§ 6. Спинной мозг

Определения и обозначения

Спинной мозг — отдел центральной нервной системы, расположенный в позвоночном канале. Он участвует в рефлексах и передаёт нервные импульсы между головным мозгом и органами тела. Благодаря этому организм может быстро отвечать на раздражители, а головной мозг получает сведения о состоянии тела.

Сегмент спинного мозга — участок, от которого отходит пара спинномозговых нервов. Сегменты связаны с определёнными областями тела, поэтому по ним можно понять, откуда приходит сигнал и куда направляется ответ. Число сегментов соответствует числу пар спинномозговых нервов.

Серое вещество спинного мозга — скопление тел нейронов и их коротких отростков. Оно находится внутри спинного мозга и участвует в замыкании рефлекторных дуг. Это позволяет некоторым ответам организма возникать быстро, без обязательного участия головного мозга.

Белое вещество спинного мозга — скопление нервных волокон, то есть длинных отростков нейронов. Оно окружает серое вещество, а по его волокнам импульсы проходят между спинным и головным мозгом. Так головной мозг получает информацию от тела и посылает команды органам.

Как это устроено

Спинной мозг лежит внутри позвоночного канала, который образован позвонками. Он продолжается от продолговатого мозга и заканчивается ниже в позвоночном канале, выше копчика. Позвонки и оболочки защищают нервную ткань от повреждений, потому что она особенно чувствительна к травмам.

Спинной мозг разделён на сегменты, и от каждого отходит пара спинномозговых нервов. У каждого нерва сначала есть два корешка — передний и задний, которые несут импульсы в разных направлениях. Когда корешки соединяются, получается один нерв, способный передавать и чувствительные, и двигательные сигналы.

На поперечном срезе серое вещество находится в центре и по очертаниям напоминает бабочку, а белое окружает его снаружи. Такое расположение связано с разными задачами этих частей: в сером веществе расположены нервные клетки, которые участвуют в обработке сигнала и рефлексах. В белом проходят длинные нервные волокна, соединяющие разные участки нервной системы.

Задние корешки проводят сигналы от рецепторов к спинному мозгу. Рецепторы воспринимают изменения, например прикосновение или тепло, а затем импульс поступает в нервную систему. Передние корешки проводят команды от спинного мозга к мышцам и другим рабочим органам, поэтому по ним импульсы направлены от центральной нервной системы.

В сером веществе могут замыкаться рефлекторные дуги — пути, по которым сигнал проходит от рецептора к органу, выполняющему ответ. Поэтому некоторые реакции возникают быстро: головной мозг может получить информацию позже, но для самого ответа сигнал уже обработан в спинном мозге. Белое вещество выполняет другую задачу: его проводящие пути передают импульсы вверх к головному мозгу и вниз от него.

Части спинного мозга и их особенности

Сначала определите, о какой части спинного мозга идёт речь, а затем сравните её расположение и строение с основной ролью. Так легче отличить место обработки рефлекторных сигналов от путей, по которым импульсы перемещаются. Если нужно определить направление передачи, ориентируйтесь на корешок: задний ведёт сигнал к спинному мозгу, передний — от него.

Разбор задач

Прикосновение к горячему предмету

При прикосновении к горячему предмету человек быстро отдёргивает руку. Определите, какую роль в этой реакции играет спинной мозг. Нужно проследить путь сигнала от кожи до мышцы и выяснить, где возникает ответ.

1. Рецепторы кожи воспринимают сильное тепло и посылают чувствительный импульс по нерву и заднему корешку к спинному мозгу.
2. В сером веществе импульс включается в рефлекторную дугу, которая связывает поступивший сигнал с ответной командой.
3. Двигательный импульс идёт от спинного мозга по переднему корешку к мышцам руки, и мышцы сокращаются.

Ответ: спинной мозг участвует в обработке сигнала и передаче команды мышцам, поэтому рука быстро отдёргивается. Для самой реакции не требуется, чтобы команда сначала прошла через головной мозг, хотя информация о боли и тепле до него также доходит.

Повреждение заднего корешка

Повреждён задний корешок одного из спинномозговых нервов. Какие изменения чувствительности можно ожидать в соответствующей области тела и почему? Чтобы ответить, важно определить направление импульсов именно по заднему корешку.

1. Задний корешок проводит сигналы от рецепторов к спинному мозгу.
2. При его повреждении часть сигналов от рецепторов соответствующей области не сможет нормально поступать в центральную нервную систему.
3. Поэтому чувствительность в этой области может снизиться или нарушиться: человеку будет труднее воспринимать прикосновение, температуру или другие раздражители.

Ответ: ожидается нарушение чувствительности в области тела, связанной с повреждённым корешком. Причина — прерывание пути, по которому чувствительные импульсы направляются к спинному мозгу; двигательные сигналы по переднему корешку этим повреждением напрямую не затрагиваются.

Повреждение передних корешков

Повреждены передние корешки спинномозговых нервов в определённом участке. Объясните, почему в соответствующих мышцах могут нарушиться движения, хотя чувствительность сохранится. Здесь нужно сопоставить функции передних и задних корешков.

1. Передние корешки проводят двигательные импульсы от спинного мозга к мышцам.
2. Если этот путь повреждён, команды могут не доходить до мышц или доходить хуже, поэтому движения в соответствующей области нарушаются.
3. Чувствительные сигналы идут в обратном направлении — от рецепторов по задним корешкам, поэтому при сохранности этих корешков чувствительность может оставаться.

Ответ: движения могут ослабнуть или нарушиться из-за прерывания двигательного пути, а чувствительность сохранится, если задние корешки не повреждены. Вывод основан на разделении функций: передний корешок проводит команды к рабочим органам, задний — сигналы от рецепторов.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать, что серое вещество находится снаружи, а белое внутри. Так можно подумать, если перенести на спинной мозг представление о строении других отделов нервной системы. Проверьте себя по поперечному срезу: серое вещество расположено в центре, белое его окружает.

• Ошибка — путать направления проведения импульсов по корешкам. Названия «передний» и «задний» сами по себе не объясняют направление, поэтому их легко запомнить неверно. Проверка простая: задний корешок несёт чувствительные сигналы к спинному мозгу, передний — двигательные от него.

• Ошибка — называть спинномозговой нерв только чувствительным или только двигательным. Это происходит, если учитывать лишь один из корешков, а не весь нерв. Чтобы проверить ответ, вспомните, что нерв образуется при соединении обоих корешков и проводит импульсы в двух направлениях.

• Ошибка — считать, что любой ответ организма обязательно проходит через головной мозг. Такое представление не учитывает быстрые рефлексы, дуги которых замыкаются в спинном мозге. Проверьте себя: если ответ связан со спинальным рефлексом, его начальный путь от рецептора к исполнительному органу может замкнуться в сером веществе спинного мозга.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в работе спинного мозга, полезно вспомнить строение нейрона и то, как по нему передаётся нервный импульс. Также важно знать, что такое рефлекторная дуга: это путь от воспринимающего раздражение рецептора к органу, который выполняет ответ. Эти понятия помогают проследить, как сигнал проходит через корешки и серое вещество.

Знание строения спинного мозга пригодится при изучении нервной регуляции движений и работы головного мозга. Оно также помогает понять, почему повреждение разных частей нервной системы приводит к разным последствиям: нарушение чувствительного пути отличается от нарушения двигательного. Так строение нервных структур связывается с их функциями.

Что запомнить

• Спинной мозг расположен в позвоночном канале и относится к центральной нервной системе.
• Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводящую функции.
• 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 и является смешанным.