Для чего нужен спинной мозг
Спинной мозг
Вдоль спинного мозга располагаются кровоснабжающие его артерии: непарная передняя спинальная артерия и парная задняя спинальная артерия, которые формируются крупными радикуломедуллярными артериями. Поверхностные артерии спинного мозга связаны между собой многочисленными анастомозами. Венозная кровь от спинного мозга оттекает через поверхностные продольные вены и анастомозы между ними по корешковым венам во внутреннее позвоночное венозное сплетение.
Спинной мозг покрыт плотным чехлом твердой мозговой оболочки, отростки которой, отходящие у каждого межпозвоночного отверстия, покрывают корешок и спинномозговой узел. Пространство между твердой оболочкой и позвонками (эпидуральное пространство) заполнено венозным сплетением и жировой тканью. Кроме твердой мозговой оболочки спинной мозг покрыт также паутинной и мягкой мозговыми оболочками. Между мягкой мозговой оболочкой и спинным мозгом расположено субарахноидальное пространство спинного мозга, заполненное цереброспинальной жидкостью.
Миотатические рефлексы проявляются укорочением мышцы в ответ на ее растяжение при ударе неврологическим молоточком по сухожилию. Они отличаются локальностью, и по их состоянию устанавливается топика поражения спинного мозга. Важное значение имеет исследование поверхностной и глубокой чувствительности. При поражении сегментарного аппарата спинного мозга нарушается чувствительность в соответствующих дерматомах (диссоциированная или тотальная анестезия, гипестезия, парестезии), изменяются вегетативные спинальные рефлексы (висцеро-моторные, вегетативно-сосудистые, мочеиспускательные и др.). Важную информацию о состоянии двигательных и чувствительных нейронов спинного мозга получают при электромиографии, электронейромиографии, позволяющих определить скорость проведения импульсов по чувствительным и двигательным нервным волокнам, регистрировать вызванные потенциалы спинного мозга.
С помощью рентгенологического исследования выявляют поражение позвоночника и содержимого позвоночного канала (оболочки спинного мозга, сосуды и др.). Кроме обзорной спондилографии при необходимости проводят томографию, позволяющую детализировать структуры позвонков, размеры позвоночного канала, обнаружить кальцификацию мозговых оболочек и др. Анатомические контуры позвоночника, структур позвоночного канала спинного мозга хорошо визуализируются с помощью компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии. Определить уровень блока субарахноидального пространства можно с помощью радиоизотопной (радионуклидной) миелографии. В диагностике различных поражений спинного мозга используют термографию.
Пороки развития спинного мозга могут быть незначительными, без выраженных нарушений функции и крайне тяжелыми, с почти полным отсутствием, недоразвитием спинного мозга. Наиболее часто пороки развития наблюдаются в пояснично-крестцовых отделах спинного мозга нередко они сочетаются с аномалиями развития позвоночника, головного мозга и черепа, а также других органов.
Незначительные нарушения развития спинного мозга под влиянием внешних и внутренних причин могут явиться в более поздние периоды жизни причиной неврологических расстройств.
Головной и спинной мозг
Спинной мозг
Представляет собой нервный тяж, лежащий в образованном позвонками позвоночном канале. Тянется от затылочного отверстия до поясничного отдела позвоночника. Вверху переходит в продолговатый мозг, внизу заканчивается коническим заострением с концевой нитью.
На поперечном срезе спинной мозг (СМ) напоминает бабочку. В центре расположено серое вещество, состоящее из тел нейронов. На периферии расположено белое вещество, которое образовано отростками нейронов.
В сером веществе СМ различают два передних выступа (передние рога), два боковых (боковые рога) и два задних (задние рога). В следующей статье мы будем изучать рефлекторные дуги, так что эти знания нам очень пригодятся. В рогах серого вещества находятся нейроны, которые входят в состав рефлекторных дуг.
