सभी UMN, CNS के higher centres से आरंभ होकर spinal cord के motor neurons को प्रभावित करते हैं। जरा सोचो, इनमें basal ganglia एवं cerebellum का योगदान कहां है?
वास्तव में basal ganglia एवं cerebellum दोनों को fibres, spinal cord motor neurons तक न जाकर, cerebral cortex को ही प्रभावित करते हैं,
जो बाद में motor neurons को प्रभावित करता है। Cerebral cortex के विभिन्न भागों से आरंभ होने वाले motor signals, cortex spinal tract में प्रवाहित होने के पूर्व ही basal ganglia एवं cerebellum तक पहुंच जाते हैं। इन दोनों स्थानों पर इन motor signals के execution की रुपरेखा बनायी जाती है कि किस प्रकार से किन-किन muscles को, किस-किस क्रम में तथा कितनी तीव्रता से contract कराया जायेगा। यह पूरा इन दोनों स्थानों से final program thalamus के ventrolateral एवं ventro anterior nuclei से होते हुए motor एवं pre motor cortex तक भेज दिया जाता है, जिसके अनुसार motor cortex, LMN को आदेश देता है। क्या यह सब हमारी संसद की भांति ही नही हुआ जहां समस्त कानूनों को बनाने की सीधी जिम्मेदारी तो लोकसभा की है, परन्तु उसका हर कानून पहले राज्यसभा एवं राष्ट्रपति भवन तक जाता है, जहां पर उसका संशोधन होकर जब अनुमति मिलती है तभी लोकसभा द्वारा उसका कार्यान्वयन कराया जाता है। राज्यसभा एवं राष्ट्रपति भवन की ही भांति basal ganglia एवं cerebellum स्वयं ही सीधे-सीधे कार्य नही करते वरन् motor cortex के कार्यों को संशोधित करते हैं तथा निर्देश देते हैं।
Para-pyramidal system
Red nucleus में आरंभ होने वाले rubro-spinal fibres एवं reticular formation से आरंभ होने वाले reticulo-spinal fibres भी cortico-spinal fibres (pyramidal tract) के साथ ही साथ motor activities को प्रभावित करने हेतु spinal cord तक जाते हैं। इन fibres के pyramidal tract के parallel चलने के कारण ही इन्हें para-pyramidal fibres भी कहते हैं।

Pre pyramidal system
Pyramidal system (cortico-spinal tract) का मुख्य आरम्भिक केन्द्र तो primary motor cortex ही है, परन्तु इस के आसपास स्थित cerebral cortex के अन्य भाग, जैसे pre premotor cortex एवं supplementary motor cortex भी primary motor cortex की गतिविधियों को प्रभावित करते हैं। क्योंकि cerebral cortex के यह दोनों केन्द्र, मुख्यतः primary motor cortex से आंभव होने वाले pyramidal tract को tract fibres के आरंभ होने के पूर्व ही प्रभावित करते हैं। इसीलिये इन को pre-pyramidal system भी कहते हैं।

Pyramidal system (cortico-spinal fibres) needs support of extra-pyramidal and para-pyramidal systems
जरा सोचो, जब तुम अपनी मुठ्ठी कर कर भींचते हो तब क्या fingeres एवं thumb के flexors का ही contraction होता है?
आओ इस movement की विवेचना करें। यह सत्य है कि इस प्रक्रिया में fingers एवं thumb के flexors prime movers हैं तथा इस prime movement कराने वाली muscles को हम agonists कहते हैं, परन्तु इस कार्य में इनके अतिरिक्त भी हमें कई अन्य गतिविधियों की अावश्यकता भी पड़ती है। Prime movement को oppose करने वाली muscles antagonists कहलाती हैं। इनको relax किये बिना flexor agonists का कार्य पूर्ण न हो सकेगा। अतः flexors के contraction के साथ-साथ एक तंत्र fingers एवं thumb के extensors को relax कराने के लिये भी होना चाहिये। Fingers एवं thumb के flexion के समय यह flexors साथ ही साथ wrist joint पर भी flexions भी करा सकते हैं। अतः अवश्यक है कि wrist के extensors contract कर के wrist को flexion रोक सके, जिससे बंद मुठ्ठी सीधी रहे व wrist पर मुड़े नहीं। जो muscles agonists को effective movement में सहायक होती हैं, उन्हें synergists कहते हैं। अतः किसी तंत्र द्वारा इन synergists को उत्तेजित किया जाना भी आवश्यक होता है।
यदि तुम स्वयं अपनी मुठ्ठी भींच कर रखो तब यह अनुभव करोगे कि वास्तव में पूरा हाथ ही एक कसाव की मुद्रा में आ जाता है। अर्थात केवल मुठ्ठी को कस कर भींचने में हुए पूरे हाथ को एक स्थिति में फिक्स करने की आवश्यकता भी पड़ेगी। इन fixators के लिये भी एक सहायक तंत्र आवश्यक होगा। इस प्रकार से तुम समझ सकते हो कि किसी कार्य को करने में केवल agonistic muscles के contraction से ही काम न चलेगा antagonists का relaxation एवं synergists तथा fixators का contraction भी साथ-साथ कराना होगा। किसी एक प्रकार के muscles movement के समय, अनेकों सहायक movements संभालना ही इन extrapyramidal एवं para pyramidal system की जिम्मेदारी है। कोई motor movement जितना fine होगा, इस precise coordination की उतनी अधिक आवश्यकता होगी ।
Spinal cord के प्रत्येक segment के हजारों anterior horn cells से हजारों motor neurons, एक ventral root के रुप में बन कर बाहर निकलते हैं। यह spinal roots सीधे ही muscle तक नही पहुंच जाती। वास्तव में अनेकों आसपास की spinal roots मिलकर एक nerve plexus बनाती हैं, जैसे brachial plexus (C5-8,T1) एवं lumbro sacral plexus (L1-5,S1)। यह plexus दोबारा अनेक भागों में विभाजित होकर एवं पुनः मिलकर nerves बनाते है, जो muscles तक पहुंचती है। जरा बताना तो सही कि यदि तुम अपनी brachialis muscle को contract कराना चाहते हो तब तुम्हे motor cortex का कौन सा भाग उत्तेजित होकर इस muscle तक signals भेजेगा? यदि इसके लिये तुम cortical homunculus में arm वाला भाग सोच रहे हो तब शायद यह ठीक नही होगा। वास्तव में cerebral cortex में किसी एक muscle के contraction के लिये कोई अलग भाग प्रस्तावित नही होता वरन् शरीर के किसी भाग के द्वारा हो रही एक सम्पूर्ण क्रिया किसी एक भाग द्वारा संचालित होती है। अतः motor cortex यह निर्देशित करेगा कि elbow front का flexion कराना है तथा इसके लिये जिन-जिन agonistic muscles का contraction अथवा antagonistic muscles का relaxation होना होगा उन सबका निर्देश एक cortico-spinal tract के माध्यम से एक साथ spinal cord तक भेजा जायेगा। Corticospinal tract द्वारा पाये गये इन signals के अनुसार agonistic muscles का contraction एवं antagonistic muscles का reciprocal controbution का coordination spinal cord के internuncial neurons द्वारा संपादित होता है। Muscle spindle द्वारा लायी जा रही proprioceptive information तथा visual एवं vestibular apparatus द्वारा vestibulo-spinal tract से लाये गये postural balance के inputs के आधार पर synergists एवं fixators द्वारा शरीर एवं हाथों के उपयुक्त posture का निर्धारण होता है। इस प्रकार brain एवं spinal cord किसी एक muscle का contraction न कराकर एक संपूर्ण muscle movement को मिलकर सम्पन्न कराते हैं।
उपरोक्त वर्णन के अनुसार अब यह बताने का प्रयास करो कि जब तुम खड़े हो तथा तुम्हारी back एवं lower limbs के extensors active हैं, उस समय उनके contraction की प्रक्रिया क्या होगी? अरे, क्या तुम पुनः motor cortex एवं cortcospinal tract से आरंभ कर रहे हो? ठहरो यह सही नहीं है। जब तुम खड़े हो तब तुम्हारे इस posture को maintain करने के लिये neck, trunk एवं proximal limb muscles extensors, contracted अवस्था में बने रहते हैं। Posture बनाये रखने वाली यह activity voluntary न होकर involuntary रुप में subconscious स्तर पर automatically होती रहती है, जिसके लिये motor cortex को लगातार command देने की आवश्यकता नही होती। Posture maintain करने हेतु axial एवं proximal limb muscles का यह contraction, brain stem के स्तर पर ही संचालित हो जाता है।
