Строение и функции спинного мозга

Определения и обозначения

Спинной мозг — часть центральной нервной системы, расположенная в позвоночном канале и связанная с головным мозгом и нервами тела. Через него команды и сведения от органов поступают в разные отделы нервной системы. Поэтому он помогает организму и быстро реагировать, и обмениваться сигналами с головным мозгом.

Серое вещество спинного мозга — скопление тел нейронов и их коротких отростков. Оно лежит внутри и на поперечном срезе напоминает бабочку или букву Н. В нём находятся нервные клетки, участвующие в обработке сигналов и формировании рефлекторных ответов.

Белое вещество спинного мозга — скопление нервных волокон, окружающее серое вещество. Волокна образуют проводящие пути, по которым импульсы проходят между участками спинного мозга и головным мозгом. Так разные части нервной системы могут обмениваться сведениями.

Спинномозговой нерв — парный нерв, образующийся при соединении переднего и заднего корешков. В нём объединяются волокна, несущие сигналы разных типов. Поэтому нерв связывает спинной мозг как с рецепторами, так и с органами, выполняющими команды.

Как это устроено

Спинной мозг продолжается от головного мозга и проходит внутри позвоночного канала. Позвонки окружают его и защищают от ударов и давления, а оболочки образуют дополнительный защитный слой. Между оболочками находится спинномозговая жидкость: она смягчает толчки, поэтому ткани нервной системы меньше травмируются при движении.

На поперечном срезе внутри видно серое вещество, а снаружи — белое. Такая организация позволяет расположить рядом нервные клетки, которые участвуют в местных ответах, и волокна, связывающие отделы друг с другом. В центре серого вещества проходит центральный канал, а на поверхности спинного мозга заметны борозды; они помогают различать его части.

От спинного мозга отходят передние и задние корешки. Задний корешок проводит импульсы от рецепторов, то есть чувствительных окончаний, воспринимающих раздражение, к спинному мозгу. Передний корешок несёт сигналы от спинного мозга к органам, в том числе к мышцам, потому что его волокна передают двигательные команды.

Передний и задний корешки соединяются, поэтому дальше импульсы идут по общему спинномозговому нерву. В его составе есть волокна, проводящие сигналы к спинному мозгу, и волокна, проводящие команды от него. Такое объединение нужно, чтобы один нерв мог обеспечивать связь тела с нервной системой в обоих направлениях.

Рефлекторная функция спинного мозга состоит в участии в простых ответных реакциях организма. Рецептор воспринимает раздражение и создаёт нервный импульс, который по чувствительному пути достигает спинного мозга. Там сигнал передаётся на нервные клетки, отправляющие команду к органу; благодаря такой цепочке ответ может начаться без ожидания обработки сигнала головным мозгом.

Проводящая функция позволяет спинному мозгу обмениваться сигналами с головным. Восходящие пути несут сведения от рецепторов и органов вверх, чтобы головной мозг мог их обработать. Нисходящие пути передают вниз команды, сформированные головным мозгом, а значит, повреждение этих путей способно нарушить связь с участками тела ниже места повреждения.

Строение и функции частей спинного мозга

Сравнивайте части по составу и направлению передачи сигналов: это помогает понять, где именно нарушится связь при повреждении. Стрелки в столбце направления мысленно показывают путь импульса, а последний столбец связывает строение с работой части.

Разбор задач

Задача 1. Прикосновение к горячему предмету вызывает быстрое отдёргивание руки. Определите, какие части спинного мозга участвуют в этой реакции. Нужно проследить путь сигнала от кожи до мышцы и разделить его на чувствительную и двигательную части.

1. Рецепторы кожи воспринимают сильное тепло и создают нервный импульс. По чувствительным волокнам он направляется к спинному мозгу через задний корешок.
2. В сером веществе сигнал передаётся на нервные клетки, которые участвуют в ответе. Затем двигательная команда идёт от спинного мозга через передний корешок.
3. Команда достигает мышц руки, и они сокращаются. Значит, в реакции участвуют рецепторный путь, задний корешок, серое вещество и двигательный путь через передний корешок.

