Проводниковая и рефлекторная функция спинного мозга

Функция задних и передних корешков.

Опытами физиологов Белла и Мажанди было установлено, что в задних и передних корешках располагаются нервы, несущие различные по своей функции импульсы. Производившаяся ими перерезка передних корешков спинного мозга с одной стороны приводила к полной парализованности конечности этой же стороны, чувствительность же сохранялась полностью. Перерезка задних корешков приводила к потере, чувствительности при отсутствии каких-либо нарушений в движениях. Эти наблюдения послужили основанием для сформулирования положения о том, что задние корешки являются чувствительными и в их составе проходят центростремительные волокна, а передние корешки — двигательными, содержащими центробежные волокна.

Рис. ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ СПИННОГО МОЗГА. 1 — задний корешок; 2 — передние корешки; 3 — передний рог; 4 — боковой рог, 5 — задний рог.

Сущность спинномозговой проводящей миссии

Проводящие пути – особые нейронные волокна, передающие сигналы определенного рода различным мозговым центрам. Медицинской практикой принято дифференцировать три группы вышеуказанных волокон.

Спинномозговые проводящие пути

• Ассоциативные. Предназначаются для соединения клеток серого вещества из разнородных сегментов для образования, непосредственно вблизи серого вещества, особых собственных пучков (имеется в виду передних, латеральних, задних).
• Коммисуральные. Функция этих волокон заключается в соединении серого вещества из обоих полушарий, а также схожих и равноудаленно располагающихся нервных центров обоих половин головного мозга для корреляции и согласования их работы.
• Проекционные. Данные волокна соединяют вышележащие и нижележащие мозговые участки. Они отвечают за проецирование на кору мозга картин окружающего мира, как на табло или телеэкран.

Проекционные волокна различаются в зависимости от направленности посылаемых позывов на восходящие и нисходящие проводящие пути. За поставку в мозг сигналов, проявляющихся как результат влияния на человеческий организм разнообразных факторов и явлений внешней среды, отвечают три следующие группы восходящих путей.

• Экстероцептивные — поставляют импульсы от двух видов рецепторов.

1. Импульсы, поставляемые экстерорецепторами. Имеются в виду температурные, осязательные и болевые сигналы.
2. Импульсы органов чувств: способность видеть, слышать, различать запахи и вкусы.

• Проприоцептивные — отвечают за импульсы, поступающие от органов движения и мышц.
• Интероцептивные — предназначаются для проведения импульсов, которые посылаются внутренними органами.

По нисходящим путям проходят сигналы от подкорковых центров и самой коры к ядрам мозга, а также к располагающимся спереди двигательным ядрам спинномозговых рогов. К нисходящим путям относят несколько систем волокон.

1. Корково-спинномозговой отвечает за миссию движения.
2. Покрышечно-спинномозговой, именуемый иначе тектоспинальным путем, является проекционной нисходящей нервной системой.
3. Преддверно-спинномозговой — в ответе за надлежащую слаженность в работе вестибулярного аппарата.
4. Сетчато-спинномозговой, именуемый иначе ретикулярно-спинномозговым путем, обеспечивает должный уровень тонуса мышечных тканей.

Кроме этого, проводящие пути головного и спинного мозга дифференцируют также по выполняемым задачам.

• Двигательные пути ответственные за рефлексную реакцию. Их задача передавать «указки» из головного мозга в спинной и далее в мышцы. Благодаря слаженной работе этих путей, обеспечивается должный уровень координации движения.
• Чувствительные пути помогают в распознании боли, температуры и ее перепадов, тактильных ощущений.

Нервные волокна – гаранты неразрывной взаимосвязи головного мозга со спинным, а через него – со всеми системами органов. Быстрая передача соответствующих сигналов обеспечивает согласованность всех движений тела, исключая существенные усилия, прилагаемые самим человеком. Проводящие пути образуют связки нервных клеток.

