§ 15. Спинной мозг

Определения и обозначения

Спинной мозг — отдел центральной нервной системы, расположенный в позвоночном канале и обеспечивающий рефлекторную и проводниковую функции. Проще говоря, он одновременно быстро отвечает на некоторые раздражения и служит «линией связи» между головным мозгом и телом. Это нужно для движений, чувствительности и работы внутренних органов.

Серое вещество — внутренний слой спинного мозга, образованный главным образом телами нервных клеток и их отростками. В нём расположены нервные центры, где сигналы переключаются и обрабатываются. Поэтому серое вещество необходимо для замыкания рефлексов.

Белое вещество — наружный слой спинного мозга, состоящий преимущественно из нервных волокон, образующих восходящие и нисходящие проводящие пути. Восходящие пути несут информацию к головному мозгу, а нисходящие проводят команды к органам. Благодаря белому веществу части нервной системы работают согласованно.

Спинномозговой нерв — смешанный нерв, который образуется при соединении чувствительного заднего и двигательного переднего корешков. Он содержит волокна обоих направлений, поэтому проводит сигналы и к спинному мозгу, и от него. Так центральная нервная система связывается с определённым участком тела.

Как это устроено

Спинной мозг лежит внутри позвоночного канала, поэтому позвонки защищают его от повреждений. Сверху он продолжается от продолговатого мозга, а внизу постепенно сужается и заканчивается мозговым конусом. Такое положение позволяет ему быть связующим звеном между головным мозгом и нервами туловища и конечностей.

Спинной мозг разделён на сегменты, потому что от каждого его участка должны отходить нервы к определённой области тела. С каждым сегментом связана пара спинномозговых нервов — справа и слева. Всего таких пар 31, и их распределение помогает организовать связь мозга с кожей, мышцами и внутренними органами.

Каждый спинномозговой нерв соединяется со спинным мозгом двумя корешками. Задний корешок приносит к нему импульсы от рецепторов, воспринимающих прикосновение, боль, температуру и положение тела. Передний корешок уносит от спинного мозга двигательные команды к мышцам и другим исполнительным органам.

На поперечном срезе серое вещество находится внутри и напоминает бабочку или букву «Н», потому что здесь сосредоточены тела нервных клеток и места переключения сигналов. Белое вещество располагается снаружи, поскольку его многочисленные волокна образуют длинные пути вдоль спинного мозга. Такое расположение позволяет внутренним центрам быстро связываться с проходящими по периферии проводниками.

Серое вещество замыкает безусловные рефлексы: сигнал от рецептора поступает в него, переключается и вызывает ответ, например сокращение мышцы. Белое вещество проводит импульсы между спинным и головным мозгом, поэтому человек может осознавать ощущения и выполнять команды высших отделов. Если проводящие пути повреждены, связь между мозгом и органами нарушается даже при сохранении отдельных рефлексов.

Строение и функции отделов спинного мозга

Сначала определите, идёт ли сигнал к спинному мозгу или от него, а затем найдите соответствующую структуру. Для описания поперечного среза запомните правило: серое вещество внутри, белое снаружи. Если нужно объяснить рефлекс, ищите в таблице серое вещество, а если речь идёт о передаче сигнала на большое расстояние — белое.

Разбор задач

Задача 1

На схеме поперечного среза показаны внутреннее вещество в форме бабочки и окружающий его слой. Нужно определить структуры и назвать их функции. Форма и положение помогают решить задачу даже без подписей.

1. Внутренняя часть в форме бабочки — серое вещество, поскольку оно образует центральные выступы.
2. Окружающий слой — белое вещество, расположенное по краям среза.
3. Серое вещество замыкает рефлексы, а белое проводит импульсы вверх к головному мозгу и вниз к органам.

Ответ: внутри находится серое вещество, выполняющее рефлекторную функцию; снаружи — белое вещество, выполняющее проводниковую функцию.

Задача 2

Человек отдёрнул руку от горячего предмета. Нужно проследить путь сигнала от рецептора до мышцы и указать место замыкания рефлекса. Быстрый ответ возможен потому, что для него не требуется сначала ждать обработки сигнала в головном мозге.

1. Рецепторы кожи воспринимают высокую температуру и формируют чувствительный импульс.
2. Импульс идёт по чувствительному волокну через задний корешок в серое вещество спинного мозга.
3. В сером веществе сигнал переключается на двигательный нейрон, после чего команда выходит через передний корешок.
4. По двигательному волокну импульс достигает мышц, и они сокращаются, отдёргивая руку.

Ответ: путь таков: рецептор кожи — задний корешок — серое вещество спинного мозга — передний корешок — мышца. Рефлекс замыкается в сером веществе спинного мозга.

Задача 3

После повреждения заднего корешка у животного исчезла чувствительность участка кожи, но движения сохранились. Нужно объяснить, почему нарушился только один вид сигналов, и сравнить результат с повреждением переднего корешка. Для этого достаточно различить направления проведения по корешкам.

1. Задний корешок проводит чувствительные импульсы от кожи к спинному мозгу, поэтому его повреждение прерывает поступление сигналов.
2. Передний корешок остаётся целым и продолжает проводить двигательные команды к мышцам, поэтому движение сохраняется.
3. При повреждении переднего корешка произошло бы обратное: чувствительность сохранилась бы, а произвольные движения соответствующих мышц нарушились бы.

Ответ: повреждение заднего корешка вызывает потерю чувствительности, а повреждение переднего — нарушение двигательной функции при сохранении чувствительности.

Типичные ошибки

Серое вещество находится снаружи. Так думают, потому что в головном мозге серое вещество образует кору. Проверка простая: для спинного мозга нужно запомнить форму бабочки внутри белого слоя.

Задний корешок двигательный, а передний чувствительный. Ошибку вызывает попытка запомнить названия без направления сигнала. Проверьте себя вопросом: задний корешок приносит импульс к спинному мозгу, передний выносит команду от него.

Спинной мозг и спинномозговые нервы — одно и то же. Спинной мозг относится к центральной нервной системе, а нервы — к периферической. Если структура находится внутри позвоночного канала и содержит серое и белое вещество, это спинной мозг, а не нерв.

Любая реакция сначала обрабатывается головным мозгом. Многие безусловные рефлексы замыкаются быстрее в сером веществе спинного мозга. Чтобы проверить ответ, найдите участок рефлекторной дуги, где сигнал переключается на двигательный нейрон.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о нервной системе, нейроне, нервном импульсе и рефлексе. Строение спинного мозга помогает изучить рефлекторную дугу, головной мозг и нервную регуляцию внутренних органов. Эти сведения также объясняют последствия травм позвоночника: повреждение корешков или проводящих путей может нарушить чувствительность и движения.

Что запомнить

• Спинной мозг находится в позвоночном канале.
• Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функции.
• Серое вещество расположено внутри и содержит тела нервных клеток.
• Белое вещество расположено снаружи и образовано нервными волокнами.
• Задние корешки проводят чувствительные импульсы к спинному мозгу.
• Передние корешки проводят двигательные импульсы от спинного мозга.
• При соединении корешков образуется смешанный спинномозговой нерв.