Нервная система

Спинной мозг

Проводящие пути и рефлексы — связь мозга с телом.

Что такое спинной мозг

Спинной мозг — часть центральной нервной системы (ЦНС — головной и спинной мозг), расположенная внутри позвоночного канала — костного туннеля, образованного позвонками. Он начинается от продолговатого мозга (нижнего отдела головного мозга, который переходит в спинной) на уровне большого затылочного отверстия — отверстия в основании черепа, через которое головной мозг соединяется со спинным, — и заканчивается на уровне первого–второго поясничного позвонка (L1–L2) конусом спинного мозга. Позвонки обозначают буквами по отделам: C — шейные (от латинского cervical), Th — грудные (thoracic), L — поясничные (lumbar), S — крестцовые (sacral), Co — копчиковые. Цифра означает номер позвонка внутри отдела. Ниже конуса волокна продолжаются в виде конского хвоста (cauda equina) — пучка корешков (пучков нервных волокон), которые спускаются к выходным отверстиям поясничного и крестцового отделов.

Длина спинного мозга у взрослого человека — около 40–45 см, диаметр — 1–1,5 см. При этом он выполняет две принципиально разные роли: служит проводником — передаёт сигналы между головным мозгом и телом, как магистральный кабель, — и одновременно является самостоятельным центром, способным замыкать рефлексы без участия головного мозга.

Строение спинного мозга

Сегменты и корешки

Спинной мозг разделён на 31 сегмент — условных участков, каждый из которых даёт пару спинномозговых нервов. По расположению сегменты объединяют в пять отделов:

Шейный отдел (C1–C8)

8 сегментов. Иннервирует (снабжает нервами) шею, диафрагму (мышцу, разделяющую грудную и брюшную полость и обеспечивающую дыхание) и верхние конечности. Повреждение выше C4 нарушает самостоятельное дыхание. Здесь расположено шейное и плечевое сплетение — сети, в которых волокна разных корешков переплетаются и перераспределяются между собой, чтобы совместно управлять одной областью тела.

Грудной отдел (Th1–Th12)

12 сегментов. Иннервирует мышцы туловища, межрёберные мышцы и часть внутренних органов через симпатические волокна. Симпатика — отдел вегетативной нервной системы (ВНС — части нервной системы, управляющей работой внутренних органов без участия сознания), который мобилизует организм при нагрузке и стрессе. Симпатические центры ВНС расположены именно здесь.

Поясничный отдел (L1–L5)

5 сегментов. Иннервирует нижнюю часть живота, бедро и голень. Поясничное сплетение формируется из корешков L1–L4 и даёт начало бедренному нерву — крупному нерву передней поверхности ноги.

Крестцовый и копчиковый (S1–S5, Co)

6 сегментов. Иннервирует промежность (область между половыми органами и анальным отверстием), мочевой пузырь, прямую кишку и нижние конечности через седалищный нерв — крупнейший нерв тела, идущий по задней поверхности ноги. Парасимпатические центры тазовых органов — здесь (S2–S4). Парасимпатика — отдел вегетативной НС, отвечающий за покой, пищеварение и восстановление.

Каждый сегмент образует два корешка (пучка волокон): задний (дорсальный) — сенсорный (чувствительный), несёт сигналы от тела к спинному мозгу, и передний (вентральный) — двигательный, несёт команды от спинного мозга к мышцам. «Дорсальный» означает обращённый к спине, «вентральный» — к животу. Слившись, они образуют смешанный спинномозговой нерв — один нерв, в котором идут и чувствительные, и двигательные волокна. Это правило — закон Белла–Мажанди, установленный в 1820-х годах.

Серое и белое вещество

На поперечном срезе спинной мозг выглядит как бабочка внутри кольца. Внутренняя «бабочка» — серое вещество, скопление тел нейронов (центральных частей нервных клеток). Внешнее кольцо — белое вещество, аксоны (длинные отростки нейронов), покрытые миелиновой оболочкой — жировой изоляцией, из-за которой эти пучки выглядят белёсыми.

Серое вещество разделено на рога — выступы в форме рогов:

Задние рога — получают сенсорные сигналы от задних корешков: боль, температура, давление, проприоцепция (ощущение положения тела и его частей в пространстве — без него мы не чувствовали бы, где находится наша рука с закрытыми глазами).
Передние рога — содержат мотонейроны (двигательные нейроны, отдающие команду мышце сократиться), аксоны которых образуют передние корешки и идут к скелетным мышцам.
Боковые рога — присутствуют в грудном и верхнем поясничном отделах; содержат преганглионарные нейроны (первые нейроны в цепочке, от которых сигнал идёт к следующему звену) симпатической нервной системы.