Виды проводящих путей по направленности

Восходящие проводящие пути спинного мозга распознают позывы, полученные от различных жизнеобеспечивающих органов человека, с последующим их предоставлением в «центр».

Восходящие и нисходящие пути соединяют спинномозговые рога с мозговой корой

Нисходящие проводящие пути пересылают «указания» сразу же к определенным внутренним органам, различным железам, а также мышцам. Сигналы и импульсы в данном случае передаются посредством спинномозговой нейронной связи.

Быстрая и точная передача данных обеспечивается благодаря двойному ходу спинномозговых дорожек.

Белое вещество

Белое вещество – substantia alba, обволакивает серое, формируется совокупностью нервных волокон, которые тоже бывают трех типов:

• передние;
• задние;
• боковые.

При этом все корешки имеют разное направление, и некоторая часть из них связана напрямую с головным мозгом и центральной нервной системой (далее просто ЦНС). И если рефлекторная функция спинного мозга заключается в передаче сигналов двигательных нейронов серого вещества, то задача нейронов белого вещества – это оперативная доставка импульсов мышц и суставов к продолговатому мозгу. Таким образом, реализуется передача всех команд вдоль всего спинного мозга.

Здесь же находятся пути, по которым передаются все сведения касательно чувствительности и болевых ощущений. Только перед тем, как поступить в кору головного мозга, информация прежде достигает промежуточного мозга, и лишь потом устремляется дальше в пункт назначения.

Локализация путей по ходу их движения

Восходящие и нисходящие пути соединяют спинномозговые рога с мозговой корой. Спинномозговые тракты представляют собою нервные пучки и ткани, которые проходят в соответствующих участках мозга. Импульсы при этом могут передаваться лишь в одну сторону. Расположение спинномозговых путей наглядно демонстрирует схема в вышерасположенном видео.

Восходящие проводящие спинномозговые дорожки и их характеристики

Тела первых нервных клеток, выступающие передатчиками различных видов спинномозговой чувствительности, залегают в соответствующих мозговых узлах. Клеточные аксоны данных узлов вступают в спинномозговую часть. Среди них выделяют пару групп.

Медиальная группа, движется в направлении заднего канатика. В этом месте каждое имеющееся волокно разделяется на пару ветвей. Их именуют восходящими и нисходящими. Определенное количество вышеуказанных ветвей при движении вверх и вниз образуют пучки в различных спинномозговых сегментах и точках.

Латеральная группа движется к краю, а далее к заднему столбу серого вещества для контактирования с клетками заднего рода.

Восходящие пути спинного мозга, иначе еще называемые центробежными или же афферентными с их характеристиками и направлением движения подробно описаны в таблице № 1.

Проводниковая функция спинного мозга

Основные рефлексы спинного мозга

• Рефлексы растяжения (миотатические)

основные разгибательные — рефлексы позы, толчковые (прыжок, бег) рефлексы

• Сгибательные рывковые рефлексы

• Ритмические рефлексы (

чесательный, шагательный)

• Позиционные рефлексы (

шейные тонические рефлексы наклонения и положения)

• Вегетативные рефлексы

Разгибательные рефлексы конечностей

Коленный разгибательный рефлекс осуществляется за счет сокращение четырехглавой мышцы бедра, уровень замыкания – L2-L4.

Сгибательные рефлексы конечностей:

Ахиллов рефлекс – проприоцептивный, выражающийся в подошвенном сгибании стопы в результате сокращение трехглавой мышцы голени, возникает при ударе молоточком по ахиллову сухожилию; рефлекторная дуга замыкается на уровне крестцовых сегментов – S1-S2.

Подошвенный рефлекс – кожный, выражающийся в сгибании стопы и пальцев при штриховой раздражении подошвы; рефлекторная дуга замыкается на уровне S1-S2.

