Строение и функции спинного мозга

Анатомия и физиология спинного мозга

Спинной мозг представляет собой цилиндрической формы вытянутый тяж, несколько уплощенный спереди назад, расположенный в позвоночном канале. Длина спинного мозга у мужчин составляет около 45 см, у женщин — 41-42 см. Масса спинного мозга около 30 г, что составляет 2,3% массы головного мозга. Спинной мозг окружен тремя оболочками (твердой, паутинной и мягкой). Начинается спинной мозг на уровне нижнего края большого затылочного отверстия, где переходит в головной мозг. Нижняя граница суживающегося в виде конуса спинного мозга соответствует уровню верхнего края второго поясничного позвонка. Ниже этого уровня находится терминальная нить, окруженная корешками спинномозговых нервов и оболочками спинного мозга, образующими в нижней части позвоночного канала замкнутый мешок. В составе терминальной нити различают внутреннюю и наружную части. Внутренняя часть идет от уровня второго поясничного позвонка до уровня второго крестцового позвонка, она имеет длину около 15 см. Внутренняя часть терминальной нити, являющейся остатком конечного отдела эмбрионального спинного мозга, имеет незначительное количество нервной ткани. Наружная часть терминальной нити не содержит нервной ткани, является продолжением мозговых оболочек. Она имеет около 8 см в длину, срастается с надкостницей позвоночного канала на уровне второго копчикового позвонка (о строении позвоночника см. статью Строение и функции позвоночника).
Средний диаметр спинного мозга равен 1 см. Спинной мозг имеет два утолщения: шейное и пояснично-крестцовое, в толще которых располагаются нервные клетки (о строении нервной ткани см. статью Общее представление о строении и функциях нервной системы), чьи отростки идут соответственно к верхним и нижним конечностям. По средней линии на передней поверхности спинного мозга сверху вниз идет передняя срединная щель. На задней поверхности ей соответствует менее глубокая задняя срединная борозда. От дна задней срединной борозды до задней поверхности серого вещества через всю толщину белого вещества спинного мозга проходит задняя срединная перегородка. На передне-боковой поверхности спинного мозга, сбоку от передней срединной щели, с каждой стороны имеется передне-боковая борозда. Через передне-боковую борозду из спинного мозга выходят передние (двигательные) корешки спинномозговых нервов. На задне-боковой поверхности спинного мозга с каждой стороны имеется задне-боковая борозда, через которую в толщу спинного мозга входят нервные волокна (чувствительные) задних корешков спинномозговых нервов. Эти борозды разделяют белое вещество каждой половины спинного мозга на три продольных тяжа — канатика: передний, боковой и задний. Между передней срединной щелью и передне-боковой бороздой с каждой стороны находится передний канатик спинного мозга. Между передне-боковой и задне-боковой бороздами на поверхности правой и левой сторон спинного мозга виден боковой канатик. Позади задне-боковой борозды по бокам от задней срединной борозды, находится парный задний канатик спинного мозга.

