Muskelspolarna är synnerligen komplicerade sinnesorgan och registrerar proprioceptiv information; här uttänjning.
En muskelspole är ca 10 millimeter lång. Den består av 5-15 hopbuntade intrafusala muskelceller (intrafusaler). Bunten omsluts av en tunn bindvävskapsel.
En muskel innehåller, beroende på storlek och funktionell typ, allt ifrån några 10-tal upp till ca. 1000 muskelspolar. Muskelspolar är särskilt vanliga i muskler som motverkar tyngkraften (sträckarmuskler i benen och böjarmuskler i armarna) och i kotpelarens muskler, speciellt inom nacken.
Muskelspolarna ligger insprängda i muskelns bindväv mellan, och parallellt med, de kraftutvecklande extrafusala muskelcellerna (extrafusalerna).
Muskelspolarna är förankrade dels i de bindvävsskidor som omsluter de intilliggande extrafusalerna och dels i tunna förgreningar från muskelns ursprungssena och dess fästsena. Arrangemanget innebär att muskelspolen slappar av när muskeln drar sig samman (kontraheras) och tänjs ut när muskeln slappar av och/eller töjs ut.
En muskelspole är vanligtvis försedd med 4 st nervtrådar:
1/ den ca.20 mikrometer tjocka och kraftigt myeliniserade s.k. Ia-afferenta nervtråden. Ia-afferenten lindar sina tunna slutgrenar i täta spiraler runt intrafusalernas mittpartier och kan där registrerar graden av uttöjning.
Man kan förenklat säga att aktiviteten i Ia-afferenterna ger hjärnan besked om att en muskels längd håller på att förändras och hur snabb denna längdförändring är. Lägg märke till att Ia-afferenten på grund av sin tjocklek tillhör de mest snabbledande nervtrådstyperna med ledningshastigheter på 100 - 130 meter per sekund.
Nervsignalerna i Ia-afferenterna från en muskel åstadkommer, efter omkoppling i ryggmärgen (eller hjärnstammen), att muskeln reflexmässigt drar ihop sig, eller i vart fall starkt ökar benägenheten hos muskeln att dra ihop sig (sträckreflexen). Muskelspänningen/ tonus ökar.
2/ den 10-15 mikrometer tjocka myeliniserade s.k. II-afferenta nervtråden, som, förenklat uttryckt, sänder besked till hjärnan om hur lång muskeln är.
3/ och 4/ de två, 6-10 mikrometer tjocka, myeliniserade gamma-efferenterna.
Aktivitet i dessa nervtrådar utlöser sammandragning av intrafusalernas ändområden och uttöjning av intrafusalernas mittparti, vilket aktiverar Ia-afferenten. Gamma-efferensen kan alltså reglera muskelspolens känslighet.