Lateral vestibular nucleus से निकलने वाले lateral vestibulospinal fibres, trunk एवं proximal limb muscles (upper एवं lower limbs दोनों) के extensors के contraction एवं इन्हीं अंगों के flexors के relaxation में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। Head एवं neck का उचित posture बनाये रखने के लिये neck एवं paraspinal muscles के extensors का contration एवं इनके flexors का relaxation, medial vestibular nucleus से निकलने वाले medial vestibulo-spinal fibres द्वारा किया जाता है। Distal limb के extensors के contraction एवं इनके flexors के relaxation की जिम्मेदारी reticulo-spinal एवं rubro-spinal tracts की होती है।
यहां यह जान लेना आवश्यक है कि उपरोक्त सभी tracts cerebral cortex से भी निर्देशन प्राप्त करते रहते हैं। जहां इन extensors के द्वारा voluntary movement संपन्न कराना हो, वह कार्य motor cortex की प्रेरणानुसार होगा, जबकि अधिकांश समय जब वह posture बनाये रखने के लिये involuntary तथा automatic तौर पर करना हो, तब वह उपरोक्त tracts के brainstem में स्थित muscle के स्तर पर ही सम्पन्न होता रहेगा।

Regulation of chief movements of the body
Voluntary contractions of flexors or antigravity muscles of trunk and limbs (and relaxation of corresponding extensors) – cortico spinal tract Involuntary contraction of extensors or postural muscles of trunk and proximal limbs (and relaxation of corresponding flexors) – lateral vestibulo spianl tract Involuntary contraction of extensors of distal limb muscles (and relaxation of corresponding flexors)- reticulo spinal tracts.
Voluntary contraction of extensors of neck trunk or proximal and distal limbs (and relaxation of corresponding flexors) - cortico
spinal tract
Voluntaqry contraction of extensors of distal limb muscles is facilitated by rubro-spinal tract.
साथ ही यह भी ध्यान रहे कि voluntary movements के समय तो agonist muscle के contraction के लिये antagonistic muscle का relaxation आवश्यक है परन्तु posture maintain रखने वाली इन क्रियाओं में flexors एवं extensors दोनों muscle group एक साथ contracted अवस्था में रहते हैं। इनके लिये agonist muscle के contraction के साथ antagonist muscle के reciprocal inhibition की आवश्यकता नहीं होती।
इस प्रकार तुम जो कार्य voluntarily करना चाह रहे हो वह तो pyramidal system या cortico spinal tract द्वारा संचालित होगा, परन्तु इन कार्यों को करते समय शरीर को involuntaily जिन supports की आवश्यकता होती है (जैसे appropriate posture) वह उसे extra pyramidal system द्वारा उपलब्ध कराया जाता है। कार्य को कुशलता पूर्वक संचालन करने के लिये अपेक्षित सहयोग (जैसे appropriate timing, force, duration magnitude of force, and distance) इसे cerebellum द्वारा उपलब्ध कराया जाता है। Extra pyramidal system एवं cerebellum द्वारा दिया गया यह सहयोग हमारी इच्छा के अधीन तो नही होता अर्थात हम इसे चाह कर भी परिवर्तित नही कर सकते (involuntary एवं automatic), परन्तु इनके बिना voluntary pyramidal system का कुशलतापूर्वक कार्य किया जा पाना भी संभव नही होगा।
जरा सोचो, यदि उपरोक्त वर्णित इन तीनों systems में से कोई एक उचित प्रकार से कार्य न करे तब व्यक्ति को किस प्रकार की कमी का अनुभव होगा? आओ इनको क्रम से समझते हैं।
Cortico-spinal tract dysfunction से voluntary movements को कर पाना ही संभव नही होता जिसे weakness of muscle contraction (paresis) अथवा inability to move muscle (paralysis) कहते हैं।
Cerebellar dysfunction से voluntary movements तो हो सकेंगे परन्तु उनके मध्य coordination का अभाव होगा, जो ataxia कहलाता है।
Basal ganglia dysfunctions दो प्रकार के हो सकते हैं। दोनों में voluntary movement कर पाना तो संभव होगा परन्तु वह movements आवश्यकता से कम होंगे अथवा बिना चाहे ही होने लगेंगे। (involuntary movements) ऐसे संभावना बढ़ जायेगी।