Выходящий через передне-боковую борозду передний корешок образован аксонами двигательных (моторных) нейронов, залегающих в переднем роге (столбе) серого вещества спинного мозга. Задний корешок, чувствительный, образован совокупностью аксонов псевдоуниполярных нейронов. Тела этих нейронов образуют спинномозговой узел, располагающийся в позвоночном канале возле соответствующего межпозвоночного отверстия. В дальнейшем, в межпозвоночном отверстии, оба корешка соединяются друг с другом, образуя смешанный (содержащий чувствительные, двигательные и вегетативные нервные волокна) спинномозговой нерв, который затем делится на переднюю и заднюю ветви. На протяжении спинного мозга с каждой стороны имеется 31 пара корешков, образующих 31 пару спинномозговых нервов.
Участок спинного мозга, соответствующий двум парам корешков спинномозговых нервов (двум передним и двум задним) называют сегментом спинного мозга. Различают 8 шейных (С1-С8), 12 грудных (Th1-Th12), 5 поясничных (L1-L5), 5 крестцовых (S1-S5) и 1-3 копчиковых (Co1-Co3) сегмента (всего 31 сегмент). Верхние сегменты расположены на уровне соотвествующих их порядковому номеру тел шейных позвонков (рис. 2). Нижние шейные и верхние грудные сегменты находятся на один позвонок выше, чем тела соответствующих позвонков. В среднем грудном отделе эта разница равна двум позвонкам, в нижнем грудном — трем позвонкам. Поясничные сегменты располагаются на уровне тел десятого и одиннадцатого грудных позвонков, крестцовые и копчиковые сегменты соответствуют уровням двенадцатого грудного и первого поясничного позвонков. Такое несооветствие сегментов спинного мозга позвонкам обусловленно разной скоростью роста позвоночника и спинного мозга. Вначале, на II месяце внутриутробной жизни, спинной мозг занимает весь позвоночный канал, а затем вследствие более быстрого роста позвоночника отстает в росте и смещается относительно него вверх. Так что корешки спинномозговых нервов направляются не только в стороны, но еще и вниз, и тем больше вниз, чем ближе к хвостовому концу спинного мозга. Направление корешков в поясничной части спинного мозга внутри позвоночного канала становится почти параллельным продольной оси спинного мозга, так что мозговой конус и терминальная нить оказываются лежащими среди густого пучка нервных корешков, который получил название конского хвоста.

В опытах с перерезкой отдельных корешков у животных было установлено, что каждый сегмент спинного мозга иннервирует три поперечных отрезка, или метамера, тела: свой собственный, один выше и один ниже. Следовательно, каждый метамер тела получает чувствительные волокна от трех корешков и, для того чтобы лишить чувствительности участок тела, необходимо перерезать три корешка (фактор надежности). Скелетные мышцы (туловища и конечностей) также получают двигательную иннервацию от трех соседних сегментов спинного мозга. (Более подробно о сегментарном делении спинного мозга и зонах чувствительной и двигательной иннервации см. в статье Классификация уровня и степени тяжести травмы спинного мозга American Spinal Injury Association).

Заболевания спинного мозга

вызываются вирусами, бактериями, в т.ч. микобактериями туберкулеза и лепры, бледной трепонемой. Возможны воспалительные заболевания спинного мозга как осложнения опоясывающего лишая, бруцеллеза, пневмонии, кори, ветряной оспы, эпидемического паротита. Вторичное поражение спинного мозга возможно при распространении воспалительного процесса из окружающих его тканей, например, при арахноидите, эпидурите, спондилите.

возникнет редко. Обусловлен нагноением дермоидных кист и синусов спинного мозга, инкапсулированных гематом, эхинококка спинного мозга и др. Формированию абсцесса спинного мозга могут предшествовать инфекции, гнойные процессы в других органах и тканях, а также факторы, снижающие иммунитет.

возникает после острых и хронических инфекционных болезней, травм, может быть связан с паразитарной инвазией и хроническим отравлением; различают острый и хронический арахноидит. Острый арахноидит проявляется болями в шее, пояснице, конечностях, усиливающимися при физической нагрузке и движениях. На фоне общего недомогания возможны субфебрилитет и лейкоцитоз крови. Выраженные нарушения движений и чувствительности обычно отсутствуют.

возникает при острых гнойных процессах различной локализации, а также при ревматизме, сифилисе, туберкулезе и травмах. Течение острое или хроническое. При остром гнойном эпидурите наблюдаются гнойное расплавление и отек эпидуральной клетчатки. При хронических формах образуются плотные фиброзные рубцы, муфтой охватывающие твердую мозговую оболочку и сдавливающие спинной мозг. Процесс может быть распространенным и ограниченным.
Лечение острого гнойного ограниченного эпидурита хирургическое. Оперативные вмешательства при распространенных рубцовых процессах нецелесообразны. Рекомендуются курсы противовоспалительной и рассасывающей терапии, бальнеотерапия, грязелечение.

