Спинной мозг связной и проводник ЦНС: функции и значение

Строение и функции спинного мозга человека

Спинной мозг представляет собой длинный цилиндрический шнур, расположенный в позвоночном канале. Его длина составляет примерно 45 см, а ширина около 1 см, при этом он более плоский спереди и сзади, чем по бокам. У спинного мозга есть условные верхняя и нижняя границы. Верхняя граница находится между большим затылочным отверстием и первым шейным позвонком, где спинной мозг соединяется с головным через промежуточный продолговатый мозг. Нижняя граница расположена на уровне первого и второго поясничных позвонков, после чего шнур сужается и переходит в тонкую спинномозговую нить (терминальную), диаметр которой составляет около 1 мм. Эта нить продолжается до второго копчикового позвонка. Терминальная нить делится на две части:

• Внутренняя часть длиной примерно 15 см состоит из нервной ткани, переплетенной с поясничными и крестцовыми нервами, и находится в мешочке из твердой мозговой оболочки.
• Наружная часть длиной около 8 см начинается ниже второго крестцового позвонка и продолжается в виде соединения твердой, паутинной и мягкой оболочек до второго копчикового позвонка, сращиваясь с надкостницей.

Наружная терминальная нить, свисающая до самого копчика и окруженная нервными волокнами, напоминает конский хвост. Поэтому боли и симптомы, возникающие при защемлении нервов ниже второго крестцового позвонка, часто называют синдромом конского хвоста.

Спинной мозг имеет утолщения в шейном и пояснично-крестцовом отделах, что объясняется наличием большого количества нервов, выходящих из этих областей и направляющихся к верхним и нижним конечностям:

1. Шейное утолщение простирается от третьего-четвертого шейного позвонков до второго грудного, достигая максимума между пятым и шестым.
2. Пояснично-крестцовое утолщение расположено от девятого-десятого грудного позвонков до первого поясничного, с максимумом в двенадцатом грудном позвонке.

Спинной мозг играет ключевую роль в функционировании центральной нервной системы, выполняя функции как связного элемента, так и проводника. Врачи подчеркивают, что он обеспечивает передачу нервных импульсов между мозгом и остальными частями тела, что критически важно для координации движений и восприятия сенсорной информации. Спинной мозг состоит из множества нервных волокон, которые формируют восходящие и нисходящие пути. Врачи отмечают, что повреждения спинного мозга могут привести к серьезным последствиям, включая паралич и потерю чувствительности. Поэтому поддержание здоровья спинного мозга является важной задачей для медицины. Регулярные физические нагрузки, правильная осанка и профилактика травм способствуют его нормальному функционированию. Врачи рекомендуют уделять внимание этим аспектам, чтобы сохранить здоровье и качество жизни.

Проводящие пути головного и спинного мозга / Conduction pathways of the brain and spinal cord

Серое и белое вещество спинного мозга

При изучении структуры спинного мозга в поперечном сечении можно заметить серую область, напоминающую бабочку с расправленными крыльями. Это серое вещество спинного мозга, окруженное белым веществом. Структура клеток серого и белого вещества различается, как и их функции.

Серое вещество спинного мозга включает в себя двигательные и вставочные нейроны:

• Двигательные нейроны отвечают за передачу двигательных рефлексов.
• Вставочные нейроны обеспечивают связь между нейронами.

Белое вещество состоит из аксонов — нервных отростков, которые формируют волокна восходящих и нисходящих проводящих путей.

Крылья «бабочки» имеют различную ширину: более узкие образуют передние рога серого вещества, а более широкие — задние. В передних рогах располагаются двигательные нейроны, в задних — вставочные. Между симметричными боковыми частями находится поперечная перемычка из мозговой ткани, в центре которой проходит канал, соединяющийся с верхней частью желудочка мозга и заполненный спинномозговой жидкостью. В некоторых участках или на протяжении всей длины у взрослых людей этот центральный канал может зарастать.

Слева и справа от центрального канала серое вещество спинного мозга представлено в виде симметричных столбов, соединенных передними и задними спайками:

• Передние и задние столбы соответствуют передним и задним рогам на поперечном сечении.
• Боковые выступы формируют боковой столб.

Боковые выступы присутствуют не на всей длине, а только между 8-м шейным и 2-м поясничным сегментами. Поэтому поперечный срез в сегментах, где боковые выступы отсутствуют, имеет овальную или круглую форму.

