второе высшее образование "психология" в формате MBA
предмет: Анатомия и эволюция нервной системы человека.
Методичка "Анатомия центральной нервной системы"
6.2. Внутреннее строение спинного мозга
6.2.1. Серое вещество спинного мозга
6.2.2. Белое вещество
6.3. Рефлекторные дуги спинного мозга
6.4. Проводящие пути спинного мозга
6.1. Общий обзор спинного мозга
Спинной мозг лежит в позвоночном канале и представляет собой тяж длиной 41 - 45 см (у взрослого человека среднего роста. Он начинается на уровне нижнего края большого затылочного отверстия, где выше расположен головной мозг. Нижняя часть спинного мозга сужается в виде конуса спинного мозга.
Вначале, на втором месяце внутриутробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, а затем вследствие более быстрого роста позвоночника отстает в росте и перемещается вверх. Ниже уровня окончания спинного мозга находится терминальная нить, окруженная корешками спинномозговых нервов и оболочками спинного мозга (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Расположение спинного мозга в спинномозговом канале позвоночника :
Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и поясничное, В этих утолщениях находятся скопления нейронов, иннервирующих конечности, и из этих утолщений выходят нервы, идущие к рукам и ногам. В поясничном отделе корешки идут параллельно концевой нити и образуют пучок, носящий название конского хвоста.
Передней срединной щелью и задней срединной бороздкой спинной мозг делится на две симметричные половины. Эти половины, в свою очередь, имеют по две слабовыраженные продольные борозды, из которых выходят передние и задние корешки, формирующие затем спинномозговые нервы. Благодаря наличию борозд каждая из половин спинного мозга разделена на три испольных тяжа, называемых канатиками: передний, боковой и задний. Между передней срединной щелью и переднебоковой бороздой (местом выхода передних корешков спинного мозга) с каждой стороны находится передний канатик. Между переднебоковой и заднебоковой бороздами (вход задних корешков) на поверхности правой и левой сторон спинного мозга формируется боковой канатик. Позади заднебоковой борозды, по бокам от задней срединной борозды, находится задний канатик спинного мозга (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Канатики и корешки спинного мозга:
1 - передние канатики;
2 — боковые канатики;
3 — задние канатики;
4 — серое ещество;
5 — передние корешки;
6 — задние корешки;
7 — спинномозговые нервы;
8 — спинномозговые узлы
Участок спинного мозга, соответствующий двум парам корешков спинномозговых нервов (двум передним и двум задним, по одному с каждой стороны), называют сегментом спинного мозга.Различают 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 копчиковый сегмент (всего 31 сегмент).
Передний корешок образован аксонами двигательных (моторных) нейронов. По нему нервные импульсы направляются от спинного мозга к органам. Именно поэтому он «выходит». Задний корешок, чувствительный, образован совокупностью аксонов псевдоунинолярнмх нейронов, чьи тела образуют спинномозговой узел, располагающийся в позвоночном канале за пределами ЦН С. По этому корешку в спинной мозг поступает информация от внутренних органов. Поэтому этот корешок «входит». На протяжении спинного мозга с каждой стороны имеется 31 пара корешков, образующих 31 пару спинномозговых нервов.
6.2. Внутреннее строение спинного мозга
Спинной мозг состоит из серого и белого вещества. Серое вещество со всех сторон окружено белым, т. е. тела нейронов со всех сторон окружены проводящими путями.
6.2.1. Серое вещество спинного мозга
В каждой из половин спинного мозга серое вещество образует два неправильной формы вертикальных тяжа с передними и задними выступами — столбами, соединенными перемычкой, в середине которых заложен центральный канал, проходящий вдоль спинного мозга и содержащий спинномозговую жидкость. Вверху канал сообщается с IV желудочком головного мозга.
При горизонтальном срезе серое вещество напоминает «бабочку» или букву «Н». В грудном и верхнем поясничном отделах имеются также боковые выступы серого вещества. Серое вещество спинного мозга образовано телами нейронов, частично безмиелиновыми и тонкими миелиновыми волокнами, а также нейроглиальными клетками.
В передних рогах серого вещества расположены тела нейронов спинного мозга, выполняющих моторную функцию. Это так называемые корешковые клетки, так как аксоны этих клеток составляют основную массу волокон передних корешков спинно-мозговых нервов (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Разновидности клеток спинного мозга :
В составе спинномозговых нервов они направляются к мышцам и участвуют в формировании позы и движениях (как произвольных, так и непроизвольных). Здесь следует отметить, что именно через произвольные движения осуществляется все богатство взаимодействия человека с окружающим миром, как точно отметил И. М. Сеченов в работе «Рефлексы головного мозга». В своей концептуальной книге великий русский физиолог писал: «Смеется ли ребенок при виде игрушки... дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон законы всемирного тяготения и пишет их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение».
Другой крупный физиолог XIX в., Ч. Шеррингтон ввел понятие спинномозговой «воронки», подразумевая, что на мотонейронах спинного мозга сходится множество нисходящих влияний со всех этажей ЦНС — от продолговатого мозга до коры больших полушарий. Для обеспечения такого взаимодействия двигательных клеток передних рогов с другими участками ЦНС на мотонейронах образуется огромное количество синапсов — до 10 тысяч на одной клетке, а сами они относятся к наиболее крупным клеткам человека.
В составе задних рогов имеется большое количество вставочных нейронов (интернейронов), с которыми контактирует большая часть аксонов, идущих от чувствительных нейронов, расположенных в спинальных ганглиях в составе задних корешков. Вставочные нейроны спинного мозга делятся на две группы, которые, в свою очередь, подразделяются на более мелкие популяции- это внутренние клетки (neurocytus internus) и пучковые клетки (neurocytus funicularis).
В свою очередь, внутренние клетки делятся на ассоциативные нейроны, аксоны которых заканчиваются на разных уровнях в пределах серого вещества своей половины спинного мозга (что обеспечивает связь между разными уровнями с одной стороны спинного мозга), и комиссуральные нейроны, аксоны которых заканчиваются на противоположной стороне спинного мозга (этим достигается функциональная связь двух половин спинного мозга). Отростки обоих типов нейронов нервных клеток заднего рога осуществляют связь с нейронами выше- и нижележащих соседних сегментов спинного мозга, помимо этого они могут контактировать и с мотонейронами своего сегмента.
На уровне грудных сегментов в структуре серого вещества по-являются боковые рога. В них находятся центры вегетативной нервной системы. В боковых рогах грудного и верхних сегментах поясничного отделов спинного мозга расположены спинальные центры симпатической нервной системы, которые иннервируют сердце, сосуды, бронхи, пищеварительный тракт, мочеполовую систему. Здесь находятся нейроны, чьи аксоны связанны с периферическими симпатическими ганглиями (рис. 6.4).
Рис. 6.4. Соматическая и вегетативная рефлекторная дуга спинного мозга:
а — соматическая рефлекторная дуга; б — вегетативная рефлекторная дуга;
1 — чувствительный нейрон;
2 — вставочный нейрон;
3 — двигательный нейрон;
6 — задние рога;
7 — передние рога;
8 — боковые рога
Нервные центры спинного мозга являются рабочими центрами. Их нейроны непосредственно связаны и с рецепторами, и с рабочими органами. Надсегментарные центры ЦНС непосредственного контакта с рецепторами или органами-эффекторами не имеют. Они обмениваются с периферией информацией посредством сегментарных центров спинного мозга.
6.2.2. Белое вещество
Белое вещество спинного мозга составляет передний, боковой и задний канатики и образовано преимущественно продольно идущими миелинизированными нервными волокнами, формирующими проводящие пути. Выделяют три основных вида волокон:
1) волокна, соединяющие участки спинного мозга на различных уровнях;
2) двигательные (нисходящие) волокна, идущие из головного мозга в спинной к мотонейронам, лежащим в передних рогах спинного мозга и дающим начало передним двигательным корешкам;
3) чувствительные (восходящие) волокна, которые частично являются продолжением волокон задних корешков, частично — отростками клеток спинного мозга и восходят кверху к головному мозгу.
6.3. Рефлекторные дуги спинного мозга
Перечисленные выше анатомические образования являются морфологическим субстратом рефлексов, в том числе замыкающихся в спинном мозге. Простейшая рефлекторная дуга включает чувствительный и эффекторный (двигательный) нейроны, по которым нервный импульс движется от рецептора к рабочему органу, называемому эффектором
(рис. 6.5, а).
Рис. 6.5. Рефлекторные дуги спинного мозга:
а — двухнейронная рефлекторная дуга;
б — трехнейронная рефлекторная дуга;
1 — чувствительный нейрон;
2 — вставочный нейрон;
3 — двигательный нейрон;
4 — задний (чувствительный) корешок;
5 — передний (двигательный) корешок;
6 — задние рога;
7 — передние рога
Примером простейшего рефлекса может служить коленный рефлекс, возникающий в ответ на кратковременное растяжение четырехглавой мышцы бедра легким ударом по ее сухожилию ниже коленной чашечки. После короткого латентного (скрытого) периода происходит сокращение четырехглавой мышцы, в результате которого приподнимается свободно висящая нижняя часть ноги.
Однако большая часть спииальных рефлекторных дуг имеет трехнейронное строение (рис. 6.5, б). Тело первого чувствительного (псевдоуниполярного) нейрона находится в спинномозговом узле. Его длинный отросток связан с рецептором, воспринимающим внешнее или внутреннее раздражение. От тела нейрона по короткому аксону нервный импульс через чувствительные корешки спинномозговых нервов направляется в спинной мозг, где образует синапсы с телами вставочных нейронов. Аксоны вставочных нейронов могут передавать информацию в вышележащие отделы ЦНС или к мотонейронам спинного мозга. Аксон мотонейрона в составе передних корешков выходит из спинного мозга как часть спинномозговых нервов и направляется к рабочему органу, вызывая изменение его функции.
Каждый спинальный рефлекс, вне зависимости от выполняемой функции, имеет свое рецептивное поле и свою локализацию (место нахождения), свой уровень. Кроме двигательных рефлекторных дуг на уровне грудного и крестцового отделов спинного мозга замыкаются вегетативные рефлекторные дуги, осуществляющие контроль нервной системы за деятельностью внутренних органов.
6.4. Проводящие пути спинного мозга
Различают восходящие и нисходящие пути спинного мозга.
По первым информация от рецепторов и самого спинного мозга поступает в вышележащие отделы ЦНС (табл. 6.1), по вторым информация из высших центров мозга направляется к мотонейронам спинного мозга.
Табл. 6.1. Основные восходящие пути спинного мозга:
Схема расположения проводящих путей на срезе спинного мозга показана на рис. 6.6.
Рис 6.6 Проводящие пути спинного мозга:
1-нежный(тонкий);
2-кленовидный;
3-заднийспинномозжечковый;
4- передний спмнномозежечковый;
5-спиноталаматический;
6-короткоспинальный;
7- короткоспинальный передний;
8-руброспинальный;
9-ретикулоспинальный;
10- тектоспинальный
Строение спинного мозга
Спинной мозг , medulla spinalis (греч. myelos), лежит в позвоночном канале и у взрослых представляет собой длинный (45 см у мужчин и 41-42 см у женщин), несколько сплюснутый спереди назад цилиндрический тяж, который вверху (краниально) непосредственно переходит в продолговатый мозг, а внизу (каудально) оканчивается коническим заострением, conus medullaris, на уровне II поясничного позвонка . Знание этого факта имеет практическое значение (чтобы не повредить спинной мозг при поясничном проколе с целью взятия спинномозговой жидкости или с целью спинномозговой анестезии, надо вводить иглу шприца между остистыми отростками III и IV поясничных позвонков).
От conus medullaris отходит книзу так называемая концевая нить , filum terminale, представляющая атрофированную нижнюю часть спинного мозга, которая внизу состоит из продолжения оболочек спинного мозга и прикрепляется ко II копчиковому позвонку.
Спинной мозг на своем протяжении имеет два утолщения, соответствующих корешкам нервов верхней и нижней конечностей: верхнее из них называется шейным утолщением , intumescentia cervicalis, а нижнее - пояснично-крестцовым , intumescentia lumbosacralis. Из этих утолщений более обширно пояснично-крестцовое, но более дифференцировано шейное, что связано с более сложной иннервацией руки как органа труда. Образовавшимися вследствие утолщения боковых стенок спинномозговой трубки и проходящими по средней линии передней и задней продольными бороздами : глубокой fissura mediana anterior, и поверхностной, sulcus medianus posterior, спинной мозг делится на две симметричные половины - правую и левую; каждая из них в свою очередь имеет слабо выраженную продольную борозду, идущую по линии входа задних корешков (sulcus posterolateralis) и по линии выхода передних корешков (sulcus anterolateralis).
Эти борозды делят каждую половину белого вещества спинного мозга на три продольных канатика : передний - funiculus anterior, боковой - funiculus lateralis и задний - funiculus posterior. Задний канатик в шейном и верхнегрудном отделах делится еще промежуточной бороздкой, sulcus intermedius posterior, на два пучка: fasciculus gracilis и fasciculus cuneatus . Оба эти пучка под теми же названиями переходят вверху на заднюю сторону продолговатого мозга.
На той и другой стороне из спинного мозга выходят двумя продольными рядами корешки спинномозговых нервов. Передний корешок , radix ventral is s. anterior, выходящий через sulcus anterolateralis, состоит из нейритов двигательных (центробежных, или эфферентных) нейронов , клеточные тела которых лежат в спинном мозге, тогда как задний корешок , radix dorsalis s. posterior, входящий в sulcus posterolateralis, содержит отростки чувствительных (центростремительных, или афферентных) нейронов , тела которых лежат в спинномозговых узлах.
На некотором расстоянии от спинного мозга двигательный корешок прилегает к чувствительному и они вместе образуют ствол спинномозгового нерва, truncus n. spinalis, который невропатологи выделяют под именем канатика, funiculus. При воспалении канатика (фуникулит) возникают сегментарные расстройства одновременно двигательной и чувствительной
сфер; при заболевании корешка (радикулит) наблюдаются сегментарные нарушения одной сферы - или чувствительной, или двигательной, а при воспалении ветвей нерва (неврит) расстройства соответствуют зоне распространения данного нерва. Ствол нерва обычно очень короткий, так как по выходе из межпозвоночного отверстия нерв распадается на свои основные ветви.
В межпозвоночных отверстиях вблизи места соединения обоих корешков задний корешок имеет утолщение - спинномозговой узел , ganglion spinale, содержащий ложноуниполярные нервные клетки (афферентные нейроны) с одним отростком, который делится затем на две ветви: одна из них, центральная, идет в составе заднего корешка в спинной мозг, другая, периферическая, продолжается в спинномозговой нерв. Таким образом, в спинномозговых узлах отсутствуют синапсы, так как здесь лежат клеточные тела только афферентных нейронов. Этим названные узлы отличаются от вегетативных узлов периферической нервной системы, так как в последних вступают в контакты вставочные и эфферентные нейроны. Спинномозговые узлы крестцовых корешков лежат внутри крестцового канала, а узел копчикового корешка - внутри мешка твердой оболочки спинного мозга.
Вследствие того, что спинной мозг короче позвоночного канала, место выхода нервных корешков не соответствует уровню межпозвоночных отверстий. Чтобы попасть в последние, корешки направляются не только в стороны от мозга, но еще и вниз, при этом тем отвеснее, чем ниже они отходят от спинного мозга. В поясничной части последнего нервные корешки спускаются к соответствующим межпозвоночным отверстиям параллельно filum terminate, облекая ее и conus medullaris густым пучком, который носит название конского хвоста , cauda equina.
Все системы и органы в организме человека взаимосвязаны. И всеми функциями управляют два центра: . Сегодня мы расскажем о , и о содержащемся в нем белом образовании. Белое вещество спинного мозга (substantia alba) - это сложная система безмиелиновых нервных волокон различной толщины и протяженности. В эту систему входят и опорная нервная ткань, и кровеносные сосуды, окруженные соединительной тканью.
Из чего состоит белое вещество? В веществе много отростков нервных клеток, они составляют проводящие пути спинного мозга:
- нисходящие пучки (эфферентные, двигательные), они идут к клеткам передних рогов спинного мозга человека от головного мозга.
- восходящие (афферентные, чувствительные) пучки, которые направляются к мозжечку и центрам большого мозга.
- короткие пучки волокон, которые связывают сегменты спинного мозга, они присутствуют на различных уровнях спинного мозга.
Основные параметры белого вещества
Спинной мозг - это особая субстанция, расположенная внутри костной ткани. Располагается эта важная система в человеческом хребте. В разрезе структурная единица напоминает бабочку, белое и серое вещество в нем располагается равномерно. Внутри спинного мозга белая субстанция покрыта серой, она составляет центр структуры.
Белое вещество разделено на сегменты, разделителями служат боковые, передняя и задняя борозды. Они образуют спинальные канатики:
- Боковой канатик располагается между передним и задним рогом спинного мозга. В нем расположены нисходящие и восходящие пути.
- Задний канатик находится между передним и задним рогом серого вещества. Содержат клиновидные, нежные, восходящие пучки. Они разделяются между собой, задние промежуточные борозды служат разделителями. Клиновидный пучок отвечает за проведение импульсов от верхних конечностей. От нижних конечностей в головной мозг импульсы передает нежный пучок.
- Передний канатик белого вещества расположен между передней щелью и передним рогом серого вещества. Здесь содержатся нисходящие пути, через них сигнал идет от коры, а также от среднего мозга к важным системам человека.
Структура белого вещества - это сложная система мякотных волокон разной толщины, она вместе с опорной тканью получила название нейроглии. В ее составе есть мелкие кровеносные сосуды, не имеющие почти соединительной ткани. Две половины белого вещества связаны между собой спайкой. Белая спайка идет и в области поперечно-тянущегося спинномозгового канала, расположенного впереди центрального. Волокна связаны в пучки, проводящие нервные импульсы.