Головной и спинной мозг

Представляет собой нервный тяж, лежащий в образованном позвонками позвоночном канале. Тянется от затылочного отверстия до поясничного отдела позвоночника. Вверху переходит в продолговатый мозг, внизу заканчивается коническим заострением с концевой нитью.

Спинной мозг покрыт несколькими оболочками: твердой мозговой, паутинной и мягкой. Между паутинной и мягкой оболочками циркулирует спинномозговая жидкость — ликвор, окружающая спинной мозг и принимающая активное участие в обмене веществ спинного мозга.

На поперечном срезе спинной мозг (СМ) напоминает бабочку. В центре расположено серое вещество, состоящее из тел нейронов. На периферии расположено белое вещество, которое образовано отростками нейронов.

В сером веществе СМ различают два передних выступа (передние рога), два боковых (боковые рога) и два задних (задние рога). В следующей статье мы будем изучать рефлекторные дуги, так что эти знания нам очень пригодятся. В рогах серого вещества находятся нейроны, которые входят в состав рефлекторных дуг.

К задним рогам спинного мозга подходят многочисленные нервные волокна, которые, объединяясь, образуют пучки — задние корешки. Из передних рогов спинного мозга выходят многочисленные нервные волокна, которые образуют — передние корешки.

Белое вещество состоит из многочисленных нервных волокон, пучки которых образуют канатики. Пути спинного мозга подразделяются на восходящие — от рецепторов к головному мозгу, и нисходящие — от головного мозга к органам-эффекторам. От спинного мозга отходит 31 пара спинномозговых нервов.

За счет тел нейронов, которые расположены в сером веществе спинного мозга и входят в состав рефлекторных дуг, обеспечивающих рефлексы.

За счет наличия в спинном мозге белого вещества, в состав которого входят многочисленные нервные волокна, образующие пучки и канатики вокруг серого вещества.

Головной мозг и его отделы

Мы переходим к изучению головного мозга человека, сложноустроенного главного органа центральной нервной системы, расположенного в надежном костном вместилище — черепе. Масса мозга в среднем составляет от 1300 до 1500 грамм.

Замечу, что вес мозга никак не связан с интеллектуальными способностями: так у Альберта Эйнштейна головной мозг весил 1230 грамм — меньше, чем у среднестатистического человека. Интеллект скорее определяется сложностью и разветвленностью нейронных сетей мозга, но никак не массой.

В мозге человека выделяют пять отделов: продолговатый, задний (мост и мозжечок), средний, промежуточный и конечный. Наиболее древние отделы — продолговатый, задний и средний — образуют ствол мозга, напоминающий по строению спинной мозг. Иногда к стволу мозга относят и промежуточный отдел. От ствола мозга отходят 12 пар черепных нервов.

Конечный мозг отличается от строения ствола мозга, он представляет собой огромное скопление (около 16 млрд.) нейронов, которые образуют кору больших полушарий (КБП). Нейроны располагаются в несколько слоев, их отростки образуют тысячи синапсов с другими нейронами и их отростками. В КБП расположены центры высшей нервной деятельности — памяти, мышления, речи.

Мы начинаем увлекательное путешествие по отделам головного мозга. Для вас принципиально важно разделить между собой и запомнить функции различных отделов, для этого обязательно используйте воображение!)

Самый древний отдел головного мозга. Запомните, что он регулирует жизненно важные функции: сердечно-сосудистую систему, процессы дыхания и пищеварения. Здесь сосредоточены центры защитных рефлексов — рвоты, чихания, кашля.

Варолиев мост выполняет проводниковую функцию: через мост проходят все нисходящие и восходящие нервные пути. Также он контролирует работу мимических и жевательных мышц лица, слезной железы.

