49. Центральная нервная система. Спинной мозг

Определения и обозначения

Центральная нервная система — это головной и спинной мозг. В отличие от неё, периферическая нервная система состоит из нервов и нервных узлов, которые связывают мозг с органами. Такое деление помогает понять, где обрабатываются сигналы, а по каким путям они поступают к мозгу и возвращаются к телу.

Спинной мозг — отдел центральной нервной системы, расположенный в позвоночном канале. Он участвует в рефлексах и проводит импульсы между частями тела и головным мозгом. Благодаря этим функциям организм может быстро отвечать на раздражение, а мозг получает сведения о состоянии органов.

Серое вещество спинного мозга — скопление тел нейронов и их коротких отростков. На поперечном срезе оно находится внутри и имеет форму, напоминающую бабочку. Здесь расположены нервные клетки, участвующие в обработке сигналов и организации рефлексов.

Белое вещество — скопление преимущественно длинных отростков нейронов. На срезе оно окружает серое вещество, а его отростки объединяются в проводящие пути. Эти пути передают импульсы вверх, к головному мозгу, и вниз, к органам.

Как это устроено

Спинной мозг проходит внутри позвоночного канала, поэтому позвонки защищают его от внешних воздействий. Дополнительную защиту создают оболочки, окружающие нервную ткань. Между ними находится спинномозговая жидкость: она смягчает сотрясения и помогает защитить мозг от механических повреждений.

На поперечном срезе серое вещество находится внутри, а белое окружает его снаружи. Серое вещество образовано главным образом телами нейронов, которые принимают участие в обработке сигналов, поэтому оно сосредоточено в центральной части. Длинные отростки нейронов образуют белое вещество и соединяют разные участки, поэтому располагаются вокруг серого в виде проводящих путей.

В центре серого вещества проходит спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Он продолжается вдоль спинного мозга и является частью пространства, связанного с жидкостью вокруг центральной нервной системы. Жидкость смягчает механические воздействия, поэтому нервная ткань получает дополнительную защиту.

От спинного мозга отходят задние и передние корешки. По задним корешкам чувствительные импульсы идут от рецепторов в спинной мозг, а по передним двигательные импульсы направляются от него к мышцам. Корешки соединяются, поэтому образуется спинномозговой нерв, который содержит волокна обоих направлений и называется смешанным.

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции. Рефлекторная дуга — это путь, по которому импульс идёт от рецептора через нервные клетки к органу, выполняющему ответ; так может возникнуть быстрое движение в ответ на раздражение. Проводящие пути белого вещества передают сигналы между спинным и головным мозгом, позволяя мозгу получать информацию о теле и направлять команды.

Строение и функции спинного мозга

В таблице сопоставлены основные структуры спинного мозга и их роль. Проследи направление импульса: от рецептора он движется к спинному мозгу по заднему корешку, а к мышце — по переднему. Так легче увидеть, как строение нервной системы связано с её работой.

Разбор задач

Задача: человек отдёрнул руку после прикосновения к горячему предмету. Определите, какая функция спинного мозга проявилась. Здесь нужно выяснить, является ли быстрое движение передачей сигнала к головному мозгу или непосредственным ответом на раздражение. Для этого проследим путь сигнала от кожи до мышцы.

1. Прикосновение к горячему предмету раздражает рецепторы кожи. Рецептор превращает воздействие в нервный импульс, который поступает по чувствительному пути.
2. Импульс направляется к спинному мозгу по заднему корешку. В нервных центрах спинного мозга сигнал участвует в формировании ответа.
3. Двигательный импульс выходит из спинного мозга по переднему корешку и достигает мышц руки. Мышцы сокращаются, поэтому рука отдёргивается.

Ответ: проявилась рефлекторная функция спинного мозга. Быстрый ответ обеспечила рефлекторная дуга; осознанное ощущение боли и подробная оценка ситуации связаны также с работой головного мозга.