i) Hypokinetic syndrome – जिसमें नाम के अनुसार voluntary movements कम होते जाते हैं।
ii) Hyperkinetic syndrome – जिसमें voluntary movements के अतिरिक्त अनेकों involuntary movements भी होने लगते हैं।
Cerebral cortex, basal ganglia एवं cerebellar disorder में movement disorders के अतिरिक्त muscle tone सम्बन्धित गड़बड़ियाँ भी मिलती हैं।
Cortico spinal tract lesions में muscle tone बढ़ जाती है, जिसे hypertonia कहते हैं। प्रभावित हाथ अथवा पैर को passively move कराने पर spasticity महसूस की जा सकती है। Basal ganglia lesion में मिलने वाली hypertonia, rigidity कहलाती है। Spasticity एवं rigidity में अंतर हम आगे पढ़ेंगे।
Cerebellar lesions में muscle tone वास्तव में कम हो जाती है जिसे hypotonia कहते हैं। Hypotonia, LMN lesions का भी लक्षण होता है।
शायद अब तक तुम यह समझ चुके होंगे कि cerebral cortex किसी motor signal को spinal cord तक भेजने के पूर्व ही उसकी परख basal ganglia एवं cerebellum द्वारा करवा लेता है। तो अब क्या यह मान लेना चाहिये कि इसके बाद motor activity होने के समय basal ganglia एवं cerebellum की कोई आवश्यकता नही होगी?
वास्तव में cerebellum के 3 functional parts होते हैं। Lateral अथवा neocerebellum (या cerebro-cerebellum) तो cerebral cortex के साथ cortico-ponto-cerebellar tract के द्वारा बड़ी मजबूती से जुड़ा रहता है तथा उसे motor activity के पूर्व ही उसकी planning में मदद करता है। इसके विपरीत intermediate cerebellum (spino-cerebellum) spino-cerebellar fibres द्वारा spinal cord में muscle एवं joints की position की पल-पल पर जानकारी एकत्रित करता रहता है। इस प्रकार intermediate cerebellum motor activity के execution के समय सक्रिय रहता है तथा पल प्रतिपल इसमें जिन सुधारों की आवश्यकता हो उन्हें करवाने का निर्देश cerebral cortex को देता रहता है।
Cerebral cortex के lesion में एक भिन्न ही प्रकार का voluntary movement disorder देखने को मिलता है, जिसमें वास्तव में तो कोई muscle weakness अथवा paralysis नही होगी, परन्तु पूर्व में सीखे गये acquired motor skills को कर पाना संभव नही होगा, जैसे कुर्ते के बटन बंद करना। इसे apraxia कहते हैं।
जरा सोचो, ये जो अनेक प्रकार के UMN, brain से spinal cord में आते हैं, क्या spinal cord में इनके arrangement का भी कोई नियम होगा?
याद करो, spinal cord के anterior horn में anterior horn cells किस क्रम में पायी जाती है? जो anterior horn cells, anterior horn के medial part में व्यवस्थित हैं वह limb की proximal अथवा axial muscles को supply करती है तथा जो cell’s lateral part में व्यवस्थित है वह limb की distal muscles को। अब तक तुम यह समझ चुके हो कि कुछ UMN fibres भी मुख्यतः axial muscles को control करते हैं एवम् अन्य limb की distal muscles को। व्यवहारिक दृष्टि से axial muscles को supply करने वाले UMN anterior horn के medial part के ही समीप होने चाहिये तथा distal limb muscles को supply करने वाले anterior horn के lateral part के समीप। अब इस सूत्र को लेकर निम्नांकित arrangement तुम स्वयं भी बना सकते हो। Spinal cord के के समीप white commissure, anterior medial fissure एवं anterior funiculus से गुजरने वाले tracts (जो मुख्यतः posture maintenance में मदद करते हैं)
1- Anterior (or ventral) cortocospinal tract
1- Medial reticulo spinal tract
2- Tectospinal tract medial and lateral
3- Vestibulo spinal trasct
Spinal cord के intermediate horn के समीप तथा lateral funiculus से गुजरने वाले tracts (जो मुख्यतः distal limb muscles को supply करते हैं)
1- Lateral cortico spinal tract
2- Rubro spinal tract
जरा सोचो, evolution के अनुसार इनमें से किन fibres को अधिक विकसित माना जायेगा? स्वाभाविक रुप से तुम यह सोच सकते हो कि posture एवं tone के नियंत्रण द्वारा anti gravity muscles के प्रयोग से सीधे खड़े रहने की आवश्यकता lower animals से भी काफी समय पूर्व ही विकसित हो चुकी होगी जबकि distal limb muscles द्वारा fine coordinate movements अपेक्षाकृत काफी बाद में विकसित हुए होंगे। इस प्रकार से lateral funiculus में स्थित lateral cortico spinal tract एवं rubro spinal tract evolution के क्रम में अधिक विकसित हुए।
जरा बताना तो सही कि ventral अथवा lateral, किस cortico spinal tract का lesion हमारे लिये अधिक कष्टकारी होगा?
उपरोक्त discussions में तुम यह समझ चुके होंगे कि भली भांति खड़े हो सकना एवं चल फिर पाना हाथों के fine skilled movements न कर पाने की अपेक्षा अधिक आवश्यक है। इसीलिये सुविधा एवं बिना किसी के सहयोग के जीवनयापन कर सकने की दृष्टि से तो ventral cortico spinal tract का intact रहना अधिक आवश्यक होगा, क्योंकि कौशल की दृष्टि से lateral cortico spinal tract का।

Spinal cord
क्या तुम बता सकते हो कि spinal cord के किसी segment में किन neurons की संख्या सर्वाधिक होती है, sensory neurons, motor neurons या कोई और?
ध्यान रहे, sensory एवं motor neurons आकार में काफी बड़े होते हैं एवं बड़े neurons की अधिक संख्या थोड़े स्थान में नही आ पायेंगे। दूसरा तथ्य, इन दोनों neurons का कार्य periphery से cod तक signals को लाना अथवा ले जाना होता है। इस कार्य के अतिरिक्त इन signals की processing एक अत्यन्त महत्वपूर्ण कार्य है। Neurons आकार में बहुत छोटे (motor neurons के लगभग आधे) होते हैं, जिससे spinal cord segment के gray matter में वह बड़ी संख्या में आ सकें। यह छोटे neurons, interneurons कहलाते हैं, जो motor neurons से 30 गुना तक अधिक संख्या में मिल सकते हैं। जिस प्रकार छोटे बच्चे बड़ों की अपेक्षा अधिक फुर्तीले होते हैं, उसी प्रकार यह inter neurons अत्याधिक excitable एवं यहां तक कि sponteneously activity (1500 बार प्रति सैकेंड तक) उत्पन्न करने वाले भी हो सकते हैं। यह inter neurons, sensory neurons, motor neurons एवं इनके CNS के higher centres से integration में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
यदि spinal cord के gray matter में छोटे interneurons की संख्या sensory एवं motor neurons से भी अत्यधिक होती है, तब इसी spinal cord के white matter में किस प्रकार के nerve fibres अधिक संख्या में होगें brain तक जाने वाले ascending fibres, brain से आने वाले descending fibres या कोई और?
यदि उपर्लिखित सिद्धान्त पर ही ध्यान दें तब हम यह पायेंगे कि large fibres, white matter में भी अधिक स्थान घेरेंगे। किसी spinal cord segment का brain के higher centres से integration के लिये तो इन larger fibres की आवश्यकता हो सकती है, परन्तु spinal cord के अगल बगल के segments को पारस्परिक integration के लिये छोटे बड़े neurons में चलाया जा सकता है। संख्या में ये छोटे neurons, large tract fibres की संख्या के बराबर तक हो सकते हैं। क्योंकि यह neurons, large tract fibres द्वारा लायी गयी limb एवं front position की जानकारी आसपास के spinal cord segments के बीच में साझा करते हैं। इसीलिये इन्हें proprio-spinal fibres भी कहते हैं। चलते समय दोनों पैरों के मध्य सामंजस्य बनये रखने में यह proprio-spinal fibres प्रमुख भूमिका निभाते हैं। कुछ spinal cord reflexes, जिनमें spinal cord के कई segments भाग लेते हैं, वह भी इन्हीं fibres द्वारा संचालित होते हैं।
तुम जानते हो कि muscle stretch reflex तो एक spinal cord के एक ही cord segment में संचालित हो जाता है। फिर यह reflex जिसमें spinal cord के कई segment भाग लेते हैं, किस प्रकार के होंगे?
