8. Строение и функции спинного мозга

Определения и обозначения

Спинной мозг — отдел центральной нервной системы, расположенный в позвоночном канале и обеспечивающий рефлекторную и проводниковую деятельность. Он связывает головной мозг с органами и может быстро управлять некоторыми реакциями без участия сознания.

Серое вещество — скопление тел нервных клеток внутри спинного мозга, образующее передние, задние и боковые рога. В нём находятся центры, где обрабатываются сигналы и замыкаются многие спинномозговые рефлексы.

Белое вещество — наружные участки спинного мозга, состоящие преимущественно из нервных волокон, образующих проводящие пути. По ним импульсы движутся вверх, к головному мозгу, или вниз, к исполнительным органам.

Рефлекторная дуга — путь, по которому проходит нервный импульс при осуществлении рефлекса. Она помогает проследить реакцию от рецептора через нервную систему до мышцы или железы.

Как это устроено

Спинной мозг лежит внутри позвоночного канала, поэтому позвонки защищают его от ударов и сдавливания. Сверху он начинается от продолговатого мозга, а внизу заканчивается сужением — мозговым конусом. Дополнительную защиту создают три оболочки и спинномозговая жидкость, которая смягчает толчки и участвует в обмене веществ.

Спинной мозг разделён на сегменты, от которых отходят пары нервов, поэтому его строение связано с участками тела. В шейной и поясничной областях он утолщён: здесь расположены нейроны и волокна, управляющие конечностями. Ниже мозгового конуса тянется пучок нервных волокон, потому что сам мозг заканчивается выше, чем позвоночный канал.

Серое вещество находится в центре и на поперечном срезе напоминает бабочку, поскольку его отростки образуют передние, задние и боковые рога. В нём сосредоточены тела нейронов, необходимые для анализа сигналов и передачи команд. Белое вещество окружает серое, так как его волокна должны соединять разные сегменты между собой, а также спинной и головной мозг.

Задние рога принимают чувствительную информацию, а передние содержат двигательные нейроны. Боковые рога связаны главным образом с регуляцией внутренних органов. Благодаря такому разделению сигнал от рецептора и команда к мышце проходят по разным участкам серого вещества.

Задний чувствительный и передний двигательный корешки соединяются, образуя смешанный спинномозговой нерв. Поэтому один нерв может проводить импульсы в двух направлениях: от органов к спинному мозгу и обратно. После выхода из позвоночного канала его ветви связываются с кожей, мышцами и внутренними органами.

Строение и функции отделов спинного мозга

Таблицу удобно читать от строения к функции: сначала найдите нужную часть, затем определите направление движения импульса. Задние структуры связаны главным образом с чувствительностью, передние — с движениями. Белое вещество обеспечивает дальнюю связь, а серое вещество участвует в работе местных нервных центров.

Разбор задач

Задача 1

Человек коснулся горячего предмета и быстро отдёрнул руку. Нужно определить звенья рефлекторной дуги и расположить их по порядку. Следует отличать путь чувствительного сигнала к спинному мозгу от двигательной команды к мышце.

1. Рецепторы кожи воспринимают высокую температуру и превращают раздражение в нервный импульс.
2. Чувствительный нейрон проводит импульс по заднему корешку к серому веществу спинного мозга.
3. В сером веществе сигнал переключается на двигательный нейрон, иногда с участием вставочного нейрона.
4. По переднему корешку импульс направляется к мышцам руки.
5. Мышцы сокращаются, и рука отдёргивается; информация о боли одновременно поступает в головной мозг.

Ответ: последовательность такова: рецептор → чувствительный нейрон → спинной мозг → двигательный нейрон → мышца. Это защитный рефлекс, поэтому движение начинается раньше полного осознания боли.

Задача 2

Нужно объяснить, почему повреждение заднего корешка нарушает чувствительность, а переднего — движения. Для решения надо учитывать не название корешка, а направление проведения импульсов по его волокнам.

1. Задний корешок проводит сигналы от рецепторов кожи, мышц и органов в спинной мозг.
2. При его повреждении центральная нервная система перестаёт получать часть сведений о раздражениях.
3. Передний корешок проводит команды от двигательных нейронов спинного мозга к мышцам.
4. При его повреждении команда не доходит до мышцы, поэтому произвольное или рефлекторное движение ослабевает либо исчезает.

Ответ: задний корешок чувствительный, а передний двигательный. Поэтому первый связан с потерей чувствительности, второй — с нарушением движений.

Задача 3

У пострадавшего повреждён участок спинного мозга, и ниже травмы исчезли произвольные движения ног и нарушилась чувствительность. Нужно определить причину симптомов и функцию, которая пострадала сильнее всего.

1. В белом веществе проходят восходящие пути от рецепторов к головному мозгу и нисходящие пути от головного мозга к мышцам.
2. Повреждение разрывает или нарушает работу этих путей, поэтому сигналы не проходят через травмированный участок.
3. Головной мозг не получает полноценную информацию от нижних отделов тела, а его команды не доходят до мышц ног.
4. Дополнительно могут нарушаться рефлексы и работа внутренних органов, если затронуты центры серого вещества.

Ответ: основное нарушение связано с проводниковой функцией спинного мозга. Симптомы появляются ниже места травмы, потому что именно там прерывается связь между головным мозгом и нижележащими органами.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что серое вещество находится снаружи, как в больших полушариях. Так бывает из-за переноса сведений о головном мозге на спинной, но здесь серое вещество расположено внутри, а белое окружает его. Проверка: мысленно представьте поперечный срез в форме бабочки.

Ошибка: считать спинной мозг продолжением позвоночника. Позвоночник — это костная защита, а спинной мозг — нервная ткань внутри позвоночного канала. Проверка: спросите себя, относится ли объект к опорно-двигательной или нервной системе.

Ошибка: утверждать, что все рефлексы осуществляются только спинным мозгом. Многие безусловные реакции действительно замыкаются в нём, но другие регулируются головным мозгом. Проверка: различайте местные спинномозговые рефлексы и реакции, требующие участия высших отделов нервной системы.

Ошибка: называть задний корешок двигательным, а передний чувствительным. Задний корешок несёт импульсы к спинному мозгу, передний — от него к мышцам. Проверка: запомните связь «задний — вход чувствительной информации, передний — выход двигательной команды».

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о нервной системе, нейроне, нервном импульсе, рецепторе и безусловном рефлексе. Эти понятия помогают проследить движение сигнала и определить роль каждого участка рефлекторной дуги.

Строение спинного мозга связано с последующим изучением головного мозга, анализаторов и высшей нервной деятельности. Сравнение отделов нервной системы показывает, как одни структуры проводят сигналы, а другие анализируют их.

Знание рефлекторной дуги помогает объяснять защитные реакции организма и нервную регуляцию. Оно также необходимо для понимания причин неврологических нарушений при повреждении корешков или проводящих путей.

Что запомнить

• Спинной мозг расположен в позвоночном канале и относится к центральной нервной системе.
• Он состоит из серого вещества внутри и белого вещества снаружи.
• Серое вещество образует центры спинномозговых рефлексов.
• Белое вещество образует проводящие пути между спинным и головным мозгом.
• Задние корешки проводят чувствительные импульсы, передние — двигательные.
• Основные функции спинного мозга — рефлекторная и проводниковая.
• Спинной мозг состоит из сегментов, от которых отходят пары спинномозговых нервов.