Физиология спинного мозга

Спинной мозг является частью центральной нервной системы, которая распространяется каудально (т. е. от шейного отдела к копчику) и надежно защищена от повреждений костными структурами позвоночного ствола.

Дополнительно он покрыт тремя мембранами – твердой мозговой оболочкой, паутинной оболочкой и мягкой (внутренней) мозговой оболочкой.

Такая защита объясняется тем, что спинной мозг – высокоорганизованная и сложная часть нервной системы, играющая важную роль в осуществлении трех наиболее важных функций человеческого организма: ощущения, вегетативной регуляции и функции движения.

Строение спинного мозга

Фактически спинной мозг представляет собой канал, соединяющий тело с мозгом. Повреждение спинного мозга ведет к нарушению целостности этого канала. Это может вызвать серьезные расстройства чувствительности, движения и вегетативной регуляции, а в тяжелых случаях – даже смерть.

Спинной мозг отходит от продолговатого мозга ствола головного мозга на уровне большого отверстия основания черепа. У взрослого человека спинной мозг организован сегментарно и дает тридцать одну пару спинных нервов, каждая из которых происходит из соседнего сегмента спинного мозга:

• шейные нервы (C1-C8): в этой области спинной мозг расширен, поскольку из нее выходят спинномозговые нервы, идущие к верхним конечностям;
• грудные нервы (T1-T12);
• поясничные нервы (L1-L5): в этой области также есть расширение, из которого формируются нервы, иннервирующие нижние конечности;
• сакральные нервы (S1-S5);
• копчиковый нерв (Co1).

Выходя из спинного мозга, нервные волокна соединяются, образуя два нервных корешка. Передние корешки содержат двигательные волокна, простирающиеся от переднего рога до периферических органов-мишеней. Моторные нейроны многополярны. Они имеют по два дендрита, одному аксону и одной или несколько боковых ветвей. Эти нейроны контролируют работу скелетных мышцы и вегетативной нервной системы.

Задние нервные корешки содержат сенсорные волокна и дорсальные корешковые ганглии. По сенсорным волокнам чувствительные импульсы передаются от периферии к центральной нервной системе. Сенсорные нейроны, расположенные в ганглиях дорсального корешка, являются псевдоуниполярными. Передние и задние нервные корешки сходятся в спинномозговых нервах, которые расщепляются на дорсальные и вентральные ветви.

Существует пять спинальных сплетений, которые включают сенсорные и двигательные нервы от передней ветви:

• шейное сплетение (C1-C5): его глубокие ветви иннервируют мышцы шеи; поверхностные ветви иннервируют кожу шеи, головы и груди;
• плечевое сплетение (C5-T1): отвечает за движение и чувствительность верхней конечности;
• поясничное сплетение (L1-L4): отвечает за движение и чувствительность брюшной стенки, бедра и наружных половых органов;
• сакральное сплетение (L4, L5, S1-S4): контролирует движение и чувствительность стоп, голеней и бедер;
• копчиковое сплетение (S4, S5, Co): иннервирует небольшой участок кожи вокруг копчика.

Функции спинного мозга

Спинной мозг не просто передает головному мозгу многочисленные сигналы, получаемые от чувствительных рецепторов, и затем возвращает переработанную информацию обратно мышцам и органам. Он обладает способностью анализировать и интегрировать афферентные сигналы, идущие из периферии, и самостоятельно, без участия высших центров ЦНС, принимать решение о действии.

Спинной мозг содержит в себе сложные нейронные сети, функционирующие в тесном взаимодействии с остальными отделами нервной системы. Они обеспечивают надежный контроль сенсорных, вегетативных и моторных функций. Все эти процессы происходят благодаря использованию рефлекторных дуг, состоящих из чувствительных окончаний, афферентных волокон, нервного центра, двигательных волокон и двигательного (исполнительного) органа.

Рефлекторные дуги позволяют организму реагировать на сенсорную информацию (сигналы, получаемые чувствительными рецепторами), не ожидая команды со стороны головного мозга. Простейшим из рефлексов, осуществляемым с помощью рефлекторных дуг, является рефлекс моносинаптического растяжения, вызванный активацией афферентных волокон, расположенных в мышцах.

Кроме того, спинной мозг имеет центральные генераторы паттернов, представляющие собой интернейроны, которые формируют нервные цепи, контролирующие ритмические движения (сердцебиение, кишечная перистальтика, дыхание).

К основным соматическим афферентным функциям, которые обрабатываются в спинном мозге, относятся боль, температурная чувствительность, осязание и проприоцепция. Импульсы возбуждения возникают непосредственно в органах чувств, а их обработка осуществляется сетью нейронов (нервными центрами) спинного мозга.