Основные восходящие пути
Задача восходящих путей - передача импульсов от периферических нервов в головной мозг, чаще всего в корковую и мозжечковую области ЦНС. Есть восходящие пути слишком спаянные между собой, их нельзя расценивать отдельно друг от друга. Выделим шесть спаянных и самостоятельных восходящих пучков белого вещества.
- Клиновидный пучок Бурдаха и тонкий пучок Голля (на рисунке 1,2). Пучки состоят из клеток спинальных ганглиев. Клиновидный пучок - это 12 верхних сегментов, тонкий пучок - 19 нижних. Волокна этих пучков идут в спинной мозг, проходят через задние корешки, обеспечивая доступ к особым нейронам. Они в свою очередь идут к одноименным ядрам.
- Латеральный и вентральный пути. Они состоят из чувствительных клеток спинномозговых ганглиев, отходящих к задним рогам.
- Спинно-мозжечковый путь Говерса. В нем содержатся особые нейроны, они идут в область ядра Кларка. Они поднимаются до верхних отделов ствола нервной системы, там посредством верхних ножек входят в ипсилатеральную половину мозжечка.
- Спинно-мозжечковый путь Флексинга. В самом начале пути содержатся нейроны спинномозговых узлов, затем путь идет к клеткам ядра в промежуточной зоне серого вещества. Нейроны проходят через нижнюю ножку мозжечка, достигают продольный мозг.
Главные нисходящие пути
Нисходящие пути связаны с ганглиями и областью серого вещества. По пучкам передаются нервные импульсы, они исходят из нервной системы человека и направляются на периферию. Эти пути еще недостаточно изучены. Они переплетаются зачастую между собой, образуя монолитные структуры. Некоторые пути не могут рассматриваться без разделения:
- Латеральный и вентральный кортикоспинальные пути. Они начинаются от пирамидных нейронов моторной зоны коры головного мозга в их нижней части. Затем волокна проходят через основание среднего мозга, большие полушария головного мозга, переходят по вентральным отделам Варолиева, продолговатого мозга, доходя до спинного.
- Вестибулоспинальные пути. Это понятие обобщающее, в него входит несколько видов пучков, образующихся от вестибулярных ядер, которые находятся в области продолговатого мозга. Они заканчиваются в передних клетках передних рогов.
- Тектоспинальный путь. Он восходит из клеток в районе четверохолмия среднего мозга, заканчивается в районе мононейронов передних рогов.
- Руброспинальный путь. Берет начало из клеток, которые находятся в области красных ядер нервной системы, перекрещивается в области среднего мозга, заканчивается в районе нейронов промежуточной зоны.
- Ретикулоспинальный путь. Это связующее звено между ретикулярной формацией и спинным мозгом.
- Оливоспинальный путь. Образован нейронами клеток олив, находящихся в продольном мозге, заканчивается в области мононейронов.
Мы рассмотрели основные пути, которые более менее изучены учеными на настоящий момент. Стоит отметить то, что существуют и локальные пучки, выполняющие проводящую функцию, которые также соединяют различные сегменты разных уровней спинного мозга.
Роль белого вещества спинного мозга
Соединительная система белого вещества выполняет в спинном мозге роль проводника. Между серым веществом спинного и главного мозга нет контакта, они не контактируют друг с другом, не передают друг другу импульсы и влияют на работу организма. Это все функции белого вещества спинного мозга. Организм за счет соединительных возможностей спинного мозга работает как целостный механизм. Передача нервных импульсов и информационных потоков происходит по определенной схеме:
- Импульсы, посылаемые серым веществом, проходят по тонким ниточкам белого вещества, соединяющимся с разными отделами основной нервной системой человека.
- Сигналы активируют нужные части головного мозга, двигаясь с молниеносной скоростью.
- Информация быстро обрабатывается в собственных центрах.
- Информационный ответ сразу посылается обратно к центру спинного мозга. Для этого используются ниточки белой субстанции. С центра спинного мозга сигналы расходятся в разные части человеческого организма.
Это все довольная сложная структура, но процессы на самом деле мгновенны, человек может опустить или поднять руку, ощутить боль, сесть или встать.
Связь белого вещества и отделов головного мозга
Головной мозг включает несколько зон. В черепе человека размещается продолговатый, конечный, средний, промежуточный мозг и мозжечок. Белое вещество спинного мозга хорошо контактирует с этими структурами, оно может наладить контакт с конкретным отделом позвоночника. Когда есть сигналы, связанные с речевым развитием, двигательной и рефлекторной деятельностью, вкусовыми, слуховыми, зрительными ощущениями, речевым развитием, белое вещество конечного мозга активируется. Белая субстанция продолговатого мозга отвечает за проводниковую и рефлекторную функцию, активируя сложные и простые функции всего организма.
Серое и белое вещество среднего мозга, имеющее взаимодействие со спинными соединениями, берут ответственность за различные процессы в организме человека. Белое вещество среднего мозга имеет возможность ввести в активную фазу процессы:
- Активация рефлексов из-за звукового воздействия.
- Регуляция тонуса мышц.
- Регуляция центров слуховой деятельности.
- Выполнение установочных и выпрямительных рефлексов.
Чтобы информация быстро донеслась по спинному мозгу к ЦНС, ее путь лежит через промежуточный мозг, так работа организма получается более слаженной и точной.
Более 13 млн. нейронов содержится в сером веществе спинного мозга, они составляют целые центры. Из этих центров сигналы к белому веществу подаются каждую долю секунды, а от него в главный мозг. Именно благодаря этому человек может жить полноценной жизнью: чувствовать запахи, различать звуки, отдыхать и двигаться.
Информация двигается по нисходящим и восходящим путям белого вещества. Восходящие пути перемещают информацию, которая зашифрована в нервных импульсах, к мозжечку и большим центрам главного мозга. Переработанные данные возвращаются по нисходящим направлениям.