Замыкательная функция спинного мозга

ü Наличие в спинном мозге нервных центров, осуществляющих регуляцию работы внутренних органов;

— Центры, влияющие на мышцы глаза – С8-Т2;

— Центры, регулирующие слюноотделение (Т2-Т5), потоотделение, сердечную деятельность (Т1-Т5),

— секреторно-моторные рефлексы желудка (Т6-Т9) и кишечника, дыхательные (рефлексы, расширяющие просвет бронхов), терморегуляцию, работу почек (Т5-L3).

— Парасимпатические центры, осуществляющие опорожнение прямой кишки, эвакуация мочи из мочевого пузыря, а также спинальные половые центры (S2-S4).

Проводниковая функция спинного мозга

Связь спинного мозга с вышележащими отделами ЦНС (мозговым стволом, мозжечком и большими полушариями) осуществляется посредствам восходящих и нисходящих проводящих путей. Проводящие пути располагаются в боковых, задних и передних столбах спинного мозга.

Восходящие (чувствительные) пути несут информацию, получаемую от рецепторов периферических органов к центрам чувствительности (таламус, кора головного мозга);

Нисходящие (двигательные) проводящие пути проводят импульсы от коры головного мозга и других вышерасположенных отделов к нейронам спинного мозга, а от них к органам исполнителям (скелетные мышцы, железы, внутренние органы);

Возрастные особенности

спинного мозга касаются как его топографии, так и строения.

Во 2-й половине внутриутробного периода рост спинного мозга отстает от роста позвоночного столба. В детском возрасте рост спинного мозга продолжает отставать. Длина спинного мозга за весь период роста увеличивается в 2,7 раза, преимущественно за счет грудных сегментов. Масса спинного мозга возрастает в 6-7 раз. Серое и белое вещество спинного мозга растут неравномерно, объем серого вещества увеличивается в 5 раз, а объем белого — в 14 раз.

Законченность строения наблюдается уже у плода до рождения. Это объясняется усиленной целенаправленной активностью конечностей новорожденного. Увеличение размеров нейронов спинного мозга наблюдается у детей в школьные годы. Следовательно, двигательная способность младшего школьника в значительной степени зависит от спинного мозга.

Развитие двигательных навыков у детей.

В первые дни после рождения двигательная активность у детей мало выражена. Они находятся в состоянии некоторого торможения. Если ребенок содержится в комфортных условиях, то двигательные реакции связаны только с возбуждением пищевого центра.

К моменту рождения у ребенка окончательно завершено развитие спинного и продолговатого мозга, бледного шара, красного ядра, палеоцеребеллюма и всех проводящих путей, кроме пирамидного.

У многих новорожденных детей осуществляются позотонические рефлексы: при повороте головы в сторону происходит разгибание руки и ноги с той стороны, куда обращено лицо, и сгибание конечностей с другой стороны. Чаще это перераспределение тонуса происходит только в верхних конечностях.

• Новорожденный обладает большим числом безусловных рефлексов: хорошо развиты сосательный и глотательный рефлексы, рефлексы мочеиспускания и дефекации, дыхательные рефлексы Геринга и Брейера. В этом возрасте проявляется ориентировочный рефлекс: в затемненной комнате ребенок постоянно поворачивает глаза в сторону яркого света. Хорошо выражены у новорожденных позотонические рефлексы, контролируемые продолговатым мозгом и состоящие в том, что при повороте головы в сторону рука с этой стороны разгибается, а с противоположной – сгибается и поднимается вверх.

• Легко проявляются у здоровых новорожденных и грудных детей коленный и ахиллов рефлексы, рефлекс охватывания Робинсона (если поверхность ладони ребенка погладить, то пальцы рука сжимаются). При штриховом раздражении кожи подошвенной поверхности стопы наблюдается рефлекс Бабинского, чаще всего в виде разгибания большого пальца и сгибания остальных.