За счет тел нейронов, которые расположены в сером веществе спинного мозга и входят в состав рефлекторных дуг, обеспечивающих рефлексы.
За счет наличия в спинном мозге белого вещества, в состав которого входят многочисленные нервные волокна, образующие пучки и канатики вокруг серого вещества.
Головной мозг и его отделы
Мы начинаем увлекательное путешествие по отделам головного мозга. Для вас принципиально важно разделить между собой и запомнить функции различных отделов, для этого обязательно используйте воображение!)
Варолиев мост выполняет проводниковую функцию: через мост проходят все нисходящие и восходящие нервные пути. Также он контролирует работу мимических и жевательных мышц лица, слезной железы.
Мозжечок имеет свои собственные полушария, соединенные друг с другом. Кора мозжечка образована серым веществом, подкорковые ядра окружены белым веществом.
Мозжечок принимает участие в координации произвольных движений, способствует сохранению положения тела в пространстве, регулирует тонус и равновесие. Благодаря мозжечку наши движения четкие и плавные.
Средний мозг также выполняет проводниковую функцию, участвует в регуляции мышечного тонуса и позы тела.
Помимо этого, гипоталамус контролирует симпатическую и парасимпатическую системы, регулирует температуру тела, отвечает за циклы сна и бодрствования. В гипоталамусе находятся центры голода и насыщения.
Кора больших полушарий
В коре имеется несколько слоев клеток, между которыми образуются многочисленные разветвленные связи. Несмотря на то, что кора функционирует как единый механизм, разные ее участки анализируют информацию от разных периферических рецепторов, которые И.П. Павлов называл корковыми концами анализаторов.
Корковое представительство зрительного анализатора располагается в затылочной доле КБП, именно в связи с этим при падении на затылок человек видит «искры из глаз», когда нейроны этой доли возбуждаются механически, вследствие удара.
Корковое представительство слухового анализатора находится в височной доле коры больших полушарий.
Количество нейронов в этих извилинах, отведенных для различных органов, неодинаково. Так зона проекции пальцев кисти занимает много места, благодаря чему становятся возможны тонкие движения пальцами. Зона проекции мышц туловища гораздо меньше зоны пальцев, так как движения туловища более однообразные и менее сложные.
Изученные нами участки мозга, в которых происходит преобразование и анализ поступающей информации, называются ассоциативными зонами КБП. Эти зоны связывают различные участки КБП, координируют ее работу, играют важнейшую роль в образовании условных рефлексов.
Заболевания
Иногда после инсульта (кровоизлияния в ткани мозга) или травмы развивается паралич (полное отсутствие движений) на одной из сторон тела. Зная анатомию, вы можете седлать вывод: если движения пропали в правой руке и ноге, то инсульт произошел слева.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Спинной мозг и периферические нервы человека
Одним из важнейших органов центральной нервной системы является спинной мозг. Эта часть центральной нервной системы связана с органами и кожей. Спинной мозг выполняет две основные функции:
Выполнение первой обеспечивается проводящими путями, а второй – центральными отделами мозга. Для внутреннего строения спинного мозга характерно наличие центрального канала – это полость, расположенная по всей длине спинномозгового тяжа. Спинной мозг условно разделяется на сегменты, каждому из которых соответствует одна пара нервов. Как и головной мозг, спинной образован белым и серым веществом.
Но если в головном мозге серое вещество находится снаружи, то спинному мозгу свойственно внутреннее его расположение. Серое вещество – это скопление миллионов нейронов. В поперечном сечении серое вещество по очертаниям напоминает бабочку и имеет несколько отделов, называемых рогами. Продольно серое вещество расположено в виде столбов и также разделяется на задний, передний и боковой столбы. Вокруг серого вещества располагаются нервные волокна – отростки нейронов, или белое вещество мозга.