Опасность повреждения путей спинного мозга
Белое вещество находится под тремя оболочками, они защищают весь спинной мозг от повреждений. Также его защищает твердый каркас позвоночника. Но риск получения травм все-таки есть. Нельзя игнорировать и возможность инфекционного поражения, хотя это не частые случаи в медицинской практике. Чаще наблюдаются травмы позвоночника, при которых в первую очередь страдает белое вещество.
Нарушение функций может быть обратимым, частично обратимым и иметь необратимые последствия. Все зависит от характера повреждения или травмы.
Любая травма может привести к потере самых важных функций человеческого организма. При появлении обширного разрыва, поражения спинного мозга появляются необратимые последствия, нарушается проводниковая функция. При ушибе позвоночника, когда происходит сдавливание спинного мозга, возникает повреждение связей между нервными клетками белого вещества. Последствия могут отличаться в зависимости от характера ушиба.
Иногда те или иные волокна разрываются, но сохраняется возможность восстановления и заживления нервных импульсов. На это может потребоваться значительное время, ведь нервные волокна срастаются очень плохо, а именно от их целостности зависит возможность проведения нервных импульсов. Проводимость электрических импульсов может быть восстановлена частично при некоторых повреждениях, тогда чувствительность восстановится, но не до конца.
На вероятность восстановления влияет не только степень травматизации, но и насколько профессионально была оказана первая помощь, как проводилась реанимация, реабилитация. Ведь после повреждения необходимо научить нервные окончания заново проводить электрические импульсы. Также на процесс восстановления влияют: возраст, наличие хронических болезней, скорость метаболизма.
Интересные факты о белом веществе
Спинной мозг таит много загадок, поэтому ученые всего мира постоянно проводят исследования, изучая его.
- Спинной мозг активно развивается и растет с рождения и до пяти лет, чтобы достичь размера 45 см.
- Чем старше человек, тем больше в его спинном мозге белого вещества. Оно замещает омертвевшие нервные клетки.
- Эволюционные изменения в спинном мозге произошли раньше, чем в головном.
- Только в спинном мозге находятся нервные центры, отвечающие за половое возбуждение.
- Считается, что музыка способствует правильному развитию спинного мозга.
- Интересно, но на самом деле белое вещество бежевого оттенка.
Спинной мозг представляет собой продолговатый, несколько уплощенный цилиндрический тяж, в связи с чем его поперечный диаметр на всем протяжении, как правило, больше переднего. Располагаясь в позвоночном канале от уровня основания черепа до I - II поясничных позвонков, спинной мозг имеет те же изгибы, что и позвоночный столб, шейный и грудной изгибы. Верхние отделы спинного мозга переходят в головной мозг, нижние заканчиваются мозговым конусом, верхушка которого продолжается в тонкую терминальную нить. Длина спинного мозга у взрослого человека равна в среднем 43 см, масса около 34-38 г. В связи с метамерностью строения тела человека спинной мозг подразделяется на сегменты, или невромеры. Сегмент - это участок спинного мозга с выходящим из него правым и левым передним (двигательными) корешками и проникающими в него правым и левым задними (чувствительными) корешками.
Рис 1. Спинной мозг.
А, В - вид спереди:
2- продолговатый мозг;
3 - перекрест пирамид;
4 -передняя срединная щель;
5 -шейное утолщение;
6-передние корешки спинномозговых нервов;
7 - пояснично-крестцовое утолщение;
8 -мозговой конус;
9 - конский хвост;
10 - терминальная нить.
Б - вид сзади:
1- ромбовидная ямка;
2 - задняя срединная борозда;
3 - задние корешки спинномозговых нервов.
На всем протяжении с каждой стороны от спинного мозга отходит 31 пара передних и задних корешков, которые, сливаясь, образуют 31 пару правых и левых спинномозговых нервов . каждому сегменту спинного мозга соответствует определенный участок тела, получающий иннервацию от данного сегмента.
В шейном и поясничных отделах спинного мозга обнаруживается шейное и пояснично-крестцовое утолщения, появление которых объясняется тем, что эти отделы обеспечивают иннервацию соответственно верхних и нижних конечностей.
Начиная с 4-го месяца развития плода, спинной мозг отстает от роста позвоночника. В связи с этим происходит изменение направления следования корешков. У взрослого человека корешки краниальных сегментов еще сохраняют горизонтальный ход; в грудном и верхнем поясничных отделах корешки следуют косо - вниз и латерально; в нижнем поясничном и крестцово-копчиковых отделах корешки, направляясь к соответствующим межпозвоночным поясничным и крестцовым отверстиям, располагаются в позвоночном канале почти вертикально. Совокупность передних и задних корешков нижних поясничных и крестцовокопчиковых нервов окружает терминальную нить наподобие конского хвоста .
Вдоль всей передней поверхности спинного мозга в срединной щели , а в доль задней поверхности - задняя срединная борозда . Они служат границами, разделяющими спинной мозг на две симметричные половины.
На передней поверхности, несколько латеральнее срединной борозды, тянутся две передние латеральные борозды - сюда выходят из спинного мозга справа и слева передние корешки. На задней поверхности имеются задние латеральные борозды - места проникновения с обеих сторон в спинной мозг задних корешков.
В спинном мозге выделяют серое и белое вещество. В сером веществе проходит центральный канал, верхний конец которого сообщается с IV желудочком.
Серое вещество на протяжении спинного мозга образует две вертикальные колонны, расположенные справа и слева от центрального канала. В каждой колонне различают передний и задний столбы . На уровне нижнего шейного, всех грудных и двух верхних поясничных сегментов спинного мозга в сером веществе выделяют боковой столб , который отсутствует в других отделах спинного мозга.
На поперечном срезе спинного мозга серое вещество имеет форму бабочки или буквы “Н”, в нем выделяют более широкий передний рог и узкий задний рог . В передних рогах располагаются крупные нервные клетки - двигательные нейроны.
Серое вещество задних рогов спинного мозга неоднородно. Основная масса нервных клеток заднего рога образует собственное ядро, а в основании заднего рога заметно хорошо очерченное прослойкой белого вещества грудное ядро , состоящее из крупных нервных клеток.