• К рефлексам новорожденных, которые используются педиатрами для исследования функций ЦНС, относится также и хоботковый рефлекс – вытягивание губ вперед при прикосновении к ним пальца; рефлекс Моро – при ударе по столику, на котором лежит ребенок, он разводит руки, а затем сводит их; рефлекс ползания – при надавливании ладонью на стопы ребенка, лежащего на животе, происходит отталкивание и движение типа ползания. Эти рефлексы дают возможность оценить степень развития ЦНС новорожденного.

Дополнительная информация.

Спинной мозг

• первой половине внутриутробного периода занимает по длине весь позвоночный канал,

• в дальнейшем его рост отстает от роста позвоночного столба,

• у новорожденного нижний конец спинного мозга находится на уровне 3-го поясничного позвонка.

• В детском возрасте рост спинного мозга продолжает отставать от роста позвоночного столба,

• у взрослых он оканчивается на уровне 1-го поясничного позвонка, а в некоторых случаях на уровне 2-го поясничного или 12-го грудного позвонков.

• Сравнить длину спинного мозга с длиной тела позволяют следующие показатели:

у новорожденного длина спинного мозга составляет 30%, у ребенка 1 года — около 27%,

у детей от 3 до 5 лет —21%,

с 7-летнего возраста —22

у взрослого — 26% (А. К. Ковешникова, 1958).

• Сопоставление этих процентных данных говорит о том, что с ростом тела отношение длины спинного мозга к длине тела вначале уменьшается, затем у взрослого опять несколько прибавляется. Эти отноше­ния изменяются в процессе формирования организма ребенка. %

• Длина спинного мозга новорожденного составляет в среднем 14,1 см и за весь постнатальный период увеличивается в 3-4 раза.

• Существует тесная связь между длиной спинного мозга и тела: эти две величины увеличиваются прямо пропорционально.

• Больше других увеличивается грудной отдел, медленнее всех поясничная область.

• Средний вес спинного мозга у новорожденного составляет 3,2 г, т.е. 0,1% веса тела (у взрослых — 0,04% веса тела) и 1% веса головного мозга (у взрослых — 2%).

До 6-10 месяцев после рождения его вес удваивается, к 3 годам увеличивается в 3 раза, после чего увеличение веса происходит более медленно.

• Шейное и поясничное утолщения начинают контурироваться после 3 лет жизни. На поверхности спинного мозга может существовать большее количество борозд, чем у взрослого. Имеются постоянные борозды, которые с возрастом углубляются, и непостоянные, впоследствии исчезающие.

• Белое вещество спинного мозга у новорожденных занимает вдвое большую поверхность по сравнению с поверхностью серого вещества. Рост серого и белого вещества происходит неравномерно. Объем серого вещества увеличивается в 5 раз, белого — в 14 раз.

• Центральный канал спинного мозга относительно шире, чем у взрослого.

• Чувствительные тракты и передний пирамидный путь хорошо миелинизированы. Остальные начинают миелинизироваться с 4-6 месяцев и процесс этот заканчивается у ребенка в возрасте от 3 до 7 лет.

• Средний вес спинного мозга у новорожденного составляет 3,2 г, т.е. 0,1% веса тела (у взрослых — 0,04% веса тела) и 1% веса головного мозга (у взрослых — 2%). До 6-10 месяцев после рождения его вес удваивается, к 3 годам увеличивается в 3 раза, после чего увеличение веса происходит более медленно.

• В процессе развития меняются соотношения между весом голов­ного и спинного мозга. У новорожденного спинной мозг равен 1% веса головного мозга, у годовалого ребенка 1,2%, у 2- летнего—1,3%, у взрослого — 2%. По отношению к весу тела спинной мозг изменяется от 0,09% у новорожденного до 0,04% у взрослого.

• Интенсивный рост спинного мозга в постнатальном онтогенезе не­разрывно связан со становлением спинномозговых рефлексов, развитием проводящих путей и корковых концов анализаторов. В онтогенезе, как и филогенезе раньше формируются старые пути спинного мозга и позже — новые пути и соответствующие клеточные формации.

