Сегменти спинного мозку. Функції спинного мозку

Система спинного мозку вважається найбільш древньою зоною організму. Маса цієї частини у дорослої людини складає близько 34-38 м По ходу прогресування центральної ділянки нервової системи в процесі еволюції співвідношення між розміром головного і спинного мозку змінювалося на користь першого. Далі розглянемо докладніше, що собою являє структура, які завдання виконує.

Загальна біологія

Спинний мозок являє собою тіло неправильної циліндричної форми. Його довжина у чоловіків - близько 45, у жінок - 41-42 см. Виділяють різні відділи спинного мозку. На кожній дільниці тіло має різні розміри. Так, грудної ділянка має сагітальний розмір (в площині від спини до живота) - близько 8-ми мм. Поперечник цій області - 10 мм. Потовщення починається там, де розташовані II-III сегменти (шийні). У цій ділянці поперечник досягає 13-14 мм. При цьому сагітальний розмір - 9 мм. У відділі, який знаходиться від першого поперекового до другого крижового фрагмента, діаметр близько 12 мм. Саггитальний його розмір - 9 мм. Все тіло розділяється на певні ділянки (кількість сегментів спинного мозку буде представлено нижче). Далі розглянемо складові елементи структури.

Сегменти спинного мозку: малюнок, опис

Тіло складається з подібних один одному (гомоморфності) частин. Сегменти спинного мозку з'єднуються за допомогою нервових провідників з певною ділянкою в організмі. Довжина тієї чи іншої зони тіла різна. Загальна кількість сегментів спинного мозку - 31. Найменше елементів в куприкової зоні. У структурі присутні:

• Поперекові сегменти (5).
• Крижові (5).
• Грудні (12).
• Куприковий (1).
• Сегменти шийного відділу хребта (8).

На останні припадає близько 23.2% довжини всієї структури. Найбільше (56.4%) займають грудні сегменти. 7.3% довжини припадає на крижову зону. Сегменти спинного мозку зовні являють собою задні і передні правильно чергуються відходять корінці - нервові відростки. Слід зазначити, що структура не заповнює весь канал. У зв'язку з цим спинномозкові сегменти розташовуються вище, ніж однойменні хребці. При цьому різниця між одними і другими наростає у напрямку зверху вниз.

Розташування

Індивідуально мінлива скелетотопія ділянок. Приміром, нижня область поперекової ділянки може у дорослих розташовуватися від нижньої третини тіла XI грудного хребця до диска між першим і другим поперековими хребцями. У зв'язку з цим проглядається певна особливість. Якщо верхні корінці відходять в поперечному напрямку, то чим далі по каналу вниз, тим вище буде ділянка виходу щодо вхідного міжхребцевого отвору. Останні елементи вертикально прагнуть до ділянок, розташованим нижче рівня, на якому закінчується спинний мозок. Усім цим пучком оточена кінцева нитка. Називається він "Кінський хвіст".

Кінцева нитка

Від другого поперекового елемента вниз спинний мозок переходить в особливу рудиментарні освіту. Воно і називається "кінцева нитка". Вона сформована переважно м'якою мозковою оболонкою. У самій її верхній зоні присутні нервові клітини. Кінцева нитка буває двох видів. Вона може бути внутрішньою. В даному випадку вона проходить в мозковій оболонці до другого хребця в крижах. Кінцева нитка може бути і зовнішньої. У цьому випадку вона тягнеться далі другого хребця куприка. Зовнішня нитка переважно складається з продовження сполучнотканинних волокон. Внутрішня кінцева нитка має довжину близько 16, а зовнішня - 8-ми см.

Діссімметрія

Сегменти спинного мозку неповністю симетричні. Неоднакова протяжність і різний рівень відходження корінців відзначаються вже на стадії ембріонального розвитку. Після народження діссімметрія з плином часу посилюється. Більш виразна вона в грудному ділянці. У задніх корінців діссімметрія більш виражена, ніж у передніх. По всій видимості, дане явище пов'язане з відмінностями в шкірній та м'язовій іннервації лівої і правої сторін тулуба людини.

Внутрішні особливості елементів

Розглянемо коротко будова сегмента спинного мозку. В кожному елементі присутній диск - пластинка, розташована горизонтально. На рівні цієї ділянки проходять нейронні зв'язки. Їх положення також горизонтально. Між дисками присутні вертикальні нейронні зв'язки. Так, елементи можна представити у вигляді стопки пластинок. Вони, в свою чергу, об'єднані міжнейронних зв'язками. В освіті передніх корінців беруть участь аксони клітин відповідних бічних рогів спинного мозку. У них присутні прегангліонарних симпатичні і еферентні рухові волокна-в задніх корінцях містяться аферентні структури. Вони є відростками нейронів гангліїв. Загальна кількість присутніх в задніх корінцях волокон - близько 1-го млн з кожною боку-у передніх елементах виявляється в комплексі близько 200 000. Так виходить співвідношення 5: 1. У представників

тваринного світу переважання кількості волокон задніх корінців над тими, що присутні в передніх, не так яскраво виражено. Приміром, у миші, щури і собаки співвідношення 2.5: 1. У цьому, таким чином, проявляється одна з еволюційних закономірностей розвитку нервової системи всіх хребетних. Вона полягає в тому, що формування вхідних каналів здійснюється більш активно, ніж вихідних. При цьому останні відрізняються більшою стабільністю. Число нервових волокон в задніх і передніх корінцях в одному спинномозковому сегменті, як правило, різна. Різниця може становити до 59% від кількості структур на тій стороні, де їх налічується менше.

Сіра речовина

На поперечному розрізі воно являє собою фігуру, схожу на метелика, що розкрила крила, або букву Н. Розрізняють задні, передні і бічні роги. Їх форма змінюється по ходу спинного мозку. На ділянці, обмеженій бічним і заднім рогами, розташована ретикулярнаформація сітчастого виду. Сіра речовина займає близько 5 см³ (Близько 17.8%) від загального обсягу спинного мозку. Число присутніх у ньому нейронів становить приблизно 13.5 мільйонів. Їх об'єднують у три групи: вставні, пучкові, корінцеві. Сіра речовина становить особливий апарат структури. Тут закладені деякі функції спинного мозку. Подразнення, які надходять по аферентні волокнах завдяки наявності зв'язків, можуть проходити як в низхідному, так і у висхідному напрямку. Вони, в свою очредь, провокують поширений руховий відповідь.

Біла речовина

У ньому містяться проекційні, комісуральні і асоціативні нервові шляхи. Останні є пучки, що проходять по периферії сірої структури і по всіх канатикаспинного спинного мозку. Комісуральних шляху формують білу спайку. Вона розташовується між серединної передній щілиною і сірою речовиною (з'єднуючи його половинки). Проекційні шляхи (спадні (еферентні) і висхідні (аферентні)) забезпечують зв'язок з головним мозком.

Кровопостачання

Надходження крові здійснюється по мережі численних судин. Вони відходять у верхній частині від підключичної, щитовидної і хребетних артерій. Також судини поширюються від ділянки, де розташовані другий і третій відділи спинного мозку. У цій зоні кровопостачання йде від гілок аорти. Більше шістдесяти парних радікулярних артерій, які формуються близько міжхребцевих отворів, відрізняються малим (150-200 мкм) діаметром. Вони постачають кров'ю тільки корінці і оболонки, прилеглі до них. У харчуванні, власне, самого спинного мозку бере участь близько 5-9 артерій великого (400-800 мкм) калібру. Всі ці судини непарного типу. Вони входять в канал на різних рівнях: то через праве, то через ліве отвір. Називаються ці артерії магістральними або корінцево-медуллярная. Кількість найбільших з них не постійно. Виділяється три судинних басейну:

• Верхній або цервіко-дорсальний. Він живить зону, де розташовані сегменти спинного мозку С1 - Th3.
• Проміжний або середній. До нього відносять ділянки Th4-Th8.
• Нижній. Він живить область нижче рівня сегмента Th9.

Спинальна передня артерія поширюється тільки на кілька фрагментів структури. Далі вона не представлена у вигляді єдиного судини. Вона являє собою ланцюг анастомозів кількох корінцево-мозкових великих артерій. Кровотік в спінальної передньої артерії йде в різних напрямках. У верхніх відділах - зверху вниз, у середніх - знизу вгору, а в нижніх - вгору і вниз.

Основні завдання

Існує дві основні функції спинного мозку. Перша - це рефлекторна, друга - провідникова. Кожен сегмент пов'язаний з певними органами та забезпечує їх активність і функціональність. Наприклад, крижові елементи відносяться до ніг і органів тазу і відповідають за діяльність цих зон тулуба. Той чи інший грудної сегмент взаємодіє з відповідними органами та м'язами. Верхні елементи пов'язані з головою і руками. Рефлекторні функції спинного мозку являють собою закладені природою прості рефлекси. До них, зокрема, відносять реакцію на біль - людина осмикує руку, наприклад. Також до цієї категорії відносять відомий колінний рефлекс. У прояві цих реакцій головний мозок може не брати участь. Дана теорія доведена звичайними дослідами з тваринами. За відсутності голови жаба реагувала як на сильні, так і на слабкі больові подразники. Провідникові функції спинного мозку укладені в передачі імпульсу. Спочатку він йде вгору. По висхідному шляху імпульс потрапляє в головний мозок, а звідти відправляється як зворотна команда до якого-небудь органу. За рахунок цієї провідникової зв'язку проявляється будь-яка уявна активність: взяти, піти, встати, підняти, відрізати, побігти, кинути, намалювати. Також провідникові функції спинного мозку забезпечують здійснення дій, які люди, не помічаючи, здійснюють щодня на роботі або в побуті.

Бічні роги

Ці елементи мають своїми функціями. У бічних рогах (проміжній зоні в сірій речовині) розташовані симпатичні клітини вегетативної нервової структури. Саме з їх допомогою здійснюється взаємодія з внутрішніми органами. У цих клітин є відростки, які з'єднані з передніми корінцями. У цій зоні формується шлях: в області сегментів верхніх двох ділянок спинного мозку розташована ретикулярна область - пучок з великого числа нервів, які пов'язані з районами активації кори в головному мозку і рефлекторної діяльності. Активність сірого і пучків білої речовини, передніх і задніх корінців іменується рефлекторної реакцією. Самі рефлекси при цьому називаються, за визначенням Павлова, безумовними.

Висхідні шляхи

Передні канатики білої речовини мають кілька шляхів, кожен з яких виконує певні завдання:

• Корково-спинномозкової (передній пірамідний) відповідає за передачу рухових імпульсів від кори в головному мозку до передніх рогів в спинному.
• Спіноталаміческій передній забезпечує тактильну чутливість.
• Пучок Левенталя і Гельда - волокнами білої речовини зв'язуються вестибулярні ядра 8 пар черепно-мозкових нервових закінчень з руховими нейронами в передніх рогах.
• Покришечно-спинномозкової шлях формує захисний рефлекс, який пов'язаний з зоровими або звуковими подразниками. Це здійснюється за рахунок зв'язку зорових центрів під корою в головному мозку з ядрами в передніх рогах.
• Поздовжній пучок забезпечує координування очних та інших м'язів, за рахунок зв'язування верхніх сегментів зі стовбуром спинного мозку.
• По шляхах проходить імпульс глибокої чутливості. В результаті з'являється відчуття свого тіла у людини. Імпульси проходять по спіноталаміческім, покришечно-спинномозковим і корково-спинномозковим каналам.

Спадні шляху

Передача імпульсу від кори в головному мозку до сірого речовині в передніх рогах здійснюється по латеральному корково-спинномозговому каналу. Красноядерно-спинномозкової шлях забезпечує автоматичне регулювання м'язового тонусу і рухів на підсвідомому рівні. Цей канал розташовується попереду латерально-пирамидного. До красноядерно-спинномозговому колії прилягають спінноталаміческій бічний і спінномозжечковий задній.

Вікові особливості

Тимчасові зміни стосуються як будови спинного мозку, так і його топографії. У другій половині періоду внутрішньоутробного розвитку відзначається кілька уповільнений його зростання. Зокрема, він відстає від розвитку хребетного стовпа. І це триває досить тривалий період. У грудничка мозкової конус розташовується в районі третього поперекового хребця, а у дорослого закінчується на рівні першого або другого. За весь період росту довжина структури збільшується в 2.7 р. Це виходить переважно завдяки грудним сегментами. Маса структури збільшується приблизно в 6-7 разів. Зростання білої і сірої речовини спинного мозку проходить досить нерівномірно. Обсяг першого збільшується в 14, а другий - в 5 разів. Це пов'язано з тим, що у власному сегментарном апараті розвиток завершується раніше, ніж в проекційних нервових шляхах.

На закінчення

Між спинним і головним мозком, ЦНС, всіма органами і кінцівками людини встановлено унікальну зв'язок. Вона вважається "мрією робототехніки". На сьогоднішній день ні один, навіть найсучасніший робот, не може здійснювати всі ті можливі дії і рухи, які підвладні біологічному організму. Такі сучасні машини програмуються на виконання вузькоспеціалізованих завдань. Найчастіше таких роботів використовують на автоматичних конвеєрних виробництвах. Маса спинного мозку у відсотках становить у різних представників тваринного світу різні величини. Наприклад, у жаби - 45, черепахи - 120, щури - 36, макаки - 12, собаки - 18, а у людини - 2. У структурі спинного мозку досить чітко проявляються загальні конструктивні особливості та закономірності центральної зони нервової системи.