45. Строение и функции спинного мозга

Основные отделы нервной системы. Центральная нервная система, как вам известно, образована головным (цвет. табл. VIII, 1 и рис. 109 , 1) и спинным мозгом (2), а периферическая - отходящими от них нервами (3) и нервными узлами.

Таблица VIII

Рис. 109

Более подробное знакомство со строением и функциями нервной системы мы начнем с изучения спинного мозга.

Строение спинного мозга. Спинной мозг расположен в костном позвоночном канале и тянется от головного мозга до поясничного отдела позвоночника в виде длинного белого шнура диаметром около 1 см. На передней и задней поверхности спинного мозга находятся две глубокие продольные борозды. Они делят его на правую и левую половины. От спинного мозга (рис. 110 , 1) отходит 31 пара смешанных (см. с. 23) спинномозговых нервов, каждый из которых начинается двумя корешками - передним (2) и задним (3). Соединившись между собой, оба корешка образуют нерв (4). На задних корешках видны утолщения (5). Рассматривая поперечный разрез спинного мозга, можно увидеть, что внутренняя его часть образована серым веществом (6), в котором располагаются тела вставочных и центробежных нейронов. На срезе оно напоминает по форме бабочку с расправленными крыльями. В центре спинного мозга, вдоль него, проходит узкий спинномозговой канал (7), заполненный спинномозговой жидкостью. Наружный слой спинного мозга образован белым веществом (8), состоящим из длинных отростков нейронов. Некоторые из этих отростков, направляясь вверх и вниз, соединяют различные уровни спинного мозга, образуя нервные пути. Другие отростки, уже вне пределов спинного мозга, образуют передние и задние корешки спинномозговых нервов. Задние корешки состоят из отростков центростремительных нейронов, а передние - из длинных отростков центробежных нейронов.

Рис. 110

Если разрезать утолщение на заднем корешке, то внутри его можно увидеть нервный узел - скопление серого вещества (9), где находятся тела центростремительных нейронов.

Коленный рефлекс. Рассмотрим один из простейших спинномозговых рефлексов человека - коленный. Его легко пронаблюдать у себя. Для этого надо сесть, перекинуть ногу на ногу (цвет, табл. IX, I) и, нащупав ниже надколенника свободно висящей ноги его связку, слегка ударить по ней ребром ладони или линейки. Тогда в коленном суставе произойдет рефлекторное разгибание. Разберем, как осуществляется этот рефлекс (цвет. табл. IX, II).

Таблица IX

Таблица I

Таблица II

Связка надколенника (1) связана с мышцей, в которой находятся рецепторы (2). При ударе по связке мышца натягивается и в ее рецепторах возникает возбуждение.

Возбуждение проводится по центростремительным нейронам (3, 4, 5) в серое вещество спинного мозга (6), где осуществляется передача возбуждения на центробежные нейроны (7), по которым возбуждение передается мышцам ноги, и они сокращаются, вызывая разгибание ее в колене.

Таким образом, в коленном рефлексе участвуют два вида нейронов - центростремительные и центробежные.

Рефлекторные дуги. Дуга коленного рефлекса состоит из рецепторов (2), находящихся в мышце, центростремительных нейронов (3, 4, 5), участка серого вещества центральной нервной системы (6), где возбуждение передается на центробежные нейроны (7), и мышц (8), которые реагируют на раздражение.

Простейшая рефлекторная дуга, например коленного рефлекса, образована двумя нейронами - центростремительным и центробежным. В дугах большинства других спинномозговых рефлексов участвует, кроме того, один или несколько вставочных нейронов (цвет, табл. IX, III, 9), через посредство которых возбуждение передается с центростремительного на центробежный путь.

Таблица IX

Таблица III

Функции спинного мозга. Вы познакомились с некоторыми функциями спинного мозга, когда наблюдали рефлексы лягушки, лишенной головного мозга. Вы помните, что у такой лягушки проявляются лишь самые простые рефлексы: она отдергивает заднюю конечность в ответ на раздражение пальцев щипком или погружением в кислоту. Если прищемить пальцы сильно или подействовать на них более концентрированной кислотой, то в движение придет не только та конечность, которую раздражали, но и другая задняя конечность, а иногда и обе передние. При сильном раздражении возбуждение передается через вставочные нейроны на другую сторону и на другие уровни спинного мозга (рис. 111 ).