ध्यान दो, जब तुम किसी muscle या उसके tendon पर strike करते हो, तब muscle spindle के stretching से उत्पन्न stretch signals जिस nerve से cord तक जाते हैं। उसी nerve से यह motor signals msucle तक वापिस भी आ जाते हैं। अतः stretch reflex एक ही myotome (spinal cord का वह segment जो किसी muscle की nerve supply दे) से या दूसरे शब्दों में एक ही spinal cord segment में operate करते हैं। इसके विपरीत, किसी cutaneous reflex में हम जिस dermatome (spinal cord का वह segment जिससे skin के किसी भाग के sensory afferents पहुँचते हैं) को stimulate करते हैं, वह उस myotome से सर्वथा भिन्न हो सकता है, जिस पर कोई क्रिया हो रही हो। उदाहरण के तौर पर plantar reflex देखते समय तुम plantar व ffoot के lateral border पर scratch करते हो, जिसके afferents spinal cord के S1 segment तक जाते हैं (अर्थात जिसका dermatome S1है)। इस क्रिया की प्रतिक्रिया सामान्यतः great toe एवं other toes के flexion के रुप में देखने को मिलती है। Toes के यह flexors, spinal cord के L5S1 segments द्वारा संचालित होते हैं (अर्थात जिनका myotome L5S1 है)। इस प्रकार यह एक cutaneous reflex है जिसमें L5 एवं S1 segments के मध्य coordination एवं integration की आवश्यकता पड़ेगी। यह आसपास के कई spinal cord segments को connect करने वाले proprio-spinal fibres द्वारा संपन्न होता है।
Cutaneous reflexes को cutaneo-muscular अथवा superficial reflex भी कहते हैं, क्योंकि यहां deep muscle spindles के स्थान पर superficial skin receptors को stimulate कर के muscular response देखा जा रहा है। Abdominal reflex (anterior addominal wall की skin का scratch करने पर anterior abdominal wall muscles का contraction), cremastric reflex (scrotum की skin को scratch करने पर cremastric muscle का contraction) एवं anal reflex (perianal skin को scratch करने पर anal sphinter का contraction), superficial cutaneous reflexes के कुछ आम उदाहरण हैं।

Autonomic reflexes
तुमने देखा कि उपरोक्त वर्णित सभी reflexes में muscles, muscle tendon अथवा skin को stimulate करने पर उनकी प्रतिक्रिया किसी muscle contraction के रुप में ही हो रही है। तब क्या सभी reflexes motor reflex ही होते हैं?
इस प्रश्न का उत्तर जानने के लिये आओ कुछ अन्य प्रकार के reflexes को जानते हैं। Dermatological reflexes: यदि skin के किसी भाग का heat stimulation किया जाये तब कुछ समय में उस स्थान की त्वचा गर्म एवं लाल हो जाती हे। ऐसा उस स्थान की त्वचा में blood vessels के vasodilatation से होता है। अतः इस स्थान पर heat stimulation की प्रतिक्रिया vasodilatation के रुप में हुई। ऐसे reflex को vasomotor reflex कहते हैं। पुनः उपरोक्त heat stimulation में कुछ समय पश्चात पसीना आना प्रारंभ हो जाता है। यह उसी reflex का sudomotor response हुआ।
इसी प्रकार त्वचा के cold stimulation पर त्वचा के बाल खड़े हो जाते हैं ( piloerection)। इसे pilomotor response या pilomotor reflex कहते हैं।
Intestinal reflexes – Intestine के proximal part में भोजन पहुँचने पर distal part में peristalsis का बढ़ जाना (intestino intestinal reflex)
Rectal filling होने पर anal sphincter का dilatation (anal reflex)
Peritoneal irritation होने पर intestinal peristalsis का रुक जाना कुछ अन्य प्रकार के intestinal reflexes हैं।
Vesical reflex – Urinal bladder में urine भरने के बाद vesical sphincter का dilation (micturition reflex)
तुमने देख होगा कि उपरेाक्त सभी reflexes में किसी skeletal muscle का कोई योगदान नही है। यह सभी reflexes somatic nerves द्वारा संचालित न होकर autonomic nerves द्वारा संचालित हो रहे हैं। इसीलिये यह autonomic reflexes कहलाते हैं।
UMN lesion अथवा LMN lesions में reflexes का सामान्य से घट जाना अथवा बढ़ जाना तो सुना था, परन्तु क्या ऐसा हो सकता है कि किसी disorder में कोई reflex अपने सामान्य response का ठीक उल्टा response दिखाने लग जाये?