• Во время развития изменяется конфигурация спинного мозга, по­являются шейные и поясничные утолщения, связанные с ростом зачат­ков верхней и нижней конечностей. Наибольшей массивностью обладает спинной мозг в этих утолщениях, причем шейное утолщение разви­вается быстрее поясничного, что надо связать с более ранним развитием верхней конечности.

• Наиболее интенсивно процесс формирования шейного и поясничного утолщения происходит в первые годы жизни ребенка.

• По Н. П. Гундобину спинной мозг в толщину растет медленно. К 12 годам толщина его удваивается и в дальнейшем остается почти такой же.

• По данным Ф. И. Валькера (1938), поясничный и крестцовый отделы спинного мозга растут медленнее, чем грудной.

• У новорожденного длина спинного мозга в среднем 14—16 см, а у взрослого — 42—45 см.

• Во время развития изменяется конфигурация спинного мозга, появляются шейные и поясничные утолщения, связанные с ростом зачат­ков верхней и нижней конечностей. Наибольшей массивностью обладает спинной мозг в этих утолщениях, причем шейное утолщение разви­вается быстрее поясничного, что надо связать с более ранним развитием верхней конечности.— 16 см, а у взрослого — 42—45 см. • .

• Шейное и поясничное утолщения начинают контурироваться после 3 лет жизни. На поверхности спинного мозга может существовать большее количество борозд, чем у взрослого.

• Имеются постоянные борозды, которые с возрастом углубляются, и непостоянные, впоследствии исчезающие. • .

• Белое вещество спинного мозга у новорожденных занимает вдвое большую поверхность по сравнению с поверхностью серого вещества.

• Рост серого и белого вещества происходит неравномерно.

• Объем серого вещества увеличивается в 5 раз, белого — в 14 раз.

• Центральный канал спинного мозга относительно шире, чем у взрослого.

• Чувствительные тракты и передний пирамидный путь хорошо миелинизированы.

• Остальные начинают миелинизироваться с 4-6 месяцев и процесс этот заканчивается у ребенка в возрасте от 3 до 7 лет.

• Как в пренатальном, так и постнатальном онтогенезе клетки задних рогов спинного мозга отличаются разнообразием форм и меньшей вели­чиной, чем клетки передних рогов. По данным А. И. Молочек (1936), фибриллярное строение в двигательных клетках передних рогов обнаруживается позже (на V месяце эмбрионального периода), чем в дру­гих клетках спинного мозга, где оно появляется раньше (на III месяце). •

• К концу эмбрионального периода нервные клетки спинного мозга по форме, величине, положению ядра и содержанию в них телец Ниссля находятся уже в развитом состоянии.

• Первоначально широкий просвет нервной трубки в процессе пост-натального развития превращается в узкий центральный канал у детей школьного возраста и взрослых. Однако в целом макро-микроскопиче-ская структура спинного мозга на ранних стадиях постнатального онто­генеза почти такая же, как у взрослого.

• Спинной мозг, его клеточная и волокнистая структура развиваются раньше, чем другие отделы нервной системы, что находится в полном соответствии с более ранним становлением спинномозговых рефлекторных механизмов.

Нисходящие проводящие пути

Все нисходящие пути спинного мозга с их подробными характеристиками и курсом движения наглядно продемонстрированы в таблице № 2.

Для понимания нейрофизиологии проводящих путей человеческого спинного мозга, потребуется вкратце ознакомиться со строением позвоночника. По своей структуре спинной мозг немного похож на цилиндр, покрытый мышечной тканью со всех сторон. Проводящие пути осуществляют контроль за работой внутренних органов, а также всех систем органов и функций, выполняемых организмом. Травмы, различные повреждения, прочие хвори спинного мозга могут некоторым образом снизить проводимость. Кстати сказать, проводимость может даже полностью прекратиться, вследствие отмирания нейронов. Полная потеря проводимости спинномозговых сигналов характеризуется парализацией, проявляющейся в полном отсутствии чувствительности в конечностях. Это весьма чревато проблемами с внутренними органами, несущими ответственность за повреждение связи нервных клеток. Так, травмы и прочие недуги нижних спинномозговых частей нередко характеризуются недержанием мочи и даже самопроизвольной дефекацией. Медикаментозное лечение будет состоять в назначении лекарственных препаратов, предотвращающих отмирание мозговых клеток, а также дополнительно повышающие приток крови в поврежденные спинномозговые участки. В качестве дополнительного лечения, стимулирующего работу нейронов, а также помогающего в поддержании мышечного тонуса, может быть назначено проведение электрических импульсов.