Ответ: задний корешок приносит чувствительный сигнал, серое вещество участвует в организации рефлекса, а передний корешок передаёт команду мышцам. Благодаря этой цепочке рука быстро отдёргивается.

Задача 2. Повреждён задний корешок одного спинномозгового нерва. Объясните, какие нарушения ожидаются и почему. Для ответа определите, в каком направлении проводят сигналы волокна этого корешка, а затем проследите последствия потери такой связи.

1. Задний корешок приносит в спинной мозг чувствительные импульсы от рецепторов. При его повреждении сигналы от соответствующей области тела не смогут нормально пройти этим путём.
2. Поэтому чувствительность в связанной с нервом области может снизиться или исчезнуть. Человеку будет труднее воспринимать прикосновение, боль или температуру.
3. Передний корешок отвечает за проведение двигательных команд и не является повреждённым. Следовательно, проблема прежде всего связана с чувствительностью, хотя нарушение чувствительных сигналов может затруднить точный контроль движений.

Ответ: ожидается ослабление или потеря чувствительности в области, от которой импульсы шли через этот корешок. Причина — нарушение пути от рецепторов к спинному мозгу.

Задача 3. Повреждены белые проводящие пути спинного мозга на определённом уровне. Объясните, почему нарушения могут затронуть участки тела ниже места повреждения. Нужно учесть, что белое вещество содержит длинные волокна, связывающие спинной и головной мозг.

1. Восходящие пути несут сигналы от нижних участков тела к головному мозгу. Если они повреждены, часть сведений о прикосновении, боли или положении тела может не дойти до него.
2. Нисходящие пути передают команды от головного мозга вниз. Повреждение этих волокон мешает командам достигать органов, расположенных ниже уровня поражения.
3. Поэтому последствия могут проявиться не только в точке повреждения, но и ниже неё, где связь с головным мозгом проходит через нарушенные волокна. Вид нарушения зависит от того, какие именно пути повреждены.

Ответ: участки тела ниже повреждения могут утратить часть чувствительности или двигательного контроля. Это происходит потому, что через повреждённые восходящие и нисходящие пути сигналы не проходят нормально.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что серое вещество расположено снаружи, а белое — внутри. Такое представление иногда возникает из-за сравнения спинного мозга с другими структурами нервной системы. Проверь себя по поперечному срезу: у спинного мозга серое вещество находится в центре и похоже на бабочку, а белое окружает его.

Ошибка: путать функции переднего и заднего корешков. Оба соединяют спинной мозг с нервами тела, поэтому их направление легко перепутать. Запомни проверку: задний корешок приносит чувствительный сигнал к спинному мозгу, а передний уносит двигательную команду от него.

Ошибка: называть спинномозговой нерв только чувствительным или только двигательным. Это происходит, если учитывать лишь один из корешков. Проверь состав: нерв образуется при соединении переднего и заднего корешков, значит, в нём есть волокна обоих типов и он является смешанным.

Ошибка: считать рефлекторную и проводящую функции одним и тем же. Обе связаны с нервными импульсами, но решают разные задачи. Рефлекторная функция обеспечивает ответ на раздражение, а проводящая передаёт сигналы между спинным и головным мозгом; проверь себя, спросив, описываешь ли ты ответ или передачу информации.

Связь с другими темами

Для понимания работы спинного мозга нужны знания о строении нейрона, рецепторе и нервном импульсе. Рецептор воспринимает раздражение, а нервный импульс передаёт информацию по нервным клеткам. Эти понятия помогают проследить рефлекторную дугу и понять, как возникают безусловные рефлексы — быстрые врождённые реакции.

Проводящие пути связывают тему с изучением головного мозга и нервной регуляции органов. Представление о том, как сигналы идут вверх и вниз, помогает объяснять последствия повреждений нервной системы. Например, место повреждения может прервать связь между головным мозгом и участками тела ниже него.

Что запомнить

• Спинной мозг расположен в позвоночном канале и относится к центральной нервной системе.
• Серое вещество находится внутри, белое — снаружи.
• Задние корешки проводят чувствительные импульсы к спинному мозгу.
• Передние корешки проводят двигательные импульсы от спинного мозга.
• Передний и задний корешки соединяются, образуя смешанный спинномозговой нерв.
• Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводящую функции.