जरा Plantar reflex का ध्यान करो। Plantar व foot के lateral border को scratch करने पर सामान्यतः great toe एवं small toe में flexion की प्रतिक्रिया होती है। UMN lesion होने पर यह प्रतिक्रया ठीक उलट अर्थात great toe एवं small toes के extension एवं fanning of toes के रुप में मिलती है। यहां ध्यान रहे कि यह opposite response एक pathological condition में मिल रहा है, normal physiological state में नही। इसीलिये इस extension plantar response को pathological reflex भी कहते हैं। Clinics में इसे Babinski reflex के नाम से जाना जाता है। Normal Babinski response negative होता है (अर्थात toes का flexion) जबकि pathological Babinski response positive होता है (अर्थात toes का extension)। Positive Babinski response UMN lesion का घोतक होता है।
जरा सोचो, sensory एवं motor neurons reflex रुप में कार्य करते हैं तथा higher centres के लिये ascending एवं descending tract इन्हें excite अथवा inhibit करके संचालित करते हैं। ऐसे में spinal cord तो एक platform मात्र ही रहा या इन कार्यों में इसका अपना भी कोई योगदान होता है?
यह सत्य है कि एक sensory neuron जब एक motor neuron से synapse बनाता है तब sensory afferent signal के अनुरुप motor efferent activity की प्रतिक्रिया एक spinal reflex के रुप में संपन्न हो जाती है, जिसमें spinal cord एक सामान्य मशीन के रुप में ही दिखायी पड़ता है। यदि इस reflex क्रिया का किसी एक ascending अथवा descending tract द्वारा संचालित करना हो तब भी spinal cord की मशीनरी सामान्य ही रहेगी, केवल पहले से कुछ बड़ी हो जायेगी। परन्तु तुम जानते हो कि ऐसा नहीं होता। इस simple spinal reflex को जब अनेकों ascending एवं descending tracts द्वारा निर्देशित होना हो तब spinal cord का काम बढ़ता जायेगा। कल्पना करो, यदि एक बैट्री से केवल एक बल्ब जलाना हेा तब यह बैट्री, एक बल्ब, एक स्विच के एक ही simple circuit से काम चल जायेगा। परन्तु यदि कभी बल्ब, कभी पंखा, कभी कूलर चलाना हो तब switches की संख्या बढ़ती जायेगी व प्रत्येक उपकरण के लिये अलग circuit बनाना होगा। यदि इसमें भी कम लोड होने पर battery, AC, हीटर इत्यादि के अधिक लोड होने पर power grid एवं बिजली जाने पर जेनरेटर की व्यवस्था भी करनी हो तब हर व्यवस्था के लिये अलग switch एवं अलग circuit बनाना होगा और यह सब एक कुशल electrician के बिना संभव न हो सके। वास्तव में ऐसी स्थिति में इन local switches एवं circuits की महत्ता अत्याधिक बढ़ जायेगी। Spinal cord में भी simple stretch reflex एक sensory एवं एक motor neurons को मिलकर बने एक synapse से ही संचालित हो जाता है। इस को mono-synaptic reflex कहते हैं। जब sensory एवं motor neurons के मध्य एक interneuron और लग जाता है जो इस reflex तब को थोड़ा प्रभावित कर सके तब यह disynaptic reflex बन जाता है। जब कुछ sensory signals ascending tracts के द्वारा higher centres में भी भेजे जाते हैं तथा descending tracts भी इस reflex को प्रभावित करते हैं, तब उन सभी tracts के लिये भी अनेकों और interneurons इस circuit में जुड़ते जाते हैं और यह एक multi-synaptic circuit का reflex बनता जाता है, जहां सभी tracts एक दूसरे को आवश्यकतानुसार प्रभावित कर सकते हैं। जब sensory neurons द्वारा लायी गयी information higher centres के कई भागों में भेजना होता है तब यही interneurons, diverging pattern में जुड़ कर अनेकों ascending tracts में यह informaiton भेज देते हैं तथा इसके विपरीत higher centres के descendingh tracts द्वारा लाये गये commands को जब अंत एक anterior horn cell तक लाना होता है तब यही inter neurons, converging pattern में जुड़ते जाते हैं।