Мозжечок имеет свои собственные полушария, соединенные друг с другом. Кора мозжечка образована серым веществом, подкорковые ядра окружены белым веществом.

Мозжечок принимает участие в координации произвольных движений, способствует сохранению положения тела в пространстве, регулирует тонус и равновесие. Благодаря мозжечку наши движения четкие и плавные.

В среднем мозге находятся верхние (передние) и нижние (задние) бугры четверохолмия. Верхние бугры четверохолмия отвечают за зрительный ориентировочный рефлекс, а нижние — за слуховой ориентировочный рефлекс.

В чем выражается зрительный ориентировочный рефлекс? Представьте, что заходите в темную комнату. В ее уголке уютно сияет экран, виден сайт (конечно же) студариум =) И тут начинается зрительный ориентировочный рефлекс: Вы двигаете глазами, поворачиваете голову в направлении источника интеллектуального света. Не забываете при этом регулировать величину зрачка и аккомодацию глаз — все это зрительный ориентировочный рефлекс.

Слуховой ориентировочный рефлекс также необходим для нас. Хорошо, если, читая учебник сейчас, вы находитесь в тишине. Вдруг у вас начинает звонить телефон: вы тотчас перестаете читать и направляетесь к источнику звука — телефону. Благодаря этому ориентировочному рефлексу мы можем определять место источника звука относительно нас (слева, справа, сзади, спереди).

Средний мозг также выполняет проводниковую функцию, участвует в регуляции мышечного тонуса и позы тела.

Напомню, что изученный нами гипоталамус, связанный с ним гипофиз, эпифиз и таламус относятся к промежуточному мозгу. Вам известно, что гипоталамус руководит гипофизом — дирижером желез внутренней секреции, поэтому функциями гипоталамуса являются: регуляция обмена белков, жиров и углеводов, а также водно-солевой обмен.

Помимо этого, гипоталамус контролирует симпатическую и парасимпатическую системы, регулирует температуру тела, отвечает за циклы сна и бодрствования. В гипоталамусе находятся центры голода и насыщения.

Состоит из подкорковых структур и коры больших полушарий (КБП). Поверхность КБП достигает в среднем 1,5-1,7 м 2 . Такая большая площадь обусловлена тем, что КБП образует извилины — возвышения мозгового вещества, и борозды — углубления между извилинами.

Кора больших полушарий

В коре имеется несколько слоев клеток, между которыми образуются многочисленные разветвленные связи. Несмотря на то, что кора функционирует как единый механизм, разные ее участки анализируют информацию от разных периферических рецепторов, которые И.П. Павлов называл корковыми концами анализаторов.

Корковое представительство зрительного анализатора располагается в затылочной доле КБП, именно в связи с этим при падении на затылок человек видит «искры из глаз», когда нейроны этой доли возбуждаются механически, вследствие удара.

Корковое представительство слухового анализатора находится в височной доле коры больших полушарий.

Запомните, что корковое представительство двигательного анализатора — моторная зона — находится в передней центральной (прецентральной) извилине, а представительство кожного анализатора — сенсорная зона — в задней центральной (постцентральной) извилине.

Вдумайтесь! При совершении любого произвольного (осознанного) движения нервный импульс возникает именно в нейронах прецентральной извилины, откуда начинает свой длинный путь через ствол мозга, спинной мозг и, наконец, достигает органа-эффектора.

Импульсы от кожных рецепторов достигают нейронов постцентральной извилины — сенсорного отдела, благодаря чему мы получаем от них информацию и осознаем собственные ощущения.

Количество нейронов в этих извилинах, отведенных для различных органов, неодинаково. Так зона проекции пальцев кисти занимает много места, благодаря чему становятся возможны тонкие движения пальцами. Зона проекции мышц туловища гораздо меньше зоны пальцев, так как движения туловища более однообразные и менее сложные.

