmal gut gegangen.
Fremdreflexe
Anders als bei Eigenreflexen, liegen bei Fremdreflexen der Ort der Reizaufnahme und der Reaktion in unterschiedlichen Organen. Fremdreflexe sind immer polysynaptisch verschaltet. Das im Rahmen des Reflexbogens beschriebene Beispiel des Rückziehreflexes ist ein solcher Fremdreflex: Beim Berühren der Herdplatte kontrahieren die Armmuskeln, wodurch die Hand weggezogen werden kann.
Die Reaktionen auf Reize sind bei Fremdreflexen etwas variabler. Wenn Du zum Beispiel auf einen spitzen Gegenstand trittst oder Dir den Finger verbrennst, gibt es zwei Möglichkeiten zu reagieren: Du kannst die Hand entweder zurückziehen oder Du kannst beiseite springen. Je nach Situation wird bei Fremdreflexen im Rückenmark gewissermaßen zwischen Zurückziehen oder Zurückspringen entschieden.
Weitere Beispiele für Fremdreflexe sind der bereits erwähnte Lidschlussreflex, der Niesreflex und der Hustenreflex. Die beiden letzteren helfen Dir dabei, Fremdkörper aus Deinen Atemwegen zu transportieren.
Bedingte Reflexe
Anders als unbedingte Reflexe, sind bedingte Reflexe nicht angeboren, sondern werden im Laufe des Lebens erlernt. Dieses Erlernen von bedingten Reflexen geschieht durch das Prinzip der klassischen Konditionierung.
Zur Erläuterung dieses Prinzips kann es hilfreich sein, zunächst noch einmal den Vorgang bei einem unbedingten Reflex zu betrachten: Wie oben beschrieben, folgt bei einem unbedingten Reflex auf einen (unbedingten) Reiz eine (unbedingte) Reaktion.
unbedingter Reiz unbedingte Reaktion
Für das Erlernen eines bedingten Reflexes wird ein neutraler Reiz, der zunächst keine Reflexhandlung auslöst unmittelbar vor dem unbedingten Reiz dargeboten. Auf diese Weise wird der neutrale mit dem unbedingten Reiz verknüpft.
neutraler Reiz unbedingter Reiz unbedingte Reaktion
Nach mehrmaliger Wiederholung dieses Vorgangs löst schon die Darbietung des neutralen Reizes allein die Reflexreaktion aus - ohne dass der unbedingte Reiz vorausgehen muss. Auf diese Weise wird ein bedingter Reflex erlernt. Dann wird auch nicht mehr von einem neutralen Reiz gesprochen, sondern von einem bedingten Reiz. Denn dieser Reiz löst jetzt auch eine Reflexreaktion aus - die bedingte Reaktion.
bedingter Reiz bedingte Reaktion
Ein Luftstoß ist ein unbedingter Reiz, der automatisch das Schließen der Augenlider als unbedingte Reaktion zur Folge hat.
Luftstoß Lidschlussreaktion
Ein bedingter Reflex kann folgendermaßen erlernt werden: Ein neutraler Reiz, zum Beispiel ein Glockenton, wird unmittelbar vor dem Luftstoß dargeboten. Auf den Luftstoß folgt wie gewohnt automatisch das Schließen der Augenlider.
Glockenton Luftstoß Lidschlussreaktion
Wird dieser Vorgang mehrmals wiederholt, wird der Glockenton mit dem Luftstoß vernüpft. Infolgedessen wird die Lidschlussreaktion irgendwann auf den Glockenton allein ausgelöst.
Glockenton Lidschlussreaktion
Der ursprünglich neutrale Glockenton wird in diesem Beispiel zum bedingten Reiz und die vom Glockenton ausgelöste Lidschlussreaktion wird zur bedingten Reaktion.
Bedingte Reflexe werden wieder verlernt bzw. gelöscht, wenn kein erneutes Koppeln mit dem unbedingten Reiz stattfindet. Diese Löschung nennt sich Extinktion.
Wenn Du noch mehr zur klassischen Konditionierung lernen möchtest, wirf gerne einen Blick in den Artikel dazu!
Reflexe – Das Wichtigste
- Reflexe sind Reiz-Reaktions-Verknüpfungen, die schnell und unwillkürlich ablaufen und häufig eine Schutzfunktion für den Körper haben.
- Unbedingte Reflexe sind angeboren, wohingegen bedingte Reflexe erlernt werden.
- Die neuronale Verschaltung zwischen den reizaufnehmenden Rezeptoren und dem Organ, das die Reaktion ausübt (Effektor), nennt sich Reflexbogen.
- Beim Reflexbogen wird das Signal von den Sinnesrezeptoren über afferente Nervenbahnen zum Rückenmark geleitet, wo es auf efferente Nervenbahnen umgeschaltet und durch diese zum Effektor geleitet wird.
- Bei monosynaptischen Reflexen erfolgt die Umschaltung über eine einzelne Synapse, bei polysynaptischen Reflexen über ein oder mehrere Interneurone. Bei Eigenreflexen liegen Rezeptor und Effektor im selben Organ, bei Fremdreflexen in verschiedenen Organen.
- Bedingte Reflexe werden über die klassische Konditionierung durch Kopplung eines neutralen Reizes an einen unbedingten Reiz erworben.
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