अब तक तुम यह भी समझ जुके हो कि सभी कार्य किसी एक spinal cord segment द्वारा संपन्न नही कराये जा सकते हैं। ऐसी परिस्थिति में अब इस unisegmental reflex को multisegmental बनाना होगा, जिसके लिये इसमें interneurons के साथ साथ propriospinal fibres भी मिल जाते हैं। ध्यान रहे, इन सभी inputs का final integration spinal cord के ही स्तर पर हो रहा है। अतः किसी motor activity में spinal cord एक अत्यन्त महत्वपूर्ण सक्रिय भूमिका निभाती है, जो monosynaptic, disynaptic, multisynaptic, monosegmental, polysegmental अथवा stimulation, inhibition, integration किसी भी प्रकार की हो सकती है। CNS के higher centres के साथ जुड़ने से यह सभी क्रियाएं supra-segmental हो जाती हैं।

जरा सोचो, यह तो समझ में आता है कि किसी voluntary motor activity का संचालन अनेकों interneurons के polysynaptic pathway द्वारा किया जाये। परन्तु एक reflex action को polysynaptic होने से क्या लाभ?
ध्यान दो, क्या reflex action में होने वाली क्रिया किसी एक muscle के contraction से ही हो जाती है अथवा इसमें कई muscle groups का योगदान होता है। प्रत्येक muscle contraction के लिये आवश्यक है कि उस muscle (agonist) की उल्टा कार्य करने वाले (reciprocal action) दूसरा muscle (antagonist) में relaxation भी साथ-साथ हो। अब agonistic muscle excitation के साथ ही साथ antagonistic muscle के reciprocal inhibition के लिये भी तो interneurons के multisynaptic reflex की आवश्यकता पड़ेगी ही। Reciprocal inhibition कराने में प्रयुक्त interneurons के इस multisynaptic arrangement को reciprocal innovation कहते हैं।
जरा सोचो, क्या reflex action की सभी क्रियाएं spinal cord के एक ही भाग (ipsilateral) से होती रहती हैं अथवा spinal cord के दूसरे भाग (contralateral) में भी इनकी कोई प्रतिक्रिया होती होगी? किसी intense painful stimuli पर जहां ipsilateral agonistic relaxation देखने को मिलता है, वही शरीर का balance बनाये रखने के लिये कई बार contralateral antagonistic muscle contraction भी होता है। Ipsilateral flexor reflex होने पर यह action, contralateral extensor reflex का होता है, जिसे crossed extensor reflex भी कहते हैं। स्वाभाविक है कि इसके लिये interneurons के poly synaptic circuit को contra lateral spinal cord तक भी फैलना पड़ेगा।
पुनः सोचो, किसी reflex arc के लिये spinal cord के multiple segmental involvement की आवश्यकता क्यों पड़ेगी?
ध्यान दो, किसी intense painful stim uli पर होने वाला response केवल agonistic muscle contraction न होकर antagonistic muscle relaxation (reciprocal inhibition) एवं crossed reciprocal contraction के अतिरिक्त शरीर के अन्य भागों में ही फैल सकता है, जिनके द्वारा शरीर उस painful stimulus से बचना चाहेगा। स्वाभाविक है कि इस प्रतिक्रिया में spinal cord के विभिन्न स्तरों पर activity होगी, जिसके लिये multiple segmental synaptic circuit की आवश्यकता पड़ेगी।
जरा सोचो तुम यह किस प्रकार सिद्ध कर सकते हो कि यह तमाम reflex activities केवल spinal cord के स्तर पर हो रही हैं तथा CNS के higher centres का इनमें कोई योगदान नही है? CNS की higher centres में हो सकने वाले प्रभावों को निरस्त करने के लिये ही पूर्व में spinal animal models बनाये जाते थे, जिनमें spinal cord को brain stem के नीचे से काटकर पूर्णतया अलग कर दिया जाता था। इन spinal animal models में ही उपरोक्त वर्णित सभी reflex actions का अध्ययन किया गया था, जिनमें इन्हें पूर्णरुपेण higher centres के प्रभाव से मुक्त पाया गया था।