Изученные нами участки мозга, в которых происходит преобразование и анализ поступающей информации, называются ассоциативными зонами КБП. Эти зоны связывают различные участки КБП, координируют ее работу, играют важнейшую роль в образовании условных рефлексов.

Наша осознанная деятельность лежит в рамках коры больших полушарий: любое осознанное движение, любое ощущение (температурное, болевое, тактильное) — все имеет представительства в КБП. Кора — основа связи с внешней средой, адаптации к ней. В фундаменте процесса мышления также лежит КБП. В общем, вы поняли, как высоко надо ее ценить и как хорошо знать данную тему 🙂

Вы наверняка слышали, что функционально правое и левое полушария отличаются. В левом полушарии находятся механизмы абстрактного мышления (языковые способности, аналитическое мышление, логика), а в правом — конкретно-образного (воображение, параллельная обработка информации). При травмах, повреждениях левого полушария может нарушаться речь.

Заболевания

В зависимости от уровня поражения спинного мозга при травме картина неврологических нарушений проявляется по-разному. Чем выше уровень поражения, тем больше нервных путей оказываются «отрезанными» от головного мозга. Так, к примеру, при травме поясничного отдела движения руками сохранены, а при травме шейного — движения руками невозможны.

Иногда после инсульта (кровоизлияния в ткани мозга) или травмы развивается паралич (полное отсутствие движений) на одной из сторон тела. Зная анатомию, вы можете сделать вывод: если движения пропали в правой руке и ноге, то инсульт произошел слева.

Почему существует такая закономерность? Дело в том, что нервные волокна, идущие от прецентральной извилины к рабочим органам — мышцам, формируют так называемый физиологический перекрест на границе продолговатого и спинного мозга. То есть, говоря проще: часть нервов, которые шли от левого полушария переходят на правую сторону и наоборот — нервы от правого полушария переходят на левую сторону.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Последствия травмы ЦНС

Даже частичное повреждение спинного мозга может вызвать нарушение функциональности самых разных систем и органов.

Кости и суставы

Травма спинного мозга может привести к нарушению усвоения в костной ткани кальция и некоторых других важных минералов. Но в то же время эти вещества могут накапливаться в мочевой системе, вызывая образование камней. Такие процессы специалисты обычно объясняют снижением двигательной активности человека. Кроме того, ухудшение мобильности может привести к скованности суставов, в том числе коленных, локтевых и в области плеч. Чтобы предотвратить это, существуют специальные комплексы упражнений для лиц с ограниченными физическими возможностями.

Мочевыводящая система

Мочевыводящая система состоит из почек, которые фильтруют кровь и производят мочу, а также мочевого пузыря, который собирает, а затем выводит ее из организма. После спинномозговой травмы почки продолжают выделять мочу, но пузырь может не работать так, как раньше. После травмы человек может не ощущать, когда его мочевой заполнен жидкостью, или его мочевыводящая система, из-за отсутствия необходимых импульсов, может потерять способность выводить мочу естественным образом. В результате для опорожнения пузыря может понадобиться катетер. Другой вариант: моча может, наоборот, выходить непроизвольно и человек теряет способность контролировать этот процесс.

Дыхательная система

Даже после травмы позвоночника человеческие легкие продолжают работать. Тем не менее возможность вдыхать и выдыхать воздух контролируется мышцами. В зависимости от уровня травмы человек может потерять способность кашлять или делать глубокие вдохи. А они необходимы для полного распрямления легких и глубокой циркуляции воздуха.

Самый важный для дыхания мускул – это диафрагма. Она представляет собой большую дугообразную мышцу, которая располагается прямо под легкими. И если из-за повреждения спинного мозга диафрагма парализуется, для поддержания дыхательной функции может понадобиться специальная аппаратура.