Белое вещество организовано в канатики — тяжи белого вещества: задние, боковые и передние. Каждый содержит пучки аксонов (тракты) — проводящие пути, идущие либо вверх к головному мозгу (восходящие), либо вниз от него (нисходящие).

📍

Спинной мозг короче позвоночника. У взрослого он заканчивается на уровне L1–L2, тогда как позвоночник продолжается до копчика. Поэтому нервные корешки нижних сегментов вынуждены идти вниз внутри позвоночного канала прежде, чем выйти через своё отверстие — они и образуют конский хвост. Это анатомическое несоответствие делает поясничный прокол (люмбальную пункцию — взятие спинномозговой жидкости из-под оболочек спинного мозга) безопасным: иглу вводят ниже L2, куда спинной мозг уже не достигает, — только в жидкость среди корешков.

Проводящие пути

Спинной мозг — главная магистраль между мозгом и телом. Сигналы идут по специализированным трактам, каждый из которых проводит определённый вид информации.

Восходящие пути — от тела к мозгу

Задние канатики (пучки Голля и Бурдаха) — названы по именам описавших их анатомов. Проводят тактильное чувство, вибрацию и проприоцепцию на той же стороне, что и источник сигнала. Перекрёст на противоположную сторону происходит в продолговатом мозге.
Спиноталамический тракт — проводит боль и температуру. Волокна перекрещиваются (переходят на другую сторону) сразу в спинном мозге, на уровне входа, и идут к таламусу — «передаточной станции» головного мозга — противоположной стороны. Именно поэтому при повреждении половины спинного мозга боль и температура выпадают на противоположной стороне тела, а тактильное чувство и проприоцепция — на той же (синдром Броун-Секара).
Спиномозжечковые тракты — передают информацию о состоянии мышц и суставов в мозжечок — отдел мозга, отвечающий за координацию движений, — минуя кору. Этот сигнал не осознаётся — мы не чувствуем работу своей системы равновесия напрямую.

Нисходящие пути — от мозга к телу

Кортикоспинальный (пирамидный) тракт — главный путь произвольного движения. Аксоны двигательной коры спускаются через внутреннюю капсулу (плотный пучок белого вещества в глубине мозга), перекрещиваются в продолговатом мозге (пирамидный перекрёст) и идут к мотонейронам передних рогов. Повреждение этого тракта выше перекрёста даёт слабость на противоположной стороне тела.
Ретикулоспинальный тракт — регулирует мышечный тонус (постоянное лёгкое напряжение мышц, удерживающее позу), позу и автоматические движения (ходьба). Идёт от ретикулярной формации — сети нейронов в стволе мозга.
Вестибулоспинальный тракт — поддерживает равновесие, корректируя тонус мышц-разгибателей в ответ на сигналы вестибулярного аппарата (органа равновесия во внутреннем ухе).
Руброспинальный тракт — участвует в управлении движениями дистальных отделов конечностей (дистальных — то есть наиболее удалённых от центра тела: кистей и стоп); у человека менее значим, чем у других млекопитающих.

Спинальные рефлексы

Рефлекс — автоматический ответ на раздражитель, не требующий участия коры. Дуга простейшего рефлекса (путь, по которому проходит сигнал) замыкается прямо в спинном мозге: сенсорный нейрон → вставочный нейрон → мотонейрон → мышца. Головной мозг узнаёт о рефлексе уже после того, как он произошёл.

Клинически значимые рефлексы:

Коленный рефлекс — растяжение сухожилия надколенника активирует мышечные веретёна (особые датчики растяжения внутри мышцы), сигнал идёт к L3–L4, мотонейрон сокращает четырёхглавую мышцу бедра. Это моносинаптический рефлекс — самый простой из всех: сенсорный нейрон синапсирует (вступает в контакт) прямо на мотонейроне без вставочных.
Рефлекс отдёргивания — болевой стимул вызывает сгибание конечности на стороне раздражения и одновременное разгибание противоположной конечности (перекрёстный разгибательный рефлекс) — чтобы тело перенесло вес и удержалось на ногах.
Мочеиспускательный рефлекс — замыкается на уровне S2–S4. При повреждении спинного мозга выше этого уровня мочевой пузырь работает автономно (сам по себе), но произвольный контроль теряется.