Периферические нервы находятся за пределами центральной нервной системы. Эти нервы являются сообщением между головным, спинным мозгом и органами человеческого тела. Три составляющие периферической нервной системы:
Периферические нервы участвуют в обеспечении согласованной работы нервной системы, выступая транспортировщиками сигналов и импульсов. Если в головном мозге появилась команда согнуть руку в локте, то именно благодаря периферическим нервам этот сигнал поступает к мышцам, активизируя выполнение движения. Перемещение импульсов от органов в головной и спинной мозг происходит по сенсорным нейронам. Передача же импульсов из нервных центров к мышцам и органам осуществляется при прямом участии двигательных нейронов.
Задачи периферических нервов многообразны – это и координация и контроль движений, и проведение импульсов, получаемых из внешней среды, и обеспечение своевременного реагирования организма на опасность, и активизация работы внутренних органов (начиная от пищеварения и заканчивая сердцебиением и дыханием), и ряд других функций.
Строение позвоночника
80% населения такие боли возникали хоть однажды. В настоящее время это заболевание встречается так же часто, как грипп, сердечно-сосудистые заболевания, и не уступает им по финансовым затратам на лечение. Зарубежные ученые подсчитали, что синдром боли в пояснице занимает третье место (как наиболее дорогостоящее заболевание после болезней сердца и онкологии), потому что он сопряжен со значительными затратами на диагностику и лечение, на операции, на компенсацию нетрудоспособности и дотации по инвалидности.
Строение позвоночника
Строение позвоночника человека обусловлено его функциями: опорной, защитной, амортизационной и двигательной. Позвоночник представляет собой изогнутый вертикальный столб, который поддерживает сверху голову и опирается снизу на таз и нижние конечности. Позвоночник человека состоит из 33-34 позвонков, из которых 24 соединены межпозвонковыми дисками и подвижны. Выделяют 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков.
Позвоночник в целом является гибким стержнем и опорой для головы, плечевого пояса и рук, органов грудной и брюшной полости. Он соединяет верхнюю часть скелета с нижней. Опорная функция позвоночника обусловлена постепенным увеличением размеров позвонков сверху вниз от шейного к крестцовому отделу. Наибольший размер у поясничных позвонков. Лежащие ниже крестцовые позвонки срастаются в единую массивную кость (крестец) Копчик представляет собой остаток исчезнувшего у человека хвоста.
Защитная функция позвоночника заключается в предохранении спинного мозга от повреждений. В связи с окончанием спинного мозга на уровне второго поясничного позвонка позвоночное отверстие в нижерасположенных позвонках постепенно сужается и у копчика совсем исчезает.
Связочный аппарат и мышцы.
Связки (плотные соединительнотканные структуры) прочно соединяют позвонки, направляя и удерживая их движения в разные стороны. Связки выдерживают большую нагрузку и крепки на растяжение настолько, что при травме не разрываются. Обычно происходит отрыв участка кости в месте прикрепления связок. Многочисленные мышцы спины наряду со связками обеспечивают надежное соединение позвонков и подвижность позвоночника.
Анатомия спинного мозга.
Защищая спинной мозг, структуры позвоночника тесно взаимодействуют с ним, его корешками и нервами, обеспечивая работу соответствующих им внутренних органов и звеньев опорно-двигательного аппарата. Спинной мозг лежит в позвоночном канале, располагаясь от края затылочного отверстия черепа до уровня первого-второго поясничных позвонков, постепенно истончаясь и заканчиваясь конусом. Ниже спинного мозга в позвоночном канале находится пучок отходящих от него нервных корешков, который называется «конский хвост».
Статика и биомеханика здорового позвоночника.
У большинства людей линия тяжести проходит впереди позвоночника, поэтому вес тела не увеличивает всех изгибов, а выпрямляет поясничный лордоз. При стоянии напрягаются мышцы и связки и усиливают давление на тела позвонков. Излишняя подвижность позвонков опасна для спинного мозга, расположенного в спинномозговом канале. Степень подвижности (динамика) позвоночника обусловлена перемещением смежных позвонков и изменениями конфигурации всего позвоночника, его положения относительно других частей тела.
