Строение и функции спинного мозга

Исключительная важность спинного мозга обусловлена тем, что он замыкает на себе большинство наших с вами рефлексов и обеспечивает способность передвигаться.

Спинной мозг человека, как и всех позвоночных животных, находится в позвоночном канале. Представляет собой тяж белого цвета длиной 40-45 см, шириной от 1 до 1,5 см и массой около 35 грамм. Вверху спинной мозг переходит в нижний отдел головного мозга – продолговатый мозг, а внизу заканчивается на уровне первого-второго поясничного позвонка.

Спинной мозг не занимает целиком полость позвоночного канала: между стенками канала и мозгом остаётся пространство, заполненное жировой тканью, кровеносными сосудами, оболочками мозга и спинномозговой жидкостью. Спинномозговая жидкость омывает спинной мозг и защищает его от толчков.

Снаружи мозг покрыт тремя оболочками: твёрдой, паутинной и мягкой. На поверхности спинного мозга хорошо различимы две продольные борозды: передняя и задняя. Они разделяют его на симметричные половины – левую и правую.

От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов, которые разделяют его на сегменты. От каждого нерва к задней поверхности отходят задние корешки, а от передней к каждому нерву соответственно, передние.

Во внутреннем строении этого отдела центральной нервной системы хорошо различимы центральный канал, заполненный спинномозговой жидкостью и две отличающиеся по цвету части.

В середине, вокруг спинномозгового канала расположено так называемое серое вещество, которое на поперечном срезе напоминает вид бабочки, а вокруг – белое.

Серое вещество представлено телами нейронов и короткими ветвящимися отростками – дендритами.

А белое состоит из длинных неветвящихся аксонов, которые образуют нервные волокна.

В сером веществе различают передние и задние рога, а в грудном отделе и боковые.

Чтобы разобраться, какими нейронами представлено серое и белое вещество спинного мозга, обратимся к строению рефлекторной дуги и направлению прохождения нервного импульса соматического рефлекса.

Итак, по чувствительному нейрону, который входит в спинной мозг в составе задних корешков, нервный импульс достигает вставочного нейрона, который полностью расположен в сером веществе. От него информация передаётся двигательному нейрону, тело которого расположено в передних рогах серого вещества, а отростки выходят из спинного мозга в составе передних корешков. Далее нервный импульс поступает в смешанный спинномозговой нерв. Так он называется, потому что содержит в себе как чувствительные, так и двигательные нейроны. По смешанному спинномозговому нерву нервный импульс достигает органа-исполнителя.

Функции спинного мозга.

Рефлекторная. Если мы укололи палец, благодаря сложной системе взаимодействий в организме при непосредственном участии спинного мозга, мы тот час отдёрнем руку.

Значит, рефлекторная функция спинного мозга заключается в том, что на нём замыкаются дуги рефлексов. Следовательно, именно спинной мозг обеспечивает рефлекс.

Проводниковая функция. Несмотря на то, что спинной мозг обеспечивает множество рефлексов человека, он всё же оказывается подконтрольным другой части центральной нервной системы – головному мозгу.

Если мы пришли в поликлинику сдавать анализ крови, то руку мы при уколе отдёргивать не будем. Дело в том, что информация от рецепторов передаётся не только в спинной мозг, но и далее в головной, который её обрабатывает и в данной ситуации спускает инструкцию затормозить рефлекс спинного мозга на отдёргивание руки.

Таким образом, спинной мозг проводит нервный импульс к головному мозгу и в обратном направлении. Выполняя проводниковую функцию.

Скорость прохождения нервного импульса по дуге соматического рефлекса – до 120 м/с. Это значит, что от пальца до головного мозга и обратно к пальцу нервный импульс промчится примерно за 0,05 секунды. Для сравнения можно привести скорость, с которой мы моргаем. Опускание и поднятие века происходит примерно за 0,4 секунды. То есть в 10 раз медленнее!

Поперечнополосатая (скелетная) мускулатура находится под контролем спинного мозга, поэтому именно он управляет нашими движениями. А при его разрушении, например травме позвоночника, наступает паралич. То есть человек не может двигать какими-либо участками тела, так как разрушаются нервы и нервный импульс не поступает к органам исполнителям – мышцам.

Команда «сокращаться» поступает в орган-исполнитель, но из-за повреждения пути, по которому должен пройти сигнал, он не поступает к месту назначения. Долгое время эта проблема была неразрешимой. Но последние исследования в науке позволили разработать методы возвращения пострадавших в результате травмы позвоночника к активной жизни.

Приведём несколько примеров.

40-летний поляк Дарек Фидыка, который в 2010 году в результате ножевых ран был парализован ниже пояса, теперь в состоянии передвигаться.

Эта операция, первая в мире, была сделана хирургами в Польше в сотрудничестве с лондонскими учёными. Впервые врачам удалось добиться восстановления способности ходить у человека, парализованного в результате травмы позвоночника. В его спинной мозг были пересажены клетки обонятельной нервной ткани, так как она единственная, которая способна регенерировать.

Параллельно естественным методам восстановления спинного мозга используют и искусственные.

Учёные и инженеры из Федеральной политехнической школы Лозанны и швейцарского исследовательского центра NCCR Robotics создали не имеющий аналогов имплантат, который может привести к революции в протезировании. Имплантат позволяет «чинить» повреждения спинного мозга и уже успешно проявил себя в многомесячных опытах на животных. Сейчас исследователи готовятся к опытам на людях.

Устройство представляет собой полосу толщиною в 200 мкм, а это всего 0,2 части миллиметра, из мягкого и растягивающегося силикона, который при деформациях полностью сохраняет способность проводить электричество и химические вещества, необходимые для стимуляции нервов.

Крысы с повреждённым спинным мозгом, над которыми проводились эксперименты, смогли ходить через две недели после имплантации, и носить в себе устройство в течение нескольких месяцев без ущерба тканям.

Традиционные методы лечения повреждения спинного мозга до сего момента были неэффективны, поскольку вживлённые электроды было тяжело точно разместить внутри тканей, к тому же при длительном использовании они тёрлись о ткани и повреждали твёрдую мозговую оболочку.

Эти примеры говорят нам о том, что с каждым годом «ремонтопригодность», нашего организма растёт, а человечество не так быстро, как хотелось бы, но уверенными шагами двигается к бессмертию.

Итог урока. Спинной мозг расположен в позвоночном канале. Спинной мозг покрыт твёрдой, паутинной и мягкой оболочкой. Различают серое и белое вещество спинного мозга. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов. Нервный импульс входит в спинной мозг через задние корешки и задние рога (по чувствительным нейронам), а выходит через передние рога и передние корешки (по двигательным нейронам). Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую функцию.