Строение спинного мозга. реферат. биология. 2012-05-16

Чем отличаются передние корешки от задних по строению и функции?

Каждый нерв отходит от спинного мозга двумя корешками —параспинномозговыми нервами. Они разные по функции.

Задний корешок:

— Чувствительный

— Образуется отростками чувствительных
нейронов (псевдоуниполярные)

— Тела — в спинномозговых узлах, связанные
с задним корешком.

Передний корешок:

— Двигательный

— Образуется аксонами двигательных
нейронов передних рогов спинного мозга.

Так же, в составе передних корешков — отростки
нейронов вегетативных ядер.

Передние корешки объединяются перед выходом через межпозвоночное отверстие и образуют ствол спинномозговых нервов (смешанные нервы).

Рефлекторная

Рефлекторная мозговая функция заключается в организации рефлексов. Это позволяет организму, например, мгновенно отреагировать на сигнал о боли. Действие рефлексов поражает своей оперативностью. Человек отдергивает руку от горячего предмета за долю секунды. За это время информация от рецепторов до мозга и обратно успела проделать немалый путь по рефлекторной дуге.

Когда чувствительные нервные окончания кожи, мышечных волокон, сухожилий, суставов получают раздражение, это значит, что к ним был отправлен нервный импульс. Такие сигналы распространяются по задним корешкам нервных волокон и приходят в спинной мозг. Получая сигнал, возбуждаются двигательные и вставочные клетки. Затем по двигательным волокнам уже передних корешков импульсы направляются к мышцам. Получив такой сигнал, мышечные волокна сокращаются. По такому механизму происходят простые рефлексы.

Рефлекс – это реакция организма в ответ на полученное раздражение. Все рефлексы обеспечиваются работой ЦНС. Одна из функций спинного мозга – рефлекторная. Ее обеспечивает так называемая рефлекторная дуга. Это сложный путь, который нервные импульсы проходят от периферических компонентов организма к его спинному мозгу, а от него – непосредственно к мышцам. Это непростой, но жизненно важный процесс.

Самые простейшие рефлексы могут сохранить человеку жизнь и здоровье. Отдергивая руку, которая прикоснулась к горячему, мы даже не подозреваем, что сигнал от кожи молниеносно передался по нервным волокнам в головной, а потом и в спинной мозг. В ответ на него был послан импульс, который сократил мышцы руки, чтобы избежать ожога. Это яркое проявление рефлекторной функции.

Нейрофизиологи детально изучили практически все рефлексы и нервные дуги, которые обеспечивают их выполнение. Эти данные позволяют проводить эффективную реабилитацию после травм и ряда заболеваний, а также помогают при их диагностике.

Именно на таком рефлексе основана диагностика у невропатолога, при которой врач легко ударяет молоточком по сухожилию коленной чашечки пациента. Так изучается коленный рефлекс, по которому можно судить о состоянии определенного отдела спинного мозга.

Однако спинной мозг не является самостоятельной рефлекторной системой. Его функции неустанно контролирует головной мозг. Они тесно связаны специальными пучками нервных волокон. Волокна очень длинные, тонкие, состоят из белого вещества. Сигналы по одним передаются к головному мозгу вверх, а по другим – в спинной.

Вся ЦНС участвует в формировании скоординированных сложных движений. Каждое движение – это непрерывный поток импульсов от головного мозга к спинному, от него – к мышечным волокнам.

Серое вещество

Серое вещество является самым функциональным. При разрезе столба видно, что серое вещество располагается внутри белого и имеет вид бабочки. В самом центре серого вещества располагается центральный канал, по которому наблюдается циркуляция ликвора, обеспечивающего его питание и поддержание баланса. При детальном рассмотрении можно выделить 3 основных отдела, каждый из которых имеет свои особые нейроны, обеспечивающие те или иные функции:

Передняя область. В этой области содержатся двигательные нейроны.
Задняя область. Задняя область серого вещества представляет собой рогообразное ответвление, которое имеет чувствительные нейроны.
Боковая область. Эта часть серого вещества получила название боковых рогов, так как именно эта часть сильно разветвляется и дает начало спинальным корешкам. Нейроны боковых рогов дают начало вегетативной нервной системе, а также обеспечивают иннервацию всех внутренних органов и грудной клетки, брюшной полости и органов малого таза.

