Будова людського спинного мозку

Спинний мозок людини чи тварини є найважливішою частиною ЦНС. Через нього головний мозок зв'язується із м'язами, шкірою, внутрішніми органами, вегетативною нервовою системою. Так забезпечується життєдіяльність організму людини, собаки, кішки чи іншого ссавця. Будова спинного мозку відрізняється складною організацією та вузькою спеціалізацією кожної області. Біологія його так влаштована, що будь-яке серйозне порушення проявляється у проблемах із руховими функціями, соматичних аномаліях.

Зовні цей орган дуже нагадує шнур, протягнутий у спеціальному каналі хребта. Він має праву частину і ліву. По довжині не перевищує половини метра, а діаметр становить близько сантиметра.

Ми докладно розглянемо будову спинного мозку, особливості організації, принципи роботи. Знаючи, якою є будова спинного мозку, можна легко зрозуміти, як народжуються наші рухи, як може проявлятися діяльність нейронів. Також ми розповімо, які функції виконує спинний мозок.

У спинному мозку знаходиться від 31 до 33 пар нервів, тому він ділиться на 31-32 сегменти. Кожен співвідноситься з частиною нашого тіла та безперервно здійснює свої функції. Маса такого важливого органу, без якого неможливий жоден рух, становить лише 35 гр.

Область розташування – хребетний канал. Вгорі він відразу переходить у довгастий мозок, а внизу його завершують хребці куприка.

Поділ на сегменти

Роль спинного мозку полягає у створенні будь-яких рухів людини. Щоб забезпечити максимальну ефективність його роботи, під час еволюції було виділено сегменти, кожен із яких забезпечує функціонування певної області тіла.

Ця частина нервової системи починає формуватися вже на 4-му тижні ембріонального розвитку, але основні функції спинного мозку зможе виконувати не відразу.

Відділи спинного мозку та їх функції зараз добре вивчені. Він сегментарно поділяється на:

шийні сегменти (8 штук);
грудні (12 штук);
поперекові (5 штук);
крижові (5 штук);
куприкові (від 1 до 3-х штук).

Спина людини закінчується маленьким куприком. Він є рудиментом, тобто частиною, що у ході еволюції втратила свою значущість. Це фактично залишок хвоста. Тому в людини дуже мало копчикових сегментів. Хвіст йому просто не потрібен.

Навіщо потрібен

Спинний мозок – це центр, який збирає всю інформацію, що надходить із периферії. Потім він посилає команди до м'язів та тканин, наводячи їх у тонус. Так народжуються усі рухи. Це складна і копітка робота, адже людина здійснює сотні тисяч найдрібніших рухів на добу. Його фізіологія відрізняється складною організацією та взаємодією всіх частин ЦНС.

Спинний мозок надійно захищають відразу три оболонки:

тверда;
м'яка;
павутинна.

Усередині розташовується спинномозкова рідина. Центр мозку заповнює сіру речовину. У розрізі ця область схожа на метелика, що розгорнув крила. Сіра речовина – це концентрат нейронів, вони здатні передавати біоелектричний сигнал.

Кожен сегмент складається з десятків і навіть сотень тисяч нейронів. Вони забезпечують повноцінну роботу рухового апарату.

У сірій речовині є виступи трьох видів (роги):

передній;
задній;
бічний.

Між зонами розподіляються різні види нейронів. Це складна та добре організована система, яка має свої особливості. У зоні передніх рогів є безліч великих рухових нейронів. У задніх рогах розташувалися малі вставні нейрони, а бічних – вісцеральні (чутливі і моторні).

Саме нервові волокна формують шляхи, якими проводиться сигнал.

Загалом у спинному мозку людини вчені нарахували понад тринадцять мільйонів нервових волокон. Захисну функцію їм виконують зовнішні хребці, які формують хребет. Саме в них знаходиться внутрішній ніжний та вразливий спинний мозок.

Сіра речовина з усіх боків оточена безліччю нервових волокон. Передача біоелектричних сигналів здійснюється через найтонші відростки нейронів. У кожного може налічуватися від одного до багатьох таких відростків. Нейрони власними силами мають дуже малий розмір. Їх діаметр не більше 0,1 мм, зате відростки вражають своєю довжиною - вона може досягати півтора метра.

У сірій речовині є різні типи клітин. Передні відділи складаються із рухових клітин, вони дуже великі. Як видно із самої назви, вони відповідають за рухові функції. Це тонкі, але дуже довгі волокна, які від спинного мозку йдуть безпосередньо до м'язів і наводять їх у рух. Такі волокна утворюють великі пучки та виходять із спинного мозку. Це передні коріння. Один із них виходить праворуч, а інший – ліворуч.

У кожному відділі є такі чутливі волокна, з яких утворюється пара корінців. Частина чутливих волокон стикується із головним мозком. Друга частина направлена безпосередньо в сіру речовину. У ньому волокна закінчуються. Закінченням їм стають різні види клітин – рухові, проміжні, вставні. Через них здійснюється безперервне регулювання рухів та органів.

Організація провідних шляхів

Провідні шляхи всього організму прийнято ділити на:

асоціативні;
аферентні;
еферентні.