Соединение симметричных столбов в передней и задней частях создает на поверхности спинного мозга две борозды: более глубокую переднюю и заднюю. Передняя щель заканчивается перегородкой, которая прилегает к задней границе серого вещества.

Спинномозговые нервы и сегменты

Слева и справа от центральных борозд находятся переднелатеральные и заднелатеральные борозды, через которые проходят передние и задние нити (аксоны), формирующие нервные корешки. Передний корешок состоит из двигательных нейронов переднего рога, в то время как задний, отвечающий за чувствительность, включает вставочные нейроны заднего рога. На выходе из мозгового сегмента передний и задний корешки соединяются, образуя один нерв или нервный узел (ганглий). Поскольку в каждом сегменте имеется два передних и два задних корешка, в итоге формируется два спинномозговых нерва (по одному с каждой стороны). Таким образом, можно легко подсчитать общее количество нервов в спинном мозге человека.

Для этого следует обратить внимание на его сегментарное строение. Всего существует 31 сегмент:

• 8 — в шейном отделе
• 12 — в грудном
• 5 — в поясничном
• 5 — в крестцовом
• 1 — в копчиковом

Таким образом, спинной мозг включает в себя 62 нерва — по 31 с каждой стороны.

Отделы и сегменты спинного мозга и позвоночника располагаются не на одном уровне из-за различий в длине (спинной мозг короче позвоночника). Это важно учитывать при сопоставлении мозгового сегмента и номера позвонка во время рентгенологических исследований и томографии: в начале шейного отдела уровень соответствует номеру позвонка, а в его нижней части располагается на позвонок выше. В крестцовом и копчиковом отделах эта разница может составлять несколько позвонков.

Спинной мозг — это важнейшая часть центральной нервной системы, играющая ключевую роль в передаче сигналов между мозгом и остальными частями тела. Люди часто отмечают его значимость в обеспечении координации движений и рефлексов. Спинной мозг состоит из нервных волокон, которые действуют как проводники, передавая информацию о сенсорных ощущениях и моторных командах. Многие исследователи подчеркивают, что повреждения спинного мозга могут привести к серьезным последствиям, включая паралич и потерю чувствительности. Обсуждая его функции, специалисты акцентируют внимание на том, что спинной мозг не только передает сигналы, но и участвует в рефлекторных реакциях, что делает его незаменимым для быстрого реагирования на внешние раздражители. В целом, спинной мозг является неотъемлемой частью нашего организма, обеспечивая связь и взаимодействие между различными системами.

Вячеслав Дубынин: "Нейроны и нейросети. Обзор основных структур головного и спинного мозга"

Две важных функции спинного мозга

Спинной мозг выполняет две ключевые функции — рефлекторную и проводниковую. Каждый сегмент спинного мозга связан с определенными органами, что обеспечивает их нормальное функционирование. Например:

• Шейный и грудной отделы — отвечают за связь с головой, руками, органами грудной клетки и мышцами груди.
• Поясничный отдел — контролирует органы желудочно-кишечного тракта, почки и мускулатуру туловища.
• Крестцовый отдел — отвечает за органы таза и ноги.

Рефлекторные функции представляют собой простые, инстинктивные реакции. Например:

• Болевая реакция — отдергивание руки при возникновении боли.
• Коленный рефлекс.

Рефлексы могут происходить без участия головного мозга.

Это подтверждается простыми экспериментами на животных. Биологи проводили исследования с лягушками, наблюдая их реакции на болевые раздражители даже при отсутствии головы: фиксировались реакции как на слабые, так и на сильные боли.

Проводниковые функции спинного мозга заключаются в передаче импульсов по восходящему пути в головной мозг, а затем — по нисходящему пути в виде обратной команды к определенному органу.

Благодаря этой проводниковой связи осуществляется любое мысленное действие:
встать, пойти, взять, бросить, поднять, побежать, отрезать, нарисовать — и многие другие действия, которые человек выполняет в повседневной жизни, не замечая этого.

Такое уникальное взаимодействие между центральной нервной системой, спинным мозгом и всеми органами организма, включая конечности, остается недостижимой целью для робототехники. Ни один, даже самый современный робот не способен выполнить и тысячной доли тех движений и действий, которые доступны живым организмам. Обычно такие роботы программируются для узкоспециализированной деятельности и в основном используются на автоматизированных конвейерах.

Функции серого и белого вещества. Чтобы понять, как выполняются эти удивительные функции спинного мозга, рассмотрим его строение на клеточном уровне.

Серое вещество спинного мозга в передних рогах содержит крупные нервные клетки, называемые эфферентными (двигательными), которые объединяются в пять ядер:

• центральное
• переднелатеральное
• заднелатеральное
• переднемедиальное
• заднемедиальное

Чувствительные корешки мелких клеток задних рогов представляют собой специфические клеточные отростки из чувствительных узлов спинного мозга. В задних рогах структура серого вещества неоднородна. Большая часть клеток образует собственные ядра (центральное и грудное). К пограничной зоне белого вещества, расположенной рядом с задними рогами, примыкают губчатая и студенистая зоны серого вещества, отростки клеток которых, вместе с отростками мелких диффузно рассеянных клеток задних рогов, образуют синапсы (контакты) с нейронами передних рогов и между соседними сегментами. Эти нейриты получили название передних, боковых и задних собственных пучков. Связь их с головным мозгом осуществляется через проводниковые пути белого вещества. По краю рогов эти пучки образуют белую кайму.

Боковые рога серого вещества выполняют следующие важные функции:

• В промежуточной зоне серого вещества (боковых рогах) находятся симпатические клетки вегетативной нервной системы, которые обеспечивают связь с внутренними органами. Отростки этих клеток соединяются с передними корешками.
• Здесь формируется спиномозжечковый путь:
  На уровне шейных и верхних грудных сегментов располагается ретикулярная зона — пучок из множества нервов, связанных с зонами активации коры головного мозга и рефлекторной деятельностью.

Сегментарная деятельность серого вещества мозга, задних и передних корешков нервов, собственных пучков белого вещества, окружающих серое, называется рефлекторной функцией спинного мозга. Сами рефлексы именуются безусловными, согласно определению академика Павлова.

Проводниковые функции белого вещества осуществляются через три канатика — наружные участки, ограниченные бороздами:

• Передний канатик — участок между передними срединной и латеральной бороздами.
• Задний канатик — между задними срединной и латеральной бороздами.
• Боковой канатик — между переднелатеральной и заднелатеральной бороздами.

Аксоны белого вещества образуют три системы проводимости:

• короткие пучки, называемые ассоциативными волокнами, которые связывают различные сегменты спинного мозга.
• восходящие чувствительные (афферентные) пучки, направленные к отделам головного мозга.
• нисходящие двигательные (эфферентные) пучки, направленные из мозга к нейронам серого вещества передних рогов.

Восходящие и нисходящие пути проводимости. Рассмотрим некоторые функции путей канатиков белого вещества:

Передние канатики:

• Передний пирамидный (корково-спинномозговой) путь — передача двигательных импульсов от коры головного мозга к спинномозговым передним рогам.
• Спиноталамический передний путь — передача импульсов осязания от воздействия на поверхность кожи (тактильная чувствительность).
• Покрышечно-спинномозговой путь — связывая зрительные центры под корой головного мозга с ядрами передних рогов, создает защитный рефлекс, вызванный звуковыми или зрительными раздражителями.
• Пучок Гельда и Левенталя (преддверно-спинномозговой путь) — волокна белого вещества связывают вестибулярные ядра восьми пар черепно-мозговых нервов с двигательными нейронами передних рогов.
• Продольный задний пучок — связывая верхние сегменты спинного мозга со стволом мозга, координирует работу глазных мышц с шейными и другими.

Восходящие пути боковых канатиков передают импульсы глубокой чувствительности (ощущения своего тела) по корково-спинномозговым, спиноталамическим и покрышечно-спинномозговым путям.

Нисходящие пути боковых канатиков:

• Латеральный корково-спинномозговой (пирамидный) — передает импульс движения от коры головного мозга к серому веществу передних рогов.
• Красноядерно-спинномозговой путь (расположен впереди латерального пирамидного), сбоку к нему прилегают спинномозжечковый задний и спинноталамический боковой пути.
  Красноядерно-спинномозговой путь отвечает за автоматическое управление движениями и мышечным тонусом на подсознательном уровне.

В различных отделах спинного мозга соотношение серого и белого вещества отличается. Это объясняется разным количеством восходящих и нисходящих путей. В нижних сегментах спинного мозга преобладает серое вещество. По мере продвижения вверх его становится меньше, а белое вещество увеличивается, так как добавляются новые восходящие пути, и на уровне верхних шейных сегментов и средней части грудного белого вещества его больше всего. Однако в области шейного и поясничного утолщений серое вещество преобладает.

Таким образом, спинной мозг имеет очень сложное строение. Связь нервных пучков и волокон уязвима, и серьезная травма или заболевание могут нарушить это строение, что приведет к сбоям в проводящих путях, в результате чего ниже точки «обрыва» проводимости может возникнуть полный паралич и потеря чувствительности. Поэтому при малейших признаках опасности необходимо обследовать спинной мозг и своевременно проводить лечение.

Пункция спинного мозга

Для диагностики инфекционных заболеваний (энцефалита, менингита и других) применяется пункция спинного мозга (люмбальная пункция) — введение иглы в спинномозговой канал. Она выполняется следующим образом:
В субарахноидальное пространство спинного мозга на уровне ниже второго поясничного позвонка вводится игла для забора спинномозговой жидкости (ликвора).
Эта процедура безопасна, так как ниже второго позвонка у взрослого человека спинной мозг отсутствует, что исключает риск его повреждения.

Тем не менее, она требует особой осторожности, чтобы не занести инфекцию или эпителиальные клетки под оболочку спинного мозга.

Пункция спинного мозга проводится не только для диагностики, но и для лечения в следующих случаях:

• введение химиотерапевтических препаратов или антибиотиков под оболочку мозга.
• для эпидуральной анестезии во время операций.
• для лечения гидроцефалии и снижения внутричерепного давления (удаление избытка ликвора).

Пункция спинного мозга имеет следующие противопоказания:

• стеноз спинного канала.
• смещение (дислокация) мозга.
• обезвоживание (дегидратация).

Заботьтесь об этом важном органе, занимайтесь элементарной профилактикой:

1. Принимайте антивирусные препараты во время эпидемии вирусного менингита.
2. Избегайте пикников в лесопарковой зоне в мае-начале июня (период активности энцефалитного клеща).
3. После каждого похода в лес осматривайте все тело, а при первых признаках болезни обращайтесь к врачу. Признаки включают: головную боль, высокую температуру, ригидность шеи (затрудненные движения), тошноту.

Вопрос-ответ

Спинномозговые нервы. Сплетения / Spinal nerves. Plexuses

Какой мозг отвечает за ЦНС?

Головной мозг и спинной мозг называют центральной нервной системой (ЦНС).

Какова роль спинного мозга в работе нервной системы?

Спинной мозг выполняет две основные функции: рефлекторную и проводниковую. Рефлекторная ― осуществляется соматической и вегетативной нервными системами. Проводниковая ― осуществляется белым веществом восходящих и нисходящих проводящих путей.

Как спинной мозг соединяется со спинномозговыми нервами?

Все очень строго структурировано: каждый сегмент спинного мозга «общается» со своим этажом тела с помощью спинномозговых нервов. Из каждого сегмента направо или налево выходит пара спинномозговых нервов, которая идет к своему этажу тела. Выход спинномозговых нервов идет в промежутке между позвонками.

1. 1 Функции спинного мозга. Основными функциями спинного мозга являются рефлекторная и проводниковая.

Советы

СОВЕТ №1

Изучайте анатомию спинного мозга и его функции. Понимание структуры и роли спинного мозга поможет вам лучше осознать, как он взаимодействует с другими частями центральной нервной системы и как это влияет на ваше здоровье.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на здоровье своей спины. Регулярные физические упражнения, правильная осанка и профилактика травм помогут сохранить здоровье спинного мозга и предотвратить возможные нарушения в работе нервной системы.

СОВЕТ №3

Следите за симптомами, связанными с нарушениями в работе спинного мозга, такими как онемение, слабость или боли. При появлении таких симптомов не откладывайте визит к врачу, так как ранняя диагностика может предотвратить серьезные проблемы.

СОВЕТ №4

Изучайте современные методы лечения и реабилитации, связанные с заболеваниями спинного мозга. Знание о новых подходах и технологиях может помочь вам или вашим близким в случае необходимости получить качественную медицинскую помощь.