Хирургические операции по восстановлению спинномозговой проводимости проводятся в специализированных спинальных клиниках.

Также при необходимости лечащий врач может прописать применение следующих народных средств.

Апитерапия

• Апитерапия. Пчелиные укусы эффективно восстанавливают проводимость эфферентных трактов. Так, яды этих насекомых, проникая в поврежденные участки, обеспечивают их дополнительным притоком крови. Если причиной патологии позвоночника стали радикулит, растущая грыжа и прочие подобные недуги – апитерапия станет отличным дополнением традиционному лечению.
• Траволечение. Назначаются лекарственные сборы по нормализации кровообращения и улучшению обмена веществ.
• Гирудотерапия. Благодаря лечению пиявками, появляется возможность устранения застойных явлений – неизбежных атрибутов позвоночных патологий.

Возникшие дегенеративные изменения почти сразу приводят к нарушению проводниковой и рефлекторной деятельности. Отмирающие нейроны достаточно тяжело поддаются восстановлению. Заболевание нередко может развиваться быстрыми темпами, существенно нарушая проводимость. Поэтому обращаться к докторам за медицинской помощью желательно при обнаружении первых признаков патологии.

Характеристика

Спинной мозг пролегает в канале позвоночного столба. У взрослого длина тяжа равняется около 45 см. Верхний сегмент спинного мозга граничит с продолговатым отделом головного, что обеспечивает непрерывность проводящих путей. Основу тяжа составляет серое вещество, которое на срезе выглядит в форме бабочки. Серое вещество окружено волокнами белого, которое образует проводящие пути – восходящие и нисходящие.

Спинной мозг содержит проводящие пути, состоящие из белого вещества, которые обеспечивают сенсорные функции и сложную двигательную активность. Различают восходящие (афферентные) и нисходящие (эфферентные) пути в пределах спинного мозга. В первом случае речь идет о передаче импульсов от всех частей туловища к головному отделу ЦНС, во втором – о направлении импульсов от корковых структур головного отдела ЦНС к участкам тела и конечностей.

В мозговое вещество поступают импульсы, исходящие от экстерорецепторов (воспринимают стимулы внешней среды), находящихся на поверхности кожи, проприорецепторов (чувствительные рецепторы), частично висцерорецепторов (расположены в кровеносных сосудах и внутренних органах). Восходящие пути чувствительного типа в пределах спинного мозга выполняют проводящую функцию. Они передают:

1. Проприоцептивное чувство (воспринимают импульсы от элементов опорно-двигательной системы – мышц, сухожилий, суставных сумок).
2. Экстрацептивное чувство (воспринимают импульсы от кожных рецепторов).
3. Интрацептивное чувство (воспринимают импульсы от элементов кровеносной системы и внутренних органов).

Волокна, по которым передается проприоцептивное чувство, подразделяются на пути сознательной и бессознательной чувствительности. В первом случае импульсы поступают в корковые отделы полушарий, во втором – в мозжечок, где модулируются реакции равновесия и сложная двигательная активность, требующая тонкой координации.

Нервные окончания спинного мозга иннервируют скелетные мышцы за исключением мускулатуры головы, которая иннервируется черепными нервами. Проводящие пути проходят в задних, боковых, передних канатиках, образованных из белого вещества, где в пределах спинного мозга сгруппированы нервные волокна, передающие импульсы разного типа в определенные отделы ЦНС.