Завдання асоціативних шляхів – поєднати нейрони між усіма сегментами. Ці з'єднання вважаються короткими.

Аферентні забезпечують чутливість. Це висхідні шляхи, які отримують інформацію від усіх рецепторів та відправляють її в головний мозок. Еферентні шляхи передають сигнали від мозку до нейронів всього організму. Вони відносяться до низхідних шляхів.

Функції

Діяльність спинного мозку є безперервною. Вона забезпечує рухову активність організму. Є дві основні функції спинного мозку людини – рефлекторна та провідникова.

Кожен відділ забезпечує роботу цілком певної зони організму. Сегменти (шийний, грудний, наприклад) забезпечують функції органів грудини, рук. За повноцінну роботу м'язів та системи травлення відповідає сегмент поперековий. За функції органів тазу, ніг несе відповідальність крижовий сегмент.

Рефлекторна

Рефлекторна мозкова функція полягає у організації рефлексів. Це дозволяє організму, наприклад, миттєво відреагувати на сигнал про біль. Дія рефлексів вражає своєю оперативністю. Людина відсмикує руку від гарячого предмета за секунду. За цей час інформація від рецепторів до мозку і назад встигла пройти чималий шлях рефлекторною дугою.

Коли чутливі нервові закінчення шкіри, м'язових волокон, сухожилля, суглобів отримують подразнення, це означає, що до них було відправлено нервовий імпульс. Такі сигнали розповсюджуються по задніх корінцях нервових волокон і приходять у спинний мозок. Отримуючи сигнал, збуджуються рухові та вставні клітини. Потім руховими волокнами вже передніх корінців імпульси прямують до м'язів. Отримавши такий сигнал, м'язові волокна скорочуються. За таким механізмом відбуваються прості рефлекси.

Рефлекс – це реакція організму у відповідь отримане роздратування. Усі рефлекси забезпечуються роботою ЦНС. Одна з функцій спинного мозку – рефлекторна. Її забезпечує так звана рефлекторна дуга. Це складний шлях, який нервові імпульси проходять від периферичних компонентів організму до його спинного мозку, а від нього безпосередньо до м'язів. Це непростий, але життєво важливий процес.

Найпростіші рефлекси можуть зберегти людині життя та здоров'я. Відсмикуючи руку, яка торкнулася гарячого, ми навіть не підозрюємо, що сигнал від шкіри блискавично передався нервовими волокнами в головний, а потім і в спинний мозок. У відповідь на нього було надіслано імпульс, який скоротив м'язи руки, щоб уникнути опіку. Це яскравий прояв рефлекторної функції.

Нейрофізіологи детально вивчили практично всі рефлекси та нервові дуги, які забезпечують їхнє виконання. Ці дані дозволяють проводити ефективну реабілітацію після травм та низки захворювань, а також допомагають при їх діагностиці.

Саме на такому рефлексі заснована діагностика у невропатолога, при якій лікар легко б'є молоточком по сухожиллю колінної чашки пацієнта. Так вивчається колінний рефлекс, яким можна будувати висновки про стан певного відділу спинного мозку.

Однак спинний мозок не є самостійною рефлекторною системою. Його функції невпинно контролює головний мозок. Вони тісно пов'язані спеціальними пучками нервових волокон. Волокна дуже довгі, тонкі, складаються із білої речовини. Сигнали за одними передаються до головного мозку вгору, а за іншими – до спинної.

Вся ЦНС бере участь у формуванні скоординованих складних рухів. Кожен рух - це безперервний потік імпульсів від головного мозку до спинного, від нього - до м'язових волокон.

Провідникова

Це друга важлива функція. Вона у тому, що з спинного мозку нервові сигнали передаються вище, в головний. Там, у підкірковій та кірковій області, вся інформація моментально обробляється, а у відповідь на неї надсилаються відповідні сигнали.

Провідникова функція працює у ті моменти, коли ми вирішуємо щось взяти, підвестися, піти. Це відбувається миттєво, без часу на роздуми.

Цю функцію переважно забезпечують проміжні або вставні нейрони. Вони відправляють сигнал до рухових нейронів, а також обробляють інформацію, яка надходить від шкіри та м'язів. Тут зустрічаються периферичні сигнали та імпульси від мозку.

Збудливий імпульс надсилається за допомогою вставних клітин до різних груп рухових клітин. У цьому активність інших груп гальмується. Саме такий складний процес забезпечує злагодженість та високу координацію рухів людини. Так з'являються відточені рухи піаніста, балерини.

Можливі захворювання

У людському організмі є унікальний відділ, який зветься «кінський хвіст». У ньому відсутній сам спинний мозок, а залишилися лише спинномозкова рідина і пучки нервів. Якщо вони стискаються, організм починає відчувати біль, спостерігаються порушення опорно-рухової системи. Це захворювання за місцем локалізації основної причини і називається «кінський хвіст».

Якщо розвивається «кінський хвіст», людину непокоїть ряд симптомів. З'являється біль у попереку, м'язи відчувають слабкість, організм починає значно повільніше реагувати на зовнішні подразники. Може виникнути запалення, навіть підвищується температура. Якщо ці тривожні симптоми ігнорувати, стан погіршується. Людині стає важко пересуватися чи довго сидіти.