Спинной мозг: теория и практические задания.

Тема: «Спинной мозг».

Часть 1. Теория.

Интересные факты о спинном мозге:

Спинной мозг человека перестает расти в возрасте пяти лет. Он у взрослого человека расположен в позвоночном канале от 1-го шейного позвонка до соединения 1-го и 2-го поясничного позвонка, длина которого составляет 45 см. Позвоночник же продолжает расти до 18-20 лет, поэтому у трехмесячного плода он оканчивается на уровне 5-го поясничного, а у новорожденного – заканчивается на уровне 3-го поясничного позвонка.

Люди с повреждениями позвоночника не могут потеть ниже места повреждения. При травме нарушается работа потовых желез. Поэтому таким людям в жаркое время года приходится либо больше находиться в тени, либо обливаться холодной водой.

Сообщения от головного мозга ко всем частям тела и обратно обеспечивает спинной мозг. В этом ему помогает 13 500 000 нейронов.

Спинной мозг может «думать». Эта функция отличается от обычного мышления, но иногда он принимает решения, отправляя сигналы в нужные органы. Примером этому ситуации, когда человек касается чего-то острого или горячего, он автоматически убирает руку.

Спинной мозг появился в эволюции раньше головного. Ученые утверждают, что изначально именно он управлял жизнедеятельностью всего организма в том числе и движениями. Доказательством этому является факт, что цыплята после отсечения головы способны бегать в течение нескольких минут. Так прославился один фермер, у которого цыпленок по имени Майк после отсечения головы прожил 18 месяцев. За этот период он продолжал расти, пытался кукарекать и топтать кур.

Люди с повреждением позвоночника не могут кашлять. Такой факт вызван тем, что спинной мозг влияет также на мышцы грудной стенки.

Спинной мозг «любит» музыку. Он очень точно читает ритм музыки как сигнал, так как тот напрямую передается к двигательным нейронам. Тело может начать шагать в заданном ритме автоматически, если человек куда-то идет, или пританцовывать, если стоит на месте.

ФУНКЦИИ СПИННОГО МОЗГА

Рефлекторная функция (находится под контролем головного мозга):

• координация простых безусловных рефлексов (коленного рефлекса, отдергивание руки от горячего предмета и т. п.);

• координация некоторых вегетативных рефлексов (сосудодвигательных, пищевых, дыхательных, половых, дефекации, мочеиспускания).

Проводниковая функция:

• осуществляет связь между спинным и головным мозгом за счет восходящих и нисходящих путей белого вещества. По восходящим путям возбуждение от мышц и внутренних органов передается в головной мозг, по нисходящим — от головного мозга к органам.

СТРОЕНИЕ СПИННОГО МОЗГА

1. Спинной мозг имеет вид длинного белого шнура (около 40 см), заостренного внизу. На уровне большого затылочного отверстия он переходит в головной мозг, а на уровне 1–2 поясничного позвонка заканчивается пучком нервов, получившим название «конский хвост».

Расположен спинной мозг в позвоночном канале под защитой позвоночника.

ОБОЛОЧКИ СПИННОГО МОЗГА

Спинной мозг покрыт тремя оболочками:

твердая оболочка спинного мозга: плотная соединительнотканная оболочка, которая несет кровеносные и лимфатические сосуды; Она не прилегает вплотную к стенкам позвоночного канала, которые покрыты надкостницей;

между надкостницей и твердой оболочкой находится эпидуральное пространство. В нем залегают жировая клетчатка и венозные сплетения;

субдуральное пространство — между твердой и паутинной оболочкой;

паутинная оболочка спинного мозга представлена тонкой полупрозрачной соединительнотканной пластинкой, расположенной кнутри от твердой оболочки; образует сеть перекладин, состоящих из тонких пучков коллагеновых и эластических волокон;

субарахноидальное пространство: между паутинной и мягкой оболочкой. Заполнено ликвором (обеспечивает питание и обмен веществ нервных клеток); 

мягкая сосудистая оболочка спинного мозга покрывает поверхность спинного мозга и соединяется с ним кровеносными сосудами, обеспечивая обмен веществ между ликвором и мозгом, а также фиксирует мозг в полости позвоночника зубчатыми связками.

СТРОЕНИЕ СПИННОГО МОЗГА

Передняя и задняя продольные борозды делят спинной мозг на две симметричные половинки. В центре проходит спинномозговой канал, в котором находится спинномозговая жидкость (ликвор). Функции ликвора: механическая защита (амортизация) и питание (обмен веществ) спинного мозга.

В средней части спинного мозга около спинномозгового канала расположено серое вещество, на поперечном срезе напоминающее контур бабочки. Серое вещество образовано телами нейронов и дендритами, в нем различают передние и задние рога. Вокруг серого вещества расположено белое вещество, образованное аксонами нервных клеток.

В задних рогах спинного мозга расположены тела вставочных нейронов.

В передних рогах — тела двигательных нейронов.