Восстановление клеток спинного мозга in vivo
Ученые из СПбГУ и Каролинского института научились восстанавливать клетки спинного мозга внутри живого организма
Ученые из СПбГУ в коллаборации с Каролинским институтом (Швеция) впервые на модели in vivo показали возможность создания клеток ЦНС, способных выполнять свои обычные функции и восстанавливать поврежденный спинной мозг при травмах. Клетки выстилки центрального канала спинного мозга можно трансформировать в олигодендроциты, формирующие «изоляционный материал» вокруг аксонов нервных клеток.
«Нервные клетки не восстанавливаются» — наивное предостережение, имеющее мало общего с научными фактами
В мозге даже взрослого человека существуют процессы нейрогенеза. Этих способностей хватает для поддержания когнитивных функций, но уже недостаточно для, например, восстановления спинного мозга после серьезной травмы. Обычно это приводит к появлению в нервной ткани «глиального рубца» — и прежние функции спинного мозга в полном объеме вернуть уже не получается.
Результаты работы отечественных и шведских ученых опубликованы в статье в престижном научном журнале Science.
Экспериментальная часть
Группа исследователей из Каролинского института и Санкт-Петербургского государственного университета под руководством пионера в области исследований стволовых клеток мозга профессора Йонаса Фризена смогла сделать шаг к тому, чтобы научиться восстанавливать поврежденные ткани центральной нервной системы внутри живого организма. Эксперименты проводились на мышах с использованием трансгенных технологий. Ученые показали, что при различных травмах спинного мозга у мышей можно управляемо запустить процесс образования полноценных олигодендроцитов, которые будут выполнять свои функции по миелинизации аксонов нервных клеток поврежденной ткани. Именно олигодендроциты, оборачивая свои отростки вокруг аксонов нервных клеток, формируют так называемые миелиновые оболочки — особый «изоляционный материал», который способствует быстрому распространению нервных импульсов в центральной нервной системе (ЦНС).
Образование олигодендроцитов происходило из эпендимальных клеток, которые выстилают центральный канал спинного мозга. Для этого в этих клетках с помощью генетических технологий искусственно вызывали появление особенного белка, транскрипционного фактора Olig2, который в норме управляет программой формирования специфических свойств (дифференцировки) клеток олигодендроцитов в ЦНС в эмбриональном развитии.
«Возможно, благодаря подобным научным исследованиям в будущем нам удастся полностью восстанавливать повреждения в центральной нервной системе у людей», – поделился оптимизмом заведующий лабораторией биологии синапсов Института трансляционной биомедицины Олег Шупляков.
Следующие шаги исследователей — детальное изучение программ запуска дифференцировки нервных клеток различных модальностей у позвоночных, а также разработка медицинских технологий, которые помогут восстанавливать функции центральной нервной системы после травм ЦНС и при нейродегенеративных заболеваниях у человека.
«Публикация в Science — это хороший пример научного международного сотрудничества. Возможность работать и думать вместе позволяет подойти к решению проблемы шире, использовать мультидисциплинарный подход и достичь результатов мирового уровня, которые невозможно было бы получить в одной лаборатории. В Институте трансляционной биомедицины СПбГУ уже несколько лет ведутся работы как по поиску новых методов восстановления функций спинного и головного мозга, так и по разработке новых методов перепрограммирования и дифференцировки клеток. Уникальные генетические технологии, разработанные в рамках данной работы, придадут новый импульс этим направлениям и позволят специалистам института по-новому решать ключевые проблемы современной биомедицины», — считает директор Института трансляционной биомедицины СПбГУ, научный руководитель Клиники высоких медицинских технологий имени Н. И. Пирогова СПбГУ профессор Рауль Гайнетдинов.