Повреждение спинного мозга может отрицательно сказаться и на коже. Кожа для человека играет очень важную роль. Она защищает организм от микробов и других патогенов внешнего мира. Спинной мозг является важным органом, который помогает защитить кожу от повреждения. Например, когда долго сидеть в одном положении, мозг посылает сигналы в виде ощущения дискомфорта, которое подталкивает сменить позу и предотвратить повреждение или передавливание кожи. Таким же образом ЦНС защищает от ожогов, порезов и других возможных повреждений кожного покрова (например, человек рефлекторно одергивает руку от горячего или режущего предмета). При спинномозговых повреждениях такие сигналы могут не появляться, что в разы повышает риск повреждения кожного покрова и, следовательно, проникновения микробов внутрь организма.

Половая система

После травмы спинного мозга в поясничном или крестцово-копчиковом сегменте может пострадать функциональность половой системы. У мужчин обычно появляется эректильная дисфункция, возникают проблемы с эякуляцией и фертильностью. У женщин после травмы может нарушиться чувствительность в области гениталий, хотя непосредственно сама фертильность может и не пострадать.

Кишечник

Общеизвестно, что за расщепление употребляемой еды, усвоение полезных веществ из нее и выведение продуктов метаболизма отвечает пищеварительная система. Довольно распространенное последствие травмы ЦНС – нарушение перистальтики кишечника. То есть пищеварительная система продолжает поглощать и переваривать еду, но процесс выведения экскрементов нарушается. В здоровом организме, когда прямая кишка наполняется, происходит обмен импульсами между кишечником и мозгом. При повреждении спинного мозга такие сигналы могут не поступать. В результате человек теряет способность контролировать процесс дефекации.

Вегетативная нервная система

Вегетативная нервная система регулирует активность внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов, а также желез внутренней и внешней секреции. От нее зависит температура тела, кровяное давление, пищеварение и другие важные функции. После травмы позвоночника некоторые ее функции могут быть нарушены. Довольно часто (особенно если повреждение приходится на грудной сегмент) после травмы организм теряет способность к терморегуляции. Что это значит? Если вегетативная нервная система работает правильно, то температура тела остается стабильной вне зависимости от погодных условий на улице или микроклимата в помещении. Из-за повреждения спинного мозга температура тела может расти или снижаться в соответствии с температурными показателями в помещении или на улице. Нарушения терморегуляции наиболее заметны в частях тела, расположенных ниже области повреждения.

Эмоции и чувства

Спинномозговая травма влияет не только на тело, но и на эмоции человека. После повреждения позвоночника многие люди впадают в депрессию, становятся подавленными, замкнутыми и озлобленными. Поэтому специалисты настаивают, чтобы пациенты с такого рода травмами проходили курс психотерапии. Также люди, у которых повреждение позвоночника вызвало нарушение мобильности, нуждаются в поддержке и помощи близких.

Спинной мозг является важнейшим центром, от которого зависит работоспособность всего организма, но в то же время этот орган и очень уязвим. Его главной защитой служат позвонки, через которые проходит нервный канал. Между позвонками располагаются диски – полужесткие хрящи, а через узкое пространство между ними проходят спинномозговые нервы. И в этих местах ЦНС является наиболее уязвимой. С возрастом диски между позвонками теряют эластичность, они становятся все более жесткими, что делает их более восприимчивыми к повреждениям, а значит и повышается риск травмы спинного мозга. Частичный или полный разрыв нервного пучка, идущего внутри позвоночника, обычно происходит из-за резкого смещения позвонков. Согласно статистическим данным, такое чаще всего случается во время автокатастроф. На втором месте по частоте травм спинного мозга – ныряние в водоемах головой вперед. Если спинной мозг разрывается, сегменты, расположенные ниже места повреждения, перестают получать импульсы от головного мозга, из-за чего нарушается чувствительность и возникает паралич на уровне этих «этажей».

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Специальность: терапевт, врач-рентгенолог, диетолог .

Общий стаж: 20 лет .

Место работы: ООО “СЛ Медикал Груп” г. Майкоп .

Образование: 1990-1996, Северо-Осетинская государственная медицинская академия .