Рис. 111

Передача возбуждения вверх и вниз по спинному мозгу происходит по отросткам нейронов, проходящим в его белом веществе. Эти отростки образуют проводящие пути спинного мозга. Они не только связывают друг с другом различные уровни спинного мозга, но и передают возбуждения из спинного мозга в головной и из головного в спинной.

Наличием проводящих путей в спинном мозге объясняются и более сложные рефлексы, которые можно пронаблюдать у лягушки, лишенной головного мозга. Если ей наклеить на кожу брюшка кусочек фильтровальной бумаги, пропитанной 1-процентным раствором серной кислоты, то животное движениями одной, а иногда и обеих задних конечностей смахивает бумажку с кожи (рис. 112).

Рис. 112

Во время наблюдения за такой лягушкой удается видеть и торможение спинномозгового рефлекса: при почесывательных движениях сокращения мышц конечности чередуются с их расслаблениями. Но даже реакция на раздражение пальцев стопы кислотой представляет собой взаимодействие процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе. В самом деле, когда к мышцам - сгибателям какого-либо сустава проводится возбуждение, они сокращаются. Одновременно возникает торможение в нейронах, отростки которых подходят к мышцам - разгибателям этого сустава, и они расслабляются.

Влияние деятельности головного мозга на спинномозговые рефлексы. У позвоночных животных на деятельность спинного мозга большое влияние оказывает головной мозг. Чем выше организовано такое животное, тем более значительную роль играет головной мозг в его спинномозговых рефлексах.

Лягушка, лишенная головного мозга, в течение некоторого времени сохраняет спинномозговые рефлексы. По-иному переносят такую операцию высокоорганизованные позвоночные животные - птицы и млекопитающие. Они умирают после того, как у них оказывается разрушенным весь головной мозг. Поэтому спинномозговые рефлексы сразу исчезают.

У человека спинномозговые рефлексы в большей мере, чем у животных, зависят от сложнейших нервных процессов, протекающих в головном мозге, хотя и у людей наблюдаются некоторые очень простые рефлексы, такие, например, как коленный.

Чтобы понять, насколько велика у человека зависимость спинномозговых рефлексов от деятельности головного мозга, рассмотрим пример. Известны случаи, когда в результате ранения или перелома позвоночника у человека повреждается спинной мозг и связь между ним и головным мозгом прерывается. Это приводит к очень тяжелому заболеванию. Головной мозг у таких людей функционирует нормально. Но большинство спинномозговых рефлексов, центры которых расположены ниже места повреждения, исчезают. Такие люди могут, например, поворачивать голову, совершать жевательные движения, изменять направление взгляда, иногда у них действуют руки. Нижняя же часть их тела совершенно лишена чувствительности и неподвижна, хотя сохраняет очень немногие, самые простые спинномозговые рефлексы. Но и эти рефлексы сильно отличаются от рефлексов здоровых людей.

Спинномозговые рефлексы врожденные. Они наследуются потомством от родителей и сохраняются у людей со здоровой нервной системой в течение всей жизни. Такие рефлексы называются безусловными.

■ Задний корешок спинномозгового нерва. Передний корешок спинномозгового нерва. Вставочный нейрон. Безусловный рефлекс.

? 1. Наново строение нервной системы? 2. Каково строение спинного мозга? 3. Каково взаимное расположение серого и белого вещества в спинном мозге? 4. Как осуществляется коленный рефлекс? 5. Чем отличается дуга коленного рефлекса от дуг большинства других рефлексов? 6. Какое значение имеет взаимодействие процессов возбуждения и торможения в осуществлении спинномозговых рефлексов? 7. Какие доказательства влияния головного мозга на спинномозговые рефлексы вы знаете?

! 1. Что произойдет, если у лягушки перерезать задний корешок спинномозгового нерва, входящего в заднюю конечность? Сохранит ли эта конечность чувствительность? 2. Сможет ли лягушка ею двигать? 3. Сохранится ли чувствительность конечности при перерезке одного только переднего корешка этого нерва? Сохранится ли способность ее к движению?

▲ Пронаблюдайте у себя коленный рефлекс.