В составе задних корешков в спинной мозг вступают аксоны чувствительных нейронов, тела которых находятся в ганглиях задних корешков, расположенных рядом со спинным мозгом и образующих вздутия. В спинном мозге эти аксоны направляются в задние рога серого вещества, где они образуют синапсы со вставочными нейронами. Последние в свою очередь образуют синапсы с двигательными нейронами (мотонейронами), лежащими в передних рогах спинного мозга, аксоны которых покидают спинной мозг в составе передних корешков.

В грудном, верхнепоясничном и крестцовом отделах спинного мозга серое вещество образует боковые рога спинного мозга, содержащие тела нейронов вегетативной нервной системы.

У каждого человека имеется 31 сегмент спинного мозга: 8 шейных; 12 грудных; 5 поясничных; 5 крестцовых; 1 копчиковый.

Номера сегментов спинного мозга не совпадают с номерами позвонков.

По бокам каждого сегмента передние (двигательные) и задние (чувствительные) корешки попарно сливаются, образуя 31 пару спинномозговых смешанных нервов.

Проводящие пути спинного мозга

Основные характеристики локомоции, т. е. перемещения человека или животного в окружающей среде при помощи координированных движений конечностей, запрограммированы на уровне спинного мозга. Подобные независимые от внешней стимуляции двигательные программы шире представлены в высших двигательных центрах. Некоторые из них (например, дыхание) врожденные, другие же (например, езда на велосипеде) приобретаются в процессе научения.

В спинном мозге действуют восходящие и нисходящие межсегментарные нервные пути, образованные вставочными нейронами. Их тела находятся в сером веществе спинного мозга, а аксоны поднимаются или спускаются на различные расстояния в составе белого вещества, никогда не покидая спинной мозг. 

Таким образом спинной мозг осуществляет интегративную (объединяющую) функцию. Белое вещество спинного мозга состоит из пучков нервных волокон (аксонов), образующих проводящие пути спинного мозга.

Различают три системы пучков:

• короткие пучки ассоциативных (вставочных) волокон связывают сегменты спинного мозга, расположенные на различных уровнях;

• восходящие (афферентные, чувствительные) пути направляются к центрам головного мозга;

• нисходящие (эфферентные, двигательные) пути идут от головного мозга к клеткам передних рогов спинного мозга.

Белое вещество образует продольные тяжи спинного мозга (канатики).

В белом веществе передних канатиков проходят в основном нисходящие проводящие пути: в боковых канатиках — восходящие и нисходящие; в задних канатиках — восходящие проводящие пути.

Задания по теме: «Спинной мозг». Часть 2.

Задание 1. Изучив текст, перепишите, заполнив пропущенные слова в тексте.

Спинной мозг имеет вид шнура диаметром около _____и длиной около 42-45 см. Он начинается от ______и расположен внутри ______. На передней и задней сторонах спинного мозга имеются две глубокие ______,

которые делят его на правую и левую части. В центре спинного мозга расположен узкий _____, проходящий по всей его длине. Он заполнен _____ жидкостью. Белое вещество в спинном мозге расположено _____, оно образовано ______ нервных клеток. Серое вещество расположено _______спинного мозга и представлено ______нервных клеток. Спинной мозг состоит из ______ сегмента. От каждого из них отходит пара _______. Начинаются они двумя ______ передним и задним. В передних _____ проходят _______волокна, а в задних ______волокна.

Задание 2. Перепишите в текст, вставив необходимые биологические термины и подходящие по смыслу слова:

Спинной мозг расположен в _____. В центре спинного мозга находится _______ вещество, состоящее из _____.

В наружной части спинного мозга располагается ________ вещество, образованное _______. В белом веществе спинного мозга различают восходящие нервные пути, по которым нервные импульсы поступают в _______ и нисходящие пути, по которым нервные импульсы поступают из ___ в _______. Спинной мозг выполняет _______ функцию, которая обеспечивает ________, а также _____функцию, которая обеспечивает _____.

Задание 3. Рассмотрите рисунок 1. Обозначьте цифрами части спинного мозга.

1.

2

Задание 4.  Рассмотрите рисунок 2 с изображением рефлекторной дуги при ожоге руки. Какие части рефлекторной дуги отмечены на рисунке цифрами?

Задание 5.  Рефлексы, центры которых находятся в спинном мозге, - это безусловные, врожденные рефлексы. Они проявляются у всех здоровых людей. К ним относится хорошо известный коленный рефлекс. Его можно легко пронаблюдать.

Посадите испытуемого на стул. Предложите ему перекинуть ногу на ногу, затем ударьте ребром руки по сухожилию четырехглавой мышцы под коленной чашечкой. Если удар будет удачным и растянет сухожилие, находящиеся в нем рецепторы придут в состояние возбуждения. Нервные импульсы по центростремительным нервным волокнам направятся в спинной мозг, а от него по центробежным нервным волокнам пойдут к четырехглавой мышце бедра, она сократится, и нога подпрыгнет. В условиях данного опыта это движение никакого биологического значения не имеет. Его используют врачи для определения функций спинного мозга: при заболевании они могут быть нарушенными.