Задача: установите, по каким корешкам импульс поступает в спинной мозг от рецептора и по каким выходит к мышце. Нужно различать направление сигнала относительно спинного мозга. Сначала определим, какой импульс несёт информацию о раздражении, а затем — какой вызывает движение.

1. Рецептор воспринимает воздействие и передаёт чувствительный импульс к центральной нервной системе. Значит, сигнал направлен внутрь спинного мозга.
2. Чувствительные импульсы входят в спинной мозг по задним корешкам. Это можно проверить по направлению: задние корешки ведут от рецепторов к мозгу.
3. Команда мышце является двигательной и направлена от спинного мозга. Она выходит по передним корешкам, после чего достигает мышцы.

Ответ: от рецептора импульс поступает по заднему корешку, а к мышце выходит по переднему. Проверяй себя вопросом «куда направлен сигнал»: входящий чувствительный сигнал идёт по заднему корешку, исходящая двигательная команда — по переднему.

Задача: после повреждения участка белого вещества нарушилась передача сигналов между спинным и головным мозгом, но местный рефлекс сохранился. Объясните наблюдение. Для решения нужно не смешивать две функции: проведение сигналов на большие расстояния и организацию ответа на месте.

1. Белое вещество содержит длинные отростки, объединённые в проводящие пути. Их повреждение мешает сигналам проходить между спинным и головным мозгом.
2. Рефлекторная дуга может замыкаться на уровне спинного мозга. Если её участки и необходимые нервные клетки не повреждены, местный ответ сохраняется.
3. Следовательно, нарушение передачи между отделами не обязательно означает потерю всех рефлексов. Результат зависит от того, какие именно структуры повреждены.

Ответ: повреждение белого вещества нарушило проводниковую функцию, а сохранность местной рефлекторной дуги позволила рефлексу продолжаться. Серое и белое вещество связаны в работе, но выполняют разные роли.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что серое вещество расположено снаружи, а белое внутри. Так можно ошибиться, если переносить на спинной мозг представление о расположении веществ в других отделах нервной системы. Проверь себя по поперечному срезу: у спинного мозга серое вещество находится в центре, а белое окружает его.

Ошибка: путать задние и передние корешки. Это происходит, когда запоминают только названия, но не связывают их с направлением импульса. Проверка простая: чувствительный сигнал входит по заднему корешку, двигательная команда выходит по переднему.

Ошибка: называть спинномозговой нерв только чувствительным или только двигательным. Иногда свойства нерва ошибочно переносят на один из корешков, хотя нерв образуется при их соединении. Если в составе есть волокна обоих направлений, нерв смешанный; значит, спинномозговой нерв проводит и чувствительные, и двигательные импульсы.

Ошибка: сводить работу спинного мозга только к рефлексам. Быстрые движения заметны, поэтому роль спинного мозга в передаче сигналов может остаться без внимания. Проверь себя: помимо рефлекторной функции, у спинного мозга есть проводниковая — она связывает его с головным мозгом и органами.

Связь с другими темами

Для понимания спинного мозга полезно знать строение нейрона и направление проведения нервного импульса. Понятие рефлекторной дуги помогает разобраться, как сигнал от рецептора превращается в ответ организма. Эти знания позволяют проследить путь импульса через корешки и нервные центры.

Тема связана с изучением головного мозга и других отделов центральной нервной системы. Представление о проводящих путях пригодится при объяснении того, как мозг управляет движениями и работой внутренних органов. А знание рефлексов помогает понять, почему некоторые ответы организма возникают быстро и без сознательного решения.

Что запомнить

• Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга.
• Спинной мозг расположен в позвоночном канале и защищён оболочками и спинномозговой жидкостью.
• Серое вещество находится внутри, белое — снаружи.
• Задние корешки проводят чувствительные импульсы к спинному мозгу.
• Передние корешки проводят двигательные импульсы от спинного мозга.
• Спинномозговой нерв образуется при соединении переднего и заднего корешков.
• Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции.