Flugtrefleks: Definition, eksempler og neurobiologi hos dyr og mennesker

Mange dyr har en eller flere særlige flugtreflekser, der udløses af pludselige, truende stimuli. Disse hurtige, stereotype reaktioner bruger særlige nervestrukturer og genveje i nervesystemet for at minimere reaktionstiden og få dyret hurtigt ud af problemer.

Definition og kendetegn

Meget kort latenstid: typisk få til få ti millisekunder fra stimulus til bevægelse.
Enkle kredsløb: store sensoriske og motoriske neuroner, ofte med elektriske synapser (gap-junctions), der leder signaler ekstremt hurtigt.
Ballistiske bevægelser: den første respons er grov og kraftig (fx et haleblik eller et C-sving), og finjustering kan komme bagefter.
Stereotype men modulérbare: responsen kan hæmmes eller forstærkes af højere hjernecentre afhængigt af kontekst (fodring, social adfærd, habituering).
Sensorisk udløsning: ofte af pludselige berørings-, vibrations-, akustiske eller visuelle “looming”-signaler.

Neurobiologi i korte træk

Flugtreflekser starter med specialiserede sanseceller, der projicerer til kæmpestore interneuroner og motorneuroner via elektriske og/eller kemiske synapser. Elektriske synapser overfører strøm direkte mellem neuroner og omgår langsom synaptisk transmission, hvilket sparer dyrebare millisekunder. Det motoriske output er et kraftigt, koordineret aktiveringsmønster af muskler, der hurtigt flytter kroppen væk fra truslen. Kredsløbene er bygget efter et “feed-forward”-princip med få synapser, hvilket øger hastighed på bekostning af fleksibilitet og præcision.

Eksempler:

Krebse: Halehårene på krebsens halefjer er forbundet med en refleksbue. Kæmpe sensoriske og motoriske nerver er forbundet med elektriske synapser. Dette får halen til at svinge og skubber krebsen væk fra stimulus. Neuronerne omgår det primære neurale system, der styrer bevægelsen, og forkorter dermed reaktionstiden. Den laterale kæmpeforbindelse til de motoriske kæmpestore hurtige bøjningsneuroner var det første kendte eksempel på en elektrisk synapse. Krebsens haleflip involverer telson og uropoder og kan udløses via både laterale og mediale kæmpeinterneuroner, som bestemmer retningen af flugten. Responsen kan opstå inden for ca. 5–10 ms og er kraftig nok til øjeblikkeligt at løsrive dyret fra rovdyr. Over tid kan gentagne, ufarlige stimuli føre til habituering, og højere centre kan aktivt undertrykke responsen under fx fødesøgning.
Blæksprutte: Blækspruttens kæmpeaxon er det meget store (op til 1 mm i diameter; typisk omkring 0,5 mm) axon, der styrer en del af vandstrålefremdriftssystemet hos blæksprutter. Det blev første gang beskrevet af L.W. Williams i 1909, men denne opdagelse blev glemt, indtil den engelske zoolog J.Z. Young påviste axonets funktion i 1930'erne. Blæksprutter bruger dette system til at foretage korte, men meget hurtige bevægelser gennem vandet. Den store diameter reducerer den indre modstand og giver høj ledningshastighed, så motoriske impulser kan rekruttere mantlens muskulatur næsten simultant. Det skaber en eksplosiv jet, der kaster dyret væk fra truslen. Kæmpeaxonet blev et klassisk modelsystem i neurofysiologi og har været centralt for vores forståelse af nervecellers aktionspotentialer.
De fleste fisk har et særligt reaktionssystem, der er kendt som "C-start". Det udføres af Mauthner-cellerne. De er et par store neuroner (en for hver kropshalvdel) i rhombomere 4 i baghjernen hos fisk og padder. Cellerne er også bemærkelsesværdige på grund af deres usædvanlige brug af både kemiske og elektriske synapser. C-starten foregår i to faser: 1) et ultrahurtigt ensidigt muskelryk, der krummer kroppen til et “C” væk fra stimulus, og 2) en kraftig propelbevægelse, der accelererer fisken. Mauthner-cellerne modtager input fra høre-, ligevægts- og sidelinjesystemer og krydser til den modsatte side, så sammentrækningen bliver ensidig. Latenstider på 5–20 ms er typiske, og responsen kan finjusteres eller undertrykkes af højere centre afhængigt af konteksten.
Mennesker: Vi har nogle flugtreflekser (ikke kun refleksbuer). Vi har en hoveddukkerefleks og en hurtig tilbagetrækning af hånden, hvis vi rører ved et smertefuldt objekt. Disse reflekser er underbevidste: den bevidste hjerne kender dem først bagefter. Den nociceptive fleksionsrefleks i armen er en polysynaptisk rygmarvsrefleks, der bøjer leddene og fjerner huden fra smertestimulus længe før bevidst erkendelse. Den akustiske skræk-/startlerefleks omfatter blink, nakkefleksion og kort muskelaktivering i kroppen. Hos spædbørn ses en udtalt Moro-refleks. Højere hjernestrukturer kan modulere disse reaktioner, fx dæmpe dem i sikre omgivelser eller forstærke dem under stress.

Flugtrefleks, refleksbue og “kamp-eller-flugt”

Refleksbue: det basale kredsløb fra receptor til effektor (ofte i rygmarv eller hjernestamme).
Flugtrefleks: en specialiseret, ekstremt hurtig refleks, typisk med kæmpefibre og/eller elektriske synapser, designet til øjeblikkelig undvigelse.
Kamp-eller-flugt-respons: en langsommere, systemisk, hormonelt og sympatisk drevet tilstand (fx adrenalin, øget puls), der forbereder kroppen på vedvarende handling. Den kan følge efter den første flugtrefleks og påvirke efterfølgende beslutninger og bevægelser.

Tilpasning, læring og omkostninger

Habituering: gentagne ufarlige stimuli kan reducere responsen for at undgå unødvendige “falske alarmer”.
Sensitisering: nylig fare kan sænke tærsklen og gøre flugtrefleksen lettere at udløse.
Økologiske kompromiser: høj følsomhed øger overlevelse, men koster energi og kan afbryde fødesøgning eller social adfærd.
Nedadgående kontrol: hjernecentre kan midlertidigt hæmme flugtreflekser, fx når et dyr jager bytte eller vogter yngel.

Betydning for forskning og medicin

Kæmpefibre hos krebsdyr og blæksprutter har været centrale for at afdække, hvordan aktionspotentialer opstår og spreder sig i nerveceller.
Startle- og tilbagetrækningsreflekser hos mennesker bruges klinisk og i forskning til at vurdere rygmarvsfunktion, sensorimotorisk integration og tilstande som forhøjet vagtsomhed eller startle-syndromer.

Flugtreflekser har stor overlevelsesværdi, fordi de giver et øjeblikkeligt, robust motorisk svar, der kan være forskellen mellem liv og død, før bevidst perception og planlægning når at komme i gang.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er flugtreflekser?

A: Flugtreflekser er særlige nervestrukturer, som dyr bruger til hurtigt at komme ud af problemer. De omgår det primære nervesystem, der styrer bevægelsen, hvilket giver mulighed for en hurtigere reaktionstid.

Spørgsmål: Hvad er et eksempel på en flugtrefleks hos flodkrebs?

A: Hos flodkrebs er sansehårene på halefinnen forbundet med en refleksbue og gigantiske sensoriske og motoriske nerver med elektriske synapser. Herved svinger halen og skyder krebsene væk fra enhver stimulus.

Spørgsmål: Hvordan bruger blæksprutter deres flugtrefleks?

Svar: Blæksprutter bruger deres flugtrefleks ved hjælp af et meget stort axon (op til 1 mm i diameter), som styrer en del af deres vandstrålefremdriftssystem. Det giver dem mulighed for at foretage korte, men meget hurtige bevægelser gennem vandet.

Spørgsmål: Hvad er C-start?

Svar: C-start er et særligt reaktionssystem, der findes hos de fleste fisk, og som udføres af Mauthner-celler, som er par store neuroner, der er placeret i rhombomere 4 i baghjernen hos fisk og padder. Disse celler har også usædvanlige anvendelser for både kemiske og elektriske synapser.

Spørgsmål: Har mennesker nogen flugtreflekser?

Svar: Ja, mennesker har nogle flugtreflekser som f.eks. at dukke hovedet eller hurtigt trække hånden tilbage, hvis vi rører ved noget smertefuldt. Disse reaktioner er ubevidste, så vores bevidste hjerne kender dem først bagefter.

Spørgsmål: Hvorfor har dyr brug for flugtreflekser?

A: Dyr har brug for flugtreflekser, fordi de har stor overlevelsesværdi; de hjælper dyrene til hurtigt at komme ud af farlige situationer, før det er for sent.