Клетки всех ядер задних рогов серого вещества - это, как правило, вставочные, промежуточные, нейроны, отростки которых идут в белом веществе спинного мозга к головному мозгу.
Промежуточная зона, расположенная между передним и задним рогами, представлена боковым рогом. В последнем находятся центры симпатической части вегетативной нервной системы.
Белое вещество спинного мозга расположено по периферии серого вещества. Борозды спинного мозга разделяют его на семеричные: передний, средний и задний канатики. Передний канатик находится между передней срединной щелью и передней латеральной бороздой, задний канатик - между задней средний и задней латеральной бороздами, боковой канатик - между передней и задней латеральными бороздами.
Белое вещество спинного мозга представлено отростками нервных клеток (чувствительных, вставочных и двигательных нейронов), причем совокупность отростков нервных клеток в канатиках спинного мозга составляет три системы пучков - трактов, или проводящих путей спинного мозга:
1) короткие пучки ассоциативных волокон связывают сегменты спинного мозга, расположенные на различных уровнях;
2) восходящие (афферентные, чувствительные) пучки направляются к центрам головного мозга или в мозжечок;
3) нисходящие (двигательные, эфферентные) пучки идут от головного мозга к клеткам передних рогов спинного мозга. В белом веществе задних канатиков располагаются восходящие тракты. В передних и боковых канатиках следуют восходящие и нисходящие системы волокон.
Передние канатики содержат следующие проводящие пути
передний, двигательный, корково-спиномозговой (пирамидный) путь . Этот путь содержит отростки пирамидных клеток коры передней центральной извилины, которые заканчиваются на двигательных клетках переднего рога противоположной стороны, передает импульсы двигательных реакций от коры большого мозга к передним рогам спинного мозга;
передний спинно-таламический путь в средней части переднего канатика обеспечивает проведение импульсов тактильной чувствительности (осязание и давление);
на границе переднего канатика с боковым расположен преддверно-спиномозговой путь , берущий начало от вестибулярных ядер VIII пары черепных нервов, расположенных в продолговатом мозге, и направляющийся к двигательным клеткам передних рогов. Наличие тракта позволяет поддерживать равновесие и осуществлять координацию движений.
Боковые канатики содержат следующие проводящие пути:
задний спинно-мозжечковый путь занимает задние латеральные отделы боковых канатиков и является проводником рефлекторно проприоцептивных импульсов, направляющихся в мозжечок;
передний спинно-мозжечковый путь расположен в переднелатеральных отделах боковых канатиков, он следует в кору мозжечка;
латеральный спинно-таламический путь - путь проведения импульсов болевой и температурной чувствительности, располагается в передних отделах бокового канатика. Из нисходящих трактов в боковых канатиках находятся латеральный корково-спиномозговой (пирамидный)путь и экстрапирамидный - красноядерно-спинномозговой путь;
латеральный корково-спиномозговой путь представлен волокнами главного двигательного пирамидного пути (путь проведения импульсов, обуславливающий осознанные движения), которые лежат медиальнее заднего спинно-мозжечкового пути и занимают значительную часть бокового канатика, особенно в верхних сегментах спинного мозга;
красноядерный-спинномозговой путь расположен вентральнее латерального корково-спинномозгового (пирамидного) пути. Этот путь является рефлекторным двигательным эфферентным путем.
Задние канатики содержат пути сознательной приоприоцептивной чувствительности (сознательное суставно-мышечное чувство), которые направляются в кору полушарий большого мозга и доставляют к корковым анализаторам информацию о положении тела и его частей в пространстве. На уровне шейных и верхногруднывх сегментов задние канатики спинного мозга задней и промежуточной бороздой делятся на два пучка: тонкий пучок (пучок Голля), лежащий более медиально, и клиновидный пучок (пучок Бурдаха), прилежащий к заднему рогу.
ПРОВОДЯЩИЕ ПУТИ СПИННОГО МОЗГА
В спинном мозге имеется целый ряд нейронов, дающих начало длинным восходящим путям к различным структурам головного мозга. В спинной мозг поступает и большое количество нисходящих трактов, образованных аксонами нервных клеток, локализующихся в коре больших полушарий, в среднем и продолговатом мозге. Все эти проекции наряду с путями, связывающими клетки различных спинальных сегментов, образуют систему проводящих путей, сформированных в виде белого вещества, где каждый тракт занимает вполне определенное положение.
ОСНОВНЫЕ ВОСХОДЯЩИЕ ПУТИ СПИННОГО МОЗГА
Проводящие пути |
Столбы спинного мозга | Физиологическое значение | |
| Восходящие (чувствительные) пути | |||
| 1 | Тонкий пучок (пучок Голля) | Задние | Тактильная чувствительность, чувства положения тела, пассивных движений тела, вибрации |
| 2 | Клиновидный пучок (пучок Бурдаха) | >> | То же |
| 3 | Дорсолатеральный | Боковые | Пути болевой и температурной чувствительности |
| 4 | Дорсальный спиномозжечковый Флексига | >> | Импульсы из проприорецепторов мышц, сухожилий, связок; чувство давления и прикосновения из кожи |
| 5 | Вентральный спиномозжечковый(Говерса) | >> | То же |
| 6 | Дорсальный спиноталамический | >> | Болевая и температурная чувствительность |
| 7 | Спинотектальный | >> | Сенсорные пути зрительно-двигательных рефлексов (?) и болевой чувствительности (?) |
| 8 | Вентральный спиноталамический | Передние | Тактильная чувствительность |
Часть из них представляет собой идущие без перерыва волокна первичных афферентных (чувствительных) нейронов. Эти волокна - тонкий (пучок Голля) и клиновидный (пучок Бурдаха) пучки идут в составе дорсальных канатиков белого вещества и заканчиваются в продолговатом мозге возле нейтронных релейных ядер, называемых ядрами дорсального канатика, или ядрами Голля и Бурдаха. Волокна дорсального канатика являются проводниками кожно-механической чувствительности.
