§ 49. Спинной мозг

Определения и обозначения

Спинной мозг — часть центральной нервной системы, расположенная в позвоночном канале и связанная с головным мозгом. Он защищён позвонками, оболочками и спинномозговой жидкостью. Его главные задачи — участвовать в рефлексах и передавать нервные импульсы между головным мозгом и органами.

Сегмент спинного мозга — участок, от которого отходит пара спинномозговых нервов. Всего у человека 31 сегмент: 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый. Деление на сегменты помогает понять, как связаны отдельные участки спинного мозга с частями тела.

Серое вещество находится внутри спинного мозга и на поперечном срезе напоминает бабочку или букву Н. Оно состоит главным образом из тел нейронов и их коротких отростков, которые принимают и обрабатывают сигналы. В сером веществе расположены нервные центры, участвующие в спинномозговых рефлексах.

Белое вещество окружает серое и образовано преимущественно длинными отростками нервных клеток. Эти отростки объединены в проводящие пути, по которым импульсы направляются вверх к головному мозгу или вниз от него. Благодаря белому веществу спинной мозг не только управляет местными реакциями, но и обменивается сигналами с головным мозгом.

Как это устроено

Спинной мозг лежит внутри позвоночного канала, поэтому позвонки образуют вокруг него прочную костную защиту. Снаружи его покрывают оболочки, а между ними находится спинномозговая жидкость. Она смягчает толчки и уменьшает воздействие сотрясений, поэтому нервная ткань защищена несколькими способами одновременно.

Если рассмотреть поперечный срез, в центре будет серое вещество, а вокруг него — белое. Такое расположение связано с тем, что тела нейронов, которые обрабатывают информацию, собраны внутри, а длинные отростки, передающие сигналы между разными участками, проходят снаружи. Серое вещество поэтому участвует в работе нервных центров, а белое связывает эти центры между собой и с головным мозгом.

От каждого сегмента отходят передний и задний корешки. Задний корешок приносит в спинной мозг чувствительные сигналы от рецепторов, а передний выводит двигательные команды к мышцам и другим рабочим органам. После соединения корешков возникает спинномозговой нерв, который содержит волокна обоих типов и потому связывает центральную нервную систему с телом.

Рефлекторная функция позволяет спинному мозгу организовывать быстрые ответные реакции. При раздражении рецептора импульс проходит по чувствительному нейрону в спинной мозг, где переключается на другой нейрон или на двигательный нейрон. Затем двигательный нейрон направляет сигнал к рабочему органу, например мышце, и та отвечает сокращением; такая цепь называется рефлекторной дугой.

Проводниковая функция нужна, чтобы сигналы могли перемещаться между спинным и головным мозгом. По восходящим путям информация от рецепторов направляется к головному мозгу, где она может быть осознана и обработана. По нисходящим путям команды головного мозга идут к спинному мозгу, а затем к органам; поэтому повреждение проводящих путей может нарушить связь, даже если отдельные местные рефлексы сохраняются.

Строение и функции спинного мозга

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите, где расположена нужная структура, а затем соотнесите её строение с направлением передачи импульсов. Например, сигнал от рецептора ищите в строках задних корешков, а команду к мышце — передних. Это помогает не путать функции частей спинномозгового нерва.

Разбор задач

Задача 1. Ученик рассматривает поперечный срез спинного мозга. Где на нём искать серое вещество и где — белое?

1. Сначала найдём центральную часть среза: там расположено серое вещество, часто похожее по форме на бабочку или букву Н.
2. Затем посмотрим на область вокруг него. Окружающий серое вещество слой — белое вещество, в котором проходят проводящие пути.
3. Проверим ответ по расположению: серое вещество внутри, белое — снаружи. Не следует определять их только по названию или по цвету на условной схеме.

Ответ: серое вещество находится в центре поперечного среза, белое окружает его.

Задача 2. Человек отдёрнул руку от горячего предмета. Проследим путь импульса от раздражения до сокращения мышц.

1. Высокая температура раздражает рецепторы кожи, которые превращают воздействие в нервный импульс.
2. Чувствительный нейрон проводит импульс к спинному мозгу через задний корешок. В сером веществе сигнал переключается на нейрон, связывающий чувствительную и двигательную части дуги.
3. Двигательный нейрон проводит команду от спинного мозга через передний корешок к мышцам руки. Мышцы сокращаются, и рука отдёргивается.

Ответ: путь проходит от рецептора через чувствительный нейрон и спинной мозг к двигательному нейрону и мышце. Такая быстрая реакция является рефлексом и может происходить до осознанного решения.

Задача 3. Повреждение нарушило передачу сигналов от спинного мозга к головному, но местные рефлексы сохранились. Какая функция нарушена и почему?

1. Сохранение местных рефлексов показывает, что рефлекторные центры и дуги в спинном мозге продолжают работать.
2. Передача сигналов к головному мозгу проходит по восходящим проводящим путям белого вещества.
3. Если сигналы не доходят до головного мозга, значит повреждены пути, обеспечивающие связь между отделами центральной нервной системы.

Ответ: нарушена проводниковая функция. Рефлекторная функция сохраняется, потому что местная дуга может замыкаться в спинном мозге, не передавая сигнал в головной.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что серое вещество находится снаружи, а белое внутри. Так можно решить, потому что в некоторых отделах головного мозга расположение веществ отличается, а схему легко перепутать. Проверка простая: на поперечном срезе спинного мозга серое вещество находится в центре, белое его окружает.

Ошибка — путать передние и задние корешки. Их названия запоминают по положению, но забывают направление сигналов. Проверьте себя так: задний корешок приносит чувствительный импульс к спинному мозгу, а передний уносит двигательную команду от него.

Ошибка — считать любой рефлекс осознанным действием. Её допускают, потому что человек замечает результат, например движение руки, и принимает его за намеренное решение. Чтобы проверить себя, спросите, обязательно ли сначала обдумывать реакцию: при многих спинномозговых рефлексах ответ возникает быстро и без участия сознания.

Ошибка — сводить работу спинного мозга только к рефлексам. Так кажется, если сосредоточиться на знакомых примерах вроде отдёргивания руки. Но сигналы также проходят по восходящим и нисходящим путям, поэтому для проверки нужно учитывать обе функции: рефлекторную и проводниковую.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу спинного мозга, нужно знать, как устроена нервная система и какую роль играют нейроны. Важно также представлять направление движения нервного импульса: от рецептора к центральной нервной системе или от неё к органу. Эти знания помогают проследить путь сигнала, не путая чувствительные и двигательные части.

Понятие рефлекторной дуги связывает строение спинного мозга с темой безусловных рефлексов. По её звеньям можно объяснить, как организм отвечает на раздражение и почему реакция бывает быстрой. Такой подход пригодится при изучении работы нервной системы в целом.

Проводниковая функция помогает понять, как головной мозг связан с органами через спинной мозг. Она также объясняет, почему повреждение нервных путей может нарушить передачу ощущений или команд. Поэтому строение спинного мозга важно знать при изучении последствий повреждений нервной системы.

Что запомнить

• Спинной мозг расположен в позвоночном канале.
• Внутри спинного мозга находится серое вещество, снаружи — белое.
• Серое вещество связано с центрами спинномозговых рефлексов.
• Белое вещество образовано проводящими путями.
• Задние корешки проводят чувствительные импульсы к спинному мозгу.
• Передние корешки проводят двигательные импульсы от спинного мозга.
• Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции.