Строение спинного мозга. Филогенетически наиболее древним отделом центральной нервной системы является спинной мозг (рис. 5). Длина спинного мозга и его масса зависят от возраста и пола человека (табл. 1).

Таблица 1. Зависимость размеров и массы спинного мозга
от возраста человека

Рис. 5. Спинной мозг состоит из субстанций двух видов. Серое вещество, которое находится в центре спинного мозга и имеет форму буквы Н, состоит из клеточных тел нейрона. Спинные рога состоят из сенсорных нейронов спинномозговых нервов, а вентральные рога состоят из двигательных нейронов.

На передней и задней поверхности спинного мозга проходят две борозды, делящие его на правую и левую половину. Верхний отдел спинного мозга переходит непосредственно в головной мозг. На уровне каждого позвонка от спинного мозга отходит по паре спинномозговых корешков. Участок спинного мозга с парой отходящих корешков называют сегментом. Соответственно отделам позвоночника спинной мозг делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый отделы и заканчивается концевой нитью.

Спинной мозг покрыт тремя оболочками: мягкой, паутинной и твердой (рис. 6). Мягкая оболочка непосредственно прилегает к спинному; мозгу. Она обильно снабжена кровеносными сосудами, приносящими питательные вещества кислород. Паутинная оболочка очень тонкая и нежная, она покрывает мягкую оболочку. Твердая оболочка одевает спинной мозг снаружи. Пространства между оболочками заполненыжидкостью — ликвором. На поперечном разрезе спинного мозга видно, что он состоит из серого и белого вещества (рис. 5). Серое вещество, расположенное в центре, образовано скоплениями тел нейронов и их отростков, а также нейроглией. Белое вещество состоит из множества, прилегающих друг к другу белых нервных волокон и нейроглии. Короткие и широкие выступы серого вещества спинного мозга называют «передними рогами», задние — «задними рогами». В передних рогах располагаются двигательные (эфферентные) нейроны, а в задних — вставочные. Белое вещество в спинном мозге образует столбы, в которых проходят пути, связывающие различные уровни спинного мозга как с головным мозгом, так и с органами тела. В центре спинного мозга проходит канал, заполненный ликвором.

Корешки спинного мозга перед выходом из позвоночного канала, попарно соединяясь, образуют 31 пару смешанных спинномозговых нервов. Каждый нерв образован пучками эфферентных и афферентных нервных волокон. Таким образом, каждый нерв начинается двумя корешками — передним и задним. Задние корешки образованы только аксонами афферентных нейронов. Их тела располагаются: в спинномозговых узлах — скоплениях серого вещества, находящихся вне спинного мозга, в самих задних корешках. От периферии к телам афферентных нейронов идут входящие состав нерва длинные дендриты. От тел афферентных нейронов отходят аксоны, ветвящиеся в сером веществе спинного мозга. Здесь импульсы передаются на дендриты вставочных, а иногда и непосредственно афферентных нейронов.

От тел эфферентных нейронов, которые находятся в передних рогах спинного мозга, импульсы проводятся по аксонам к рабочим органам.

Функции спинного мозга. Основой деятельности нервной системы является рефлекс. Рассмотрим некоторые рефлексы спинного мозга. Прикоснувшись к горячему предмету, человек отдергивает руку. Это рефлекторная реакция. Как же она осуществляется?

Температурное раздражение действует на соответствующие рецепторы, находящиеся в коже, и в них возникает возбуждение (рис. 7). Оно проводится по чувствительным нервным волокнам афферентных нейронов к их телам, находящимся в спинномозговых узлах. Отсюда возбуждение передается на вставочный нейрон, а затем на короткие сильно ветвящиеся дендриты эфферентного нейрона и его тело. Пройдя через тело эфферентного нейрона, возбуждение проводится по его аксону, который входит в состав передних корешков спинномозгового нерва. Дойдя до соответствующей мышцы руки, возбуждение вызывает ее сокращение.

Теперь нетрудно дать определение рефлекса. Рефлекс — это ответная реакция организма на раздражение, осуществляющаяся через центральную нервную систему.

Путь, по которому проходит возбуждение при осуществлении рефлекса, получил название рефлекторной дуги.

Дуга спинномозгового рефлекса состоит из пяти участков: рецептора, афферентного нейрона, определенного участка спинного мозга, афферентного нейрона и рабочего органа.

Через спинной мозг проходят дуги множества рефлексов. Рефлекс возможен только при условии целостности всех пяти участков рефлекторной дуги. Нарушение одного из них влечет за собой невозможность осуществления данной ответной реакции.

Но путь возбуждения при рефлексе не заканчивается в рабочем органе. Когда орган реагирует на раздражение, в его рецепторах возникает возбуждение, которое проводится в центральную нервную систему и сигнализирует о том, что рефлекторное действие совершилось. П. К. Анохин назвал это явление обратной афферентацией.

Наряду с рефлекторной деятельностью спинной мозг выполняет очень важную проводящую функцию. По волокнам нейронов, образующим столбы в белом веществе спинного мозга, возбуждение проводится вдоль него, а также в головной мозг. По проводящим путям спинного мозга проходят возбуждения, направляющиеся из головного мозга к органам тела.

Центры спинного мозга. При раздражении того или иного участка тела возбуждение направляется по афферентным нейронам в определенную область спинного мозга, через которую проходит дуга данного рефлекса. Расположенные в сером вещество спинного мозга скопления тел нейронов, через которые проходит дуга определенного рефлекса, называют нервными центрами спинного мозга. Так, центры рефлексов, связанных с движением рук, располагаются в шейно-грудном отделе спинного мозга. В поясничном и крестцовом отделах спинного мозга расположен центр, через который проходят рефлексы, связанные с движениями ног.

Однако не следует считать, что нервные центры представляют собой замкнутые системы. Изучение данного вопроса показывает, что в тех случаях, когда нейроны некоторых центров оказываются выведенными из строя, их функции начинают выполнять расположенные рядом нервные клетки. Но такая взаимозаменяемость не является полной: нарушение целостности жизненно важных центров ведет к гибели организма.

В нервных центрах совершается перестройка характера возбуждения. Так, в них происходит как бы накопление очень слабых возбуждений, каждое из которых само по себе не в состоянии вызвать ответную реакцию. Такое явление называют суммацией. Благодаря ей несколько слабых возбуждений вызывают ответную реакцию. Бывает и иное. В нервный центр попадает одиночный импульс, но здесь он как бы преобразуется, и по эфферентным нейронам из центра к рабочему органу проводится не один, а целая серия следующих один за другим в определенном ритме импульсов. Такое явление называют трансформацией.

Односторонность проведения возбуждений в нервной системе обеспечивается благодаря одной из физиологических особенностей нервных центров: передача возбуждений в синапсах происходит только в одном направлении — с аксонов одних клеток на дендриты других.

Если нервное волокно, как установил русский физиолог Н. Е. Введенский, практически неутомляемо, то в нервных центрах утомление развивается довольно быстро.

Торможение. Торможение в центральной нервной системе было открыто в 1863 г. выдающимся русским физиологом И. М. Сеченовым (1829—1905). Он установил, что при раздражении зрительных бугров головного мозга лягушки кристалликом поваренной соли спинномозговой рефлекс сгибания задней конечности не проявляется. Позднее явление торможения изучали многие исследователи.

Оказалось, что при одновременном раздражении нескольких рецепторов ответная реакция наступает на то из них, которое обладает наибольшей силой, рефлекторные реакции на остальные раздражения не наступают.

Торможение имеет большое биологическое значение, поскольку оно дает возможность организму реагировать в каждый отдельный момент лишь на те раздражения, которые в это время имеют для него наибольшее значение. Кроме того, торможение, не давая проявляться рефлексам, в определенный момент второстепенным, предохраняет нервную систему от переутомления. Наконец, торможение, взаимодействуя с возбуждением, позволяет организму совершать строго координированные действия. Так, во время ходьбы возбуждение нейронов, посылающих импульсы к мышцам-сгибателям, сопровождается торможением нервных клеток, проводящих импульсы к другим мышцам — разгибателям того же сустава. В следующий момент возбуждение нейронов первой группы сменяется тормозной реакцией, а торможение второй — возбуждением.

В начало страницы