Передние и задние области не имеют четких граней и буквально сливаются друг с другом, образуя сложный спинномозговой нерв.

Как спинной мозг управляет организмом

Каждый из сегментов спинного мозга управляет функциональностью определенной части тела. Так, сегмент ЦНС, расположенный вдоль шейных позвонков, посылает импульсы затылку, шее и верхним конечностям. Грудные сегменты отвечают за функциональность туловища (грудной клетки, брюшной полости). Поясничная зона ЦНС управляет нижними конечностями, а крестцово-копчиковые сегменты – тазом и внутренними органами, размещенными в этой области.

Взаимосвязь между сегментами спинного мозга и частями тела всегда строго соблюдается. На каждом «этаже» тела от мозга отходят нервные окончания, распределяющиеся по тому участку, которым управляют эти сегменты.

Спинной мозг представляет собой трубку, которая проходит внутри позвоночника, а из межпозвоночных промежутков выходят спинномозговые нервные отростки. Понимая строение этой части ЦНС, становится понятно, насколько опасно для человека малейшее нарушение естественных позиций позвонков. Любое смещение даже одного позвонка может привести к сдавливанию спинномозговых нервов и нарушению взаимодействия между отделами ЦНС и частью тела, за которую отвечает сегмент.

Многие знают, что травмы позвоночника чреваты параличом. Но это не единственная опасность, которая может возникнуть из-за травмы спинного мозга. По большому счету, большинство проблем со здоровьем могут возникать из-за смещения позвонков – даже гастрит или язва. Вот представьте себе, позвонок смещается, пережимает нервное окончание, из-за чего мозг посылает неправильные сигналы в пищеварительную систему и желудочный сок начинает продуцироваться в избытке, разъедая слизистую желудка. Результат – гастрит, а после и язва.

Эволюция коры больших полушарий

У земноводных нет обособленной коры. Впервые обособленная древняя и старая кора появляется у пресмыкающихся, у которых начинает образовываться новая кора и появляется различие в строении основных типов нейронов.

У птиц имеется мало выраженная древняя и старая кора. В отличие от рептилий у них отсутствует новая кора.

Настоящая развитая новая кора больших полушарий впервые появляется только у млекопитающих, у которых выделяются два раздельных типа нейронов, осуществляющих проекционные и ассоциационные связи коры. По мере развития головного мозга большие полушария все более и более увеличиваются в объеме и массе и все более покрываются бороздами, что значительно увеличивает поверхность серого вещества.

Общая поверхность коры головного мозга взрослого человека в среднем равна 145 006-220 000 мм2 (0,22 м2), из которых одна треть приходится на свободную поверхность (72 000 мм2), а две трети на кору, скрытую в глубине борозд (148 000 мм2). Общая поверхность коры больших полушарий человека значительно больше, чем у животных (у шимпанзе — 24 300 мм2, у дельфина — 46 500 мм2). Количество нейронов в обоих полушариях головного мозга человека от 10 до 18 млрд. В процессе эволюции возрастает число нейронов, особенно в моторной и зрительной областях, увеличиваются дифференциация и специализация нейронов и синапсов (аксодендритических, аксосоматических, дендродендритических) и количество шипиков па дендритах. Следовательно, повышается число возбуждающих и тормозных синапсов и резко возрастает количество нервных волокон, связывающих нейроны между собой.

Клеток нейроглии примерно в 10 раз больше, чем нейронов, и они размножаются. Нейроглия составляет большую часть объема головного мозга, от 60 до 90% всей его массы. Она выполняет три важные функции. Поддерживает нейроны, тесно соприкасаясь с ними (опорная функция). Регулирует обмен веществ головного мозга, способствует синтезу белка. Посредством микроэлектродной техники доказано, что во время раздражения отдельных нейронов увеличение синтеза рибонуклеиновой кислоты происходит в первую очередь в клетках нейроглии параллельно количеству импульсов раздражения. При действии веществ, тормозящих этот синтез, он больше угнетается в клетках нейроглии, чем в нейронах. Это — трофическая функция. И, наконец, третья функция нейроглии — участие в программировании поведения и в хранении информации, т. е. в памяти (Р. Галамбос). Установлено, что у животных, у которых нейроглия слабо развита, условные рефлексы образуются с трудом и способность к их выработке у позвоночных возрастает по мере дифференцирования нейроглии. Возможно, ее клетки изменяют состав ионов между нейронами и тем самым определяют их фоновую активность и участвуют в их возбуждении или торможении.

Различают древнюю (палеокортекс), старую (архикортекс), новую (неокортекс) и промежуточную кору. К древней относятся входящие в обонятельный мозг обонятельный бугорок, переднее продырявленное вещество, расположенное между перекрестом зрительных нервов и началом сильвиевой борозды, подмозолистая извилина, полулунная извилина, окружающая миндалевидное ядро, и боковая обонятельная извилина. К старой — гиппокамп, или аммониев рог, в котором имеются возбуждающие и тормозящие нейроны, и зубчатая фасция (извилина). Старая кора максимально развита в глубине гиппокамповой борозды. Она выходит на поверхность в области крючковидной извилины, которая является загибом кзади переднего конца гиппокамповой извилины. Вся остальная часть коры — новая.

Древняя и старая кора регулируют вегетативные функции, участвуют в эмоциях и в формировании высшей нервной деятельности: в ориентировочных рефлексах, настораживании и усилении внимания. В среднем у человека площадь древней коры 0,6%, промежуточный между древней и старой 0,3, старой 2,2, промежуточной между старой и новой 1,3, новой 95,6-95,9%. Кора лимбической извилины относится к новой коре, за исключением нижней трети борозды мозолистого тела, принадлежащей к старой. В филогенезе возрастает объем новой коры. Например, у ежа она составляет 32,4% всей коры, у кролика — 56, у собаки — 84,2% (И. Н. Филимонов).

Концевой мозг в филогенезе все больше увеличивается и усложняется и становится высшим отделом нервной системы, доминирующим над промежуточным и средним мозгом, которые утрачивают свою функциональную самостоятельность. В ходе развития мозга животных высшие центры соматических и вегетативных функций передвигаются в позднее развивающиеся отделы нервной системы и на высшей ступени развития располагаются в коре больших полушарий. Это явление обозначается как кортиколизация функций.

Как выглядит спинной мозг внешне?

Начало спинного мозга условно определяется на уровне верхнего края I шейного позвонка и большого затылочного отверстия черепа. В этой области спинной мозг мягко перестраивается в головной мозг, четкого разделения между ними нет. В этом месте осуществляется перекрест так называемых пирамидных путей: проводников, ответственных за движения конечностей. Нижний край спинного мозга соответствует верхнему краю II поясничного позвонка. Таким образом, длина спинного мозга оказывается меньше, чем длина позвоночного канала. Именно эта особенность расположения спинного мозга позволяет проводить спинномозговую пункцию на уровне III — IV поясничных позвонков (невозможно повредить спинной мозг при люмбальной пункции между остистыми отростками III — IV поясничных позвонков, так как его там попросту нет).

Размеры спинного мозга человека следующие: длина приблизительно 40-45 см, толщина – 1-1,5 см, вес – около 30-35 г.

По длине выделяют несколько отделов спинного мозга:

шейный;
грудной;
поясничный;
крестцовый;
копчиковый.

В области шейного и пояснично-крестцового уровней спинной мозг толще, чем в других отделах, потому что в этих местах располагаются скопления нервных клеток, обеспечивающих движения рук и ног.

Последние крестцовые сегменты вместе с копчиковым называются конусом спинного мозга из-за соответствующей геометрической формы. Конус переходит в терминальную (конечную) нить. Нить уже не имеет нервных элементов в своем составе, а только лишь соединительную ткань, и покрыта оболочками спинного мозга. Терминальная нить фиксируется ко II копчиковому позвонку.

Спинной мозг на всем своем протяжении покрыт 3-мя мозговыми оболочками. Первая (внутренняя) оболочка спинного мозга называется мягкой. Она несет в себе артериальные и венозные сосуды, которые обеспечивают кровоснабжение спинного мозга. Следующая оболочка (средняя) – паутинная (арахноидальная). Между внутренней и средней оболочками находится субарахноидальное (подпаутинное) пространство, содержащее спинномозговую жидкость (ликвор). При проведении спинномозговой пункции игла должна попасть именно в это пространство, чтобы можно было взять ликвор на анализ. Наружная оболочка спинного мозга – твердая. Твердая мозговая оболочка продолжается до межпозвоночных отверстий, сопровождая нервные корешки.

Внутри позвоночного канала спинной мозг фиксируется к поверхности позвонков с помощью связок.

Посередине спинного мозга на всем его протяжении находится узенькая трубочка, центральный канал. Она также содержит спинномозговую жидкость.

Со всех сторон вглубь спинного мозга вдаются углубления – щели и борозды. Самые крупные из них – передняя и задняя срединные щели, которые разграничивают две половины спинного мозга (левую и правую). В каждой половине имеются дополнительные углубления (борозды). Борозды дробят спинной мозг на канатики. В итоге получается два передних, два задних и два боковых канатика. Подобное анатомическое деление имеет под собой функциональное основание – в разных канатиках проходят нервные волокна, несущие различную информацию (о боли, о прикосновениях, о температурных ощущениях, о движениях и т.д.). В борозды и щели проникают кровеносные сосуды.

[править] Оболочки спинного мозга

Мягкая оболочка
Паутинная оболочка
Твердая оболочка

Спинной и головной мозг покрыты тремя оболочками, которые развиваются из окружающей мозговую трубку мезодермы. Внешне расположена твердая Оболочка (dura mater), которая образована плотной волокнистой соединительной тканью. Глубже находится паутинная оболочка (arachnoidea), которая является тонким, бессосудистым листком рыхлой волокнистой соединительной ткани. Непосредственно к веществу мозга прилегает мягкая (сосудистая) оболочка (pia mater), которая образована также волокнистой соединительной тканью, но, в отличие от паутинной оболочки, содержит сети кровеносных сосудов мозга. Все три оболочки в виде единого, непрерывного футляра покрывают спинной и головной мозг.

Твердая оболочка спинного мозга (dura mater spinalis) представляет собой мешок цилиндрической формы, который свободно покрывает спинной мозг. В области большого затылочного отверстия она плотно сращена с его краем, а на уровне II поясничного позвонка обостряется и переходит в конечную нить твердой оболочки спинного мозга (filum terminale dura mater medulla spinalis). Она доходит до II поясничного позвонка, где и прикрепляется. Между твердой оболочкой и надкостницей позвоночного канала, которую называют внешним листком твердой оболочки, имеется значительное по объему эпидуральное пространство (cavum epidurale), который заполнено жировой клетчаткой и венозным сплетением. В эпидуральном пространстве также проходят покрыты отрогами твердой оболочки корешки спинномозговых нервов. Эти отроги имеют вид рукава и обычно содержат оба корешки. Отроги твердой оболочки, ее нить и фиброзные пучки волокон, которые соединяют ее переднюю поверхность с задней продольной связкой позвоночника, фиксируют твердую оболочку в позвоночном канале. Между внутренней поверхностью твердой оболочки, которая покрыта эндотелием, и глубже расположенной паутинной оболочкой есть узкое субдуральное пространство (cavum subdurale).

Паутинная оболочка спинного мозга (arachnoidea spinalis) повторяет форму твердой оболочки и местами крепко с ней связана соединительнотканными волокнами. Образующий ее тонкий, прозрачный лист с обеих сторон покрыт эндотелием. Между паутинной и сосудистой оболочками является широкое подпаутинное пространство (cavum subarachnoidale) заполненное спинномозговой жидкостью (liquor cerebrospinalis). Это пространство особенно широкое в области конского хвоста спинного мозга. Краниально подпаутинное пространство спинного мозга непосредственно продолжается в одноименном пространстве головного мозга.

Паутинная и сосудистая оболочки соединены между собой тонкими соединительнотканными нитями, которые пронизывают подпаутинное пространство. Спинной мозг связан с твердой оболочкой симметрично расположенными по бокам зубчатыми связями.

Сосудистая оболочка спинного мозга (pia mater spinalis) непосредственно прилегает к мозговому веществу и образует расположенную в передней срединной щели переднюю продольную перегородку (septum longitudinale anterior). Сосудистая оболочка вместе с мозговыми сосудами проникает в мозговую ткань.