🔬

Рефлексы — неврологический инструмент диагностики. Снижение или отсутствие рефлекса указывает на повреждение периферического нейрона (нижний мотонейрон — передний рог или корешок). Оживление рефлекса или клонус (ритмичное непроизвольное повторяющееся сокращение мышцы при её растяжении) — на повреждение центрального нейрона (кортикоспинальный тракт), потому что кора в норме тормозит рефлекторную дугу. Симптом Бабинского (разгибание большого пальца стопы при штриховом раздражении подошвы) — признак поражения пирамидного тракта у взрослых; у детей до двух лет это норма, так как миелинизация (созревание миелиновой изоляции) кортикоспинального тракта ещё не завершена.

Дерматомы и миотомы

Дерматом — участок кожи, иннервируемый чувствительными волокнами одного спинномозгового сегмента. Дерматомы расположены полосами: шейные — на шее и руках, грудные — на туловище горизонтальными поясами, поясничные и крестцовые — на ногах. Карта дерматомов позволяет по зоне нарушения чувствительности определить уровень поражения спинного мозга или корешка.

Миотом — группа мышц, иннервируемых одним сегментом. Знание миотомов позволяет по слабости конкретной мышечной группы локализовать повреждение. Например, слабость разгибателей запястья указывает на C6–C7, слабость сгибателей бедра — на L1–L2.

Повреждения спинного мозга

Полное поперечное повреждение

Полная утрата движения и чувствительности ниже уровня травмы. Повреждение шейного отдела даёт тетраплегию (паралич всех четырёх конечностей), грудного или поясничного — параплегию (паралич обеих ног). Также нарушается функция тазовых органов и вегетативная регуляция (управление внутренними органами).

Синдром Броун-Секара

Повреждение половины поперечника спинного мозга: на стороне поражения — паралич и выпадение проприоцепции, на противоположной — выпадение болевой и температурной чувствительности. Классический пример разобщения трактов.

Компрессионные синдромы

Сдавливание (компрессия) корешков или самого мозга. Грыжа межпозвонкового диска (выпячивание мягкого ядра диска наружу), стеноз канала (его сужение), опухоль или гематома (скопление крови) сдавливают корешки или сам мозг. Типичные проявления — радикулопатия (боль по ходу нерва, онемение и слабость в зоне конкретного сегмента). Самый частый уровень — L4–L5 и L5–S1, дающие симптоматику по седалищному нерву.

Восстановление после повреждения

Спинной мозг восстанавливается значительно хуже головного. Основные причины: аксоны ЦНС плохо регенерируют (восстанавливаются) из-за ингибирующего (подавляющего рост) микроокружения — миелин-ассоциированные белки (вещества в составе миелиновой оболочки) блокируют рост волокон, — образование глиального рубца (плотной рубцовой ткани из вспомогательных клеток) создаёт физический барьер, а гибель нейронов в зоне повреждения необратима.

Тем не менее частичное восстановление возможно — за счёт нейропластичности (способности нервной системы перестраивать связи и брать на себя утраченные функции): сохранные пути берут на себя часть функций утраченных. Интенсивная физическая реабилитация с повторяющимися паттернами (устойчивыми схемами) движений стимулирует реорганизацию спинальных цепей. Исследования в области эпидуральной электростимуляции спинного мозга (когда электроды накладывают на его оболочку и подают слабые токи) показали, что пациенты с ранее считавшимися полными повреждениями восстанавливали произвольные движения при длительной стимуляции и тренировке — это активная область клинических испытаний.

Связи с другими системами

Головной мозг: спинной мозг — продолжение ствола, а не отдельный орган. Произвольное движение, осознанная чувствительность и тонкая координация требуют непрерывной работы петли кора → спинной мозг → мышцы → спинной мозг → кора.
Вегетативная НС: симпатические центры Th1–L2 и парасимпатические центры S2–S4 находятся в спинном мозге. Травма выше Th6 может вызвать вегетативную дисрефлексию — резкий опасный подъём давления (гипертонический криз) в ответ на болевой или внутренний стимул ниже уровня повреждения: потенциально опасное для жизни состояние.
Периферическая НС: спинномозговые нервы — непосредственное продолжение передних и задних корешков. Их повреждение (радикулопатия — поражение корешка, нейропатия — поражение нерва) клинически проявляется иначе, чем повреждение самого спинного мозга: нет спастичности (повышенного мышечного тонуса), рефлексы снижены, а не оживлены.
Опорно-двигательная система: позвоночный столб одновременно защищает спинной мозг и является его главной угрозой. Остеохондроз (износ межпозвонковых дисков), стеноз, переломы и вывихи позвонков — основные причины повреждений спинного мозга и корешков.

← Вернуться к «Нервная система»