Расположите в правильном порядке элементы рефлекторной дуги коленного рефлекса человека. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.

1) двигательный нейрон 2) чувствительный нейрон 3) спинной мозг 4) рецепторы сухожилия 5) четырёхглавая мышца бедра

Задание 6. Познакомьтесь с информацией об опытах со спинальной лягушкой. Готовят спинальный препарат лягушки. Для этого отсекают лягушке голову на уровне большого затылочного отверстия и подвешивают ее за нижнюю челюсть на штативе. Опыт начинают через несколько минут, когда исчезнут явления спинального шока.

Наблюдают сгибательный рефлекс при наложении кусочка фильтровальной бумаги, смоченной кислотой, на кожу стопы правой лапки. Сразу же после рефлекторного ответа смывают остатки кислоты, опусканием лапки в стакан с водой. В области бедра правой лапки делают круговой разрез кожи и снимают ее с лапки. Повторно накладывают фильтровальную бумагу на правую стопу. Наблюдается исчезновение рефлекса, так как отсутствуют кожные хеморецепторы, воспринимающие раздражение кислотой.

На правой лапке лягушки, с удаленной кожей, наблюдают сгибательный рефлекс, вызванный пощипыванием пальцев этой лапки пинцетом и потирательный рефлекс, вызванный наложением на кожу правой боковой поверхности брюшка кусочка фильтровальной бумаги, смоченной кислотой.

С дорзальной стороны бедра правой лапки препарируют седалищный нерв на участке 1,5 - 2 см.  Подводят под нерв лигатуру, но не завязывают ее. Поднимают лигатуру и кладут под нерв ватку, смоченную новокаином. Седалищный нерв является смешанным: в нем есть и афферентные и эфферентные волокна. При непосредственном действии новокаина на нервный ствол проведение импульсов прекращается сначала по афферентным, а затем по эфферентным волокнам. Когда наступает блок проведения возбуждения по афферентам седалищного нерва, исчезает сгибательный рефлекс. После блокирования эфферентов седалищного нерва пропадает и потирательный рефлекс. Правая лапка полностью теряет способность к участию в осуществлении двигательных рефлексов.

При наложении кусочка фильтровальной бумаги, смоченной кислотой, на кожу стопы левой лапки наблюдают сгибательный рефлекс. Разрушают спинной мозг, после чего все рефлексы исчезают, так как разрушены нервные центры.

Ответьте на вопросы:

1. Почему после этих действий «Вырезают кусочек кожи на голени лягушки и на обнажившийся участок кладут бумажку, смоченную в кислоте» не наблюдают сгибательный рефлекс?

2. Почему после этих действий «С дорзальной стороны бедра правой лапки препарируют седалищный нерв на участке 1,5 - 2 см и кладут под нерв ватку, смоченную новокаином» - правая лапка полностью теряет способность к участию в осуществлении двигательных рефлексов?

3.Почему после разрушения спинного мозга исчезают все рефлексы?

Задание 7. При некоторых заболеваниях при поражении нисходящих путей у человека нарушается проведение возбуждения из головного мозга в спинной. В обратном направлении импульсы проходят нормально. Ответьте на вопросы:

1. Сохраняется ли при этом коленный рефлекс? Ответ обоснуйте.

2. Ощущается ли укол кожи руки? Ответ обоснуйте.

3. Возможны ли движения ног по воле человека? Ответ обоснуйте

Задание 8. При некоторых заболеваниях при поражении восходящих путей у человека нарушается проведение возбуждения из спинного мозга в головной, а в обратном направлении возбуждение распространяется нормально. Ответьте на вопросы:

1. Сохраняется ли при этом коленный рефлекс? Ответ обоснуйте.

2. Ощущается ли укол кожи руки? Ответ обоснуйте.

3. Возможны ли движения ног по воле человека? Ответ обоснуйте

Задание 8. Выберите номера правильных утверждений. утверждения:

Строение и функции спинного мозга. Рефлекторная дуга.

1. Снаружи спинного мозга находится серое вещество, внутри — белое.

2. Толщина спинного мозга около 1 см, длина в среднем 43 см.

3. Спинной мозг имеет три оболочки — внутренняя твердая, средняя — паутинная, наружная, прилегающая к позвоночному каналу — мягкая.

4. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, он состоит из 31 сегмента.

5. В сером веществе спинного мозга различают передние, задние и боковые рога.

6. Нейроны ядер передних рогов — чувствительные.

7. Нейроны ядер боковых рогов в грудном и поясничном отделах спинного мозга — парасимпатические, в крестцовом — симпатические.

8. Нейроны ядер задних рогов — двигательные.

9. Если у лягушки перерезать на одной стороне задние корешки, а на другой передние, то лапки на стороне, где перерезаны задние корешки, окажутся парализованными, а на противоположной стороне, где перерезаны передние корешки, лишаются чувствительности.

10. Спинному мозгу присущи две функции — рефлекторная и проводниковая.