Проводниковая функция спинного мозга заключается в том, что через него проходят восходящие и нисходящие пути.
К восходящим путям относятся:
- система задних канатиков (нежный и клиновидный пучки), являющихся проводниками кожно-механической чувствительности в ;
- спиноталамические пути, по которым импульсы от рецепторов поступают к ;
- спиномозжечковые пути (дорсальный и вентральный) участвуют в проведении импульсации, поступающей от кожных рецепторов и проприорецепторов в .
К нисходящим путям относятся:
- пирамидный, или кортикоспинальный, путь;
- экстрапирамидные пути, включающие руброспинальный, ретикулоспинальный, вестибулоспинальный тракты. Эти нисходящие пути обеспечивают влияние высших отделов центральной нервной системы на функцию скелетных мышц.
|
Название |
Характеристика |
|
Тонкий пучок Голля |
Проприоцепторы сухожилий и мышц, часть тактильных рецепторов кожи, от нижней части тела |
|
Клиновидный пучок Бурдаха |
Пропрноцепторы сухожилий и мышц, часть тактильных рецепторов кожи от верхней части тела |
|
Латеральный спиноталамический тракт |
Болевая и температурная чувствительность |
|
Вентральный спиноталамический тракт |
Тактильная чувствительность |
|
Дорсальный спинно-мозжечковый тракт Флексига |
Не перекрещенный — проприоцепция |
|
Вентральный спинно-мозжечковый тракт Говерса |
Дважды перекрещенный проприоцепция |
Классификация нисходящих путей спинного мозга
|
Название |
Характеристика |
|
Латеральный кортикоспинальный пирамидный |
|
|
Прямой передний кортикоспинальный пирамидный |
|
|
Руброспинальный (Монакова) |
|
|
Вестибулоспинальный |
|
|
Ретикулоспинальный |
|
|
Тектоспинальный |
|
Функции проведения сигналов
Нервные волокна спинного мозга формируют его белое вещество и используются для проведения множества сигналов от сенсорных рецепторов в ЦНС, сигналов между нейронами самого спинного мозга и между нейронами спинного и других отделов ЦНС, а также от нейронов спинного мозга к эффекторным органам. Значительную часть проводящих путей спинного мозга составляют аксоны так называемых проприоспинальных нейронов. Волокна этих нейронов создают связи между спинальными сегментами и не выходят за пределы спинного мозга.
В качестве наиболее известных примеров простейших нейронных сетей проведения сигналов в спинном мозге и их использования для контроля работы эффекторных органов являются нейронные сети соматического и вегетативного рефлексов . В проведении сигнала (нервного импульса), первоначально возникающего в рецепторном нервном окончании, принимают участие чувствительный нейрон и его волокна, вставочный и моторный нейроны.
Сигнал не только проводится нейронами в пределах сегмента, в которых они располагаются, но обрабатывается и используется для осуществления рефлекторной реакции на раздражение рецептора.
Сигналы, возникающие в рецепторах поверхности тела, мышцах, сухожилиях, внутренних органах, проводятся также в вышележащие структуры ЦНС но волокнам канатиков (столбов) спинного мозга, называемых восходящими (чувствительными) проводящими путями (табл. 1). Эти пути образуются волокнами (аксонами) чувствительных нейронов, тела которых располагаются в спинальных ганглиях, и вставочных нейронов, тела которых находятся в задних рогах спинного мозга.
Таблица 1. Основные восходящие чувствительные пути ЦНС
|
Название |
Начало, 1-й нейрон |
Локализация в спинном мозге |
Окончание |
Функция |
|
Медиальный и задний канатики |
Соматосенсорная кора противоположного полушария. поля 1. 2. 3 |
|||
|
Клиновидный |
Аксоны чувствительных нейронов |
Латеральный и задний канатики |
Соматосенсорная кора противоположного полушария, поля 1, 2,3 |
Проприоцептивные сигналы (осознаваемые) |
|
Дорсальный спиномозжечковые |
Ипсилатеральное ядро Кларка |
Латеральный канатик |
Кора иненлатерального полушария мозжечка |
Проприоцептивные сигналы (неосознаваемые) |
|
Вентральный спиномозжечковый |
Контрлатеральный задний рог |
Латеральный канатик |
Кора контрлатерального полушария мозжечка |
Проирноцепгивные сигналы (неосознаваемые) |
|
Латеральный спиноталамический |
Контрлатеральный задний рог |
Латеральный канатик |
Таламус, соматосенсорная кора |
Сигналы болевой температурной чуствительности |
|
Передний спиноталамический |
Контрлатеральный задний рог |
Таламус, соматосенсорная кора |
Осязание |
Ход волокон, проводящих сигналы от рецепторов различной чувствительности (модальности), неодинаков. Например, проводящие пути от проприорецепторов проводят в мозжечок и кору головного мозга сигналы о состоянии мышц, сухожилий, суставов. Волокна этого пути являются аксонами чувствительных нейронов спинальных ганглиев. Войдя через задние корешки в спинной мозг, они по той же стороне спинного мозга (не совершая перекреста), в составе тонкого и клиновидного пучков, восходят до нейронов продолговатого мозга, где заканчиваются образованием синапса и передают информацию на второй афферентный нейрон пути (рис. 1).
Этот нейрон проводит обработанную информацию по аксону, переходящему на противоположную сторону, к нейронам ядер таламуса. После переключения на нейронах таламуса информация о состоянии двигательного аппарата проводится к нейронам постцентральной области коры мозга и используется для формирования ощущений о степени напряжения мышц, положения конечностей, угла сгибания в суставах, пассивного движения, вибрации.
В составе тонкого пучка проходит также часть волокон от рецепторов кожи, проводящих информацию, используемую для формирования осознаваемой тактильной чувствительности в виде прикосновения, давления, вибрации.
Другие спинальные чувствительные пути образованы аксонами вторых афферентных (вставочных) нейронов, тела которых находятся в задних рогах спинного мозга. Аксоны этих нейронов в пределах своего сегмента совершают перекрест и по противоположной стороне спинного мозга в составе латерального спиноталамического пути идут к нейронам таламуса.
Рис. 1. Схема хода проводящих путей от проприорецепторов, тактильных, температурных и болевых рецепторов к стволу и коре мозга
В составе этого пути проходят волокна, проводящие сигналы болевой и температурной чувствительности, а также часть волокон, проводящая сигналы тактильной чувствительности (см. рис. 1).
В боковых канатиках проходят также передний и задний спиномозжечковые тракты. Они проводят сигналы от проприорецепторов к мозжечку.
Сигналы по восходящим чувствительным путям проводятся также в центры АНС, ретикулярную формацию ствола мозга и другие структуры ЦНС.
К нейронам спинного мозга поступают сигналы нейронов вышерасположенных структур головного мозга. Они следуют по аксонам нервных клеток, формирующих нисходящие (главным образом двигательные) проводящие пути , используемые для контроля тонуса мышц, формирования позы и организации движений. Важнейшими среди них являются кортикоспинальный (пирамидный), руброспинальный, ретикулоспинальный, вестибулоспинальный и тектоспинальный пути (табл. 2).
Таблица 2. Основные нисходящие эфферентные пути ЦНС
|
Название пути |
Начало, 1-й нейрон |
Локализация в спинном мозге |
Окончание |
Функция |
|
Латеральный кортикоспинальный |
Контрлатеральная кора мозга |
Латеральный канатик |
Инейлатеральный вентральный и дорсальный рога |
|
|
Передний кортикоспинальный |
Ипсилатсральная кора мозга |
Передний канатик |
Контралатеральный вентральный и дорсальный рога |
Контроль движений и модуляция чувствительности |
|
Руброспинальный |
Контрлатеральное красное ядро среднего мозга |
Латеральный канатик |
Контроль движений |
|
|
Латеральный вестибулоспинальный |
Ипсилатеральное, латеральное вестибулярное ядро |
Латеральный канатик |
Ипсилатеральный вентральный рог |
Контроль мышц, поддерживающих позу и баланс тела |
|
Медиальный вестнбулоспннальный |
Ипси-и- контрлатеральные медиальные вестибулярные ядра |
Передний канатик |
Ипсилатеральный вентральный рог |
Положение головы на вестибулярные сигналы |
|
Регикулоспннальный |
Ретикулярная формация моста и продолговатого мозга |
Латеральный и передний канатики |
Ипсилатеральный вентральный рог и промежуточная зона |
Контроль движений и позы, модуляция чувствительности |
|
Тектоспинальный |
Контрлатеральный верхний бугорок |
Передний канатик |
Ипсилатеральный вентральный рог |
Положение головы, связанное с движениями глаз |
В составе кортикоспинального пути выделяют латеральный, волокна которого идут в боковых канатиках белого вещества спинного мозга, и передний — в передних канатиках. Кортикоспинальный путь сформирован аксонами пирамидных нейронов моторных областей коры больших полушарий, которые заканчиваются синапсами в основном на вставочных нейронах спинного мозга. Небольшая часть волокон латерального кортикоспинального пути заканчивается синапсами непосредственно на а-мотонейронах спинного мозга, иннервирующих мышцы кисти и дистальные мышцы конечностей.
Руброспинальный, ретикулоспинальный, вестибулоспинальный и тектоспинальный пути образованы аксонами нейронов соответствующих ядер ствола мозга и их называют также экстрапирамидными. По этим путям преимущественно к вставочным нейронам и у-мотонейронам спинного мозга проводятся эфферентные нервные импульсы, используемые для поддержания тонуса мышц, позы и осуществления непроизвольных движений, совершающиеся за счет врожденных или приобретенных рефлексов. Через эти пути формируются условия для эффективного выполнения произвольных движений, инициируемых корой головного мозга.
Через спинной мозг проводятся сигналы от высших центров АНС к преганглионарным нейронам симпатической нервной системы, расположенным в боковых рогах его тораколюмбального отдела и к нейронам парасимпатической нервной системы, расположенным в сакральном отделе спинного мозга. Через эти пути спинного мозга поддерживаются тонус симпатической нервной системы и ее влияния на работу сердца, состояние просвета сосудов, работу желудочно-кишечного тракта и других внутренних органов, а также парасимпатической нервной системы и ее влияния на функции органов малого таза.
Начиная с уровня перекреста моторных волокон кортикоспинального тракта продолговатого мозга до уровня СЗ шейного отдела спинного мозга располагается спинальное ядро тройничного нерва, к нейронам которого нисходят через продолговатый мозг аксоны чувствительных нейронов, расположенных в тройничном ганглии. По ним в ядро поступают сигналы болевой чувствительности зубов, других тканей челюстей и слизистой полости рта, болевые, температурные и сигналы прикосновения с поверхности лица, тканей глаза и глазницы.
Аксоны нейронов спинального ядра тройничного нерва перекрещиваются и следуют в виде диффузного пучка к нейронам таламуса и к нейронам ретикулярной формации ствола мозга. При повреждениях афферентных волокон тройничного тракта и спинального ядра тройничного нерва может наблюдаться снижение или потеря болевой и температурной чувствительности на ипсилатеральпой стороне лица.
При нарушении целостности путей проведения афферентных и (или) эфферентных сигналов на уровне спинного мозга или других уровнях ЦНС у человека снижается или выпадает определенный вид чувствительности и (или) движений. Зная морфологические особенности строения перекреста волокон проводящих путей, можно с учетом характера нарушения чувствительности и (или) движений установить уровень повреждения ЦНС, вызвавший эти нарушения.
К вставочным и моторным по нисходящим путям проводятся сигналы от нейронов голубоватого пятна и ядра шва ствола мозга. Они используются для контроля мышечной активности, связанной с состояниями сна и бодрствования. К вставочным нейронам спинного мозга по нисходящим путям проводятся сигналы от нейронов околоводопроводного серого вещества. Эти сигналы и высвобождаемые из аксонов упомянутых нейронов нейромедиаторы используются для контроля болевой чувствительности.