Măduva spinării: structură și funcții, fiziologie de bază. Conexiuni neuronale și semnale. Cum să aflați despre pragul durerii și diferențele de temperatură

Pentru a controla funcționarea întregului organism sau a fiecărui organ individual, aparatul motor, căile sunt necesare măduva spinării. Sarcina lor principală este de a furniza impulsuri trimise de „calculatorul” uman către corp și membre. Orice eșec în procesul de trimitere sau primire a impulsurilor de natură reflexă sau simpatică este plină de patologii grave ale sănătății și ale întregii activități de viață.

Care sunt căile în măduva spinării și creier?

Căile creierului și ale măduvei spinării acționează ca un complex de structuri neuronale. În timpul lucrului lor, impulsurile de impuls sunt trimise către zone specifice materie cenusie. În esență, impulsurile sunt semnale care determină corpul să acționeze la apelul creierului. Mai multe grupuri, diferite în funcție de caracteristicile funcționale, reprezintă căile conductoare ale măduvei spinării. Acestea includ:

• terminații nervoase de proiecție;
• căi asociative;
• rădăcini de legătură comisurale.

În plus, performanța conductoarelor spinale necesită următoarea clasificare, conform căreia aceștia pot fi:

• motor;
• senzorial.

Percepția senzorială și activitatea motrică a unei persoane

Căile senzoriale sau sensibile ale măduvei spinării și creierului servesc ca element indispensabil de contact între aceste două sisteme complexe din organism. Ele transmit un mesaj impulsiv fiecărui organ, fibră musculară, brațe și picioare. Trimiterea instantanee a unui semnal de impuls este un moment fundamental în implementarea de către o persoană a mișcărilor corporale coordonate coordonate, efectuate fără niciun efort conștient. Impulsurile trimise de creier pot fi recunoscute de fibrele nervoase prin atingere, durere, regim de temperatură motilitatea corpului, articulațiilor și musculare.

Căile motorii ale măduvei spinării determină calitatea răspunsului reflex al unei persoane. Asigurând transmiterea de semnale de impuls de la cap la terminațiile reflexe ale crestei și sistemul muscular, ele dotează o persoană cu capacitatea de a autocontrola abilitățile motorii - coordonare. De asemenea, aceste căi sunt responsabile de transmiterea impulsurilor stimulatoare către organele vizuale și auditive.

Unde sunt situate căile?

Familiarizându-se cu anatomia trăsături distinctive măduva spinării, este necesar să înțelegem unde se află tracturile foarte conductoare ale măduvei spinării, deoarece acest termen implică multă materie nervoasă și fibre. Sunt localizate în substanțe vitale specifice: gri și alb. Conectând coarnele coloanei vertebrale și cortexul emisferelor stângă și dreaptă, căile prin comunicarea neuronală asigură contactul între aceste două secțiuni.

Funcțiile celor mai importanți conductori organe umane consta in implementarea sarcinilor preconizate cu ajutorul departamentelor specifice. În special, căile măduvei spinării sunt situate în vertebrele superioare și în cap; acest lucru poate fi descris mai detaliat după cum urmează:

1. Conexiunile asociative sunt un fel de „punți” care leagă zonele dintre cortexul cerebral și nucleii substanței spinale. Structura lor conține fibre de diferite dimensiuni. Cele relativ scurte nu se extind dincolo de emisferă sau de lobul ei cerebral. Neuronii mai lungi transmit impulsuri care se deplasează pe o anumită distanță către materia cenușie.
2. Tractul comisural este un corp care are o structură caloasă și îndeplinește sarcina de a conecta secțiunile nou formate din cap și măduva spinării. Fibrele din lobul principal se răspândesc în mod radial și sunt situate în substanța spinală albă.
3. Fibrele nervoase de proiecție sunt situate direct în măduva spinării. Performanța lor face posibil ca impulsurile să apară în emisfere într-un timp scurt și să stabilească comunicarea cu organele interne. Împărțirea în căi ascendente și descendentă a măduvei spinării se referă în mod specific la fibrele de acest tip.

Sistem de conductori ascendenti si descendenti

Căile ascendente ale măduvei spinării îndeplinesc nevoia umană de vedere, auz, funcții motorii și contactul lor cu sisteme importante corp. Receptorii acestor conexiuni sunt localizați în spațiul dintre hipotalamus și primele segmente ale coloanei vertebrale. Căile ascendente ale măduvei spinării sunt capabile să primească și să trimită impulsuri suplimentare care vin de la suprafață straturile superioare epidermă și mucoase, organe de susținere a vieții.

La rândul lor, căile descendente ale măduvei spinării includ următoarele elemente în sistemul lor:

• Neuronul este piramidal (își are originea în cortexul cerebral, apoi se grăbește în jos, ocolind trunchiul cerebral; fiecare dintre fasciculele sale este situat pe coarnele coloanei vertebrale).
• Neuronul este central (este un neuron motor, care leagă coarnele anterioare și cortexul cerebral cu rădăcini reflexe; alături de axoni, lanțul include și elemente ale sistemului nervos periferic).
• Fibre spinocerebeloase (conductoare ale extremităților inferioare și ale măduvei spinării, inclusiv sfenoidul și ligamentele subțiri).

Pentru o persoană obișnuită care nu este specializată în neurochirurgie este destul de dificil să înțeleagă sistemul reprezentat de căile complexe ale măduvei spinării. Anatomia acestui departament este cu adevărat o structură complicată constând din transmisii de impulsuri neuronale. Dar datorită ei corpul uman există ca un întreg. Datorită direcției duble de-a lungul cărora funcționează căile conductoare ale măduvei spinării, se asigură transmiterea instantanee a impulsurilor, care transportă informații de la organele controlate.

Conductorii senzoriali profundi

Structura ligamentelor nervoase, care acționează în sens ascendent, este multicomponentă. Aceste căi ale măduvei spinării sunt formate din mai multe elemente:

• fascicul lui Burdach și mănunchiul lui Gaulle (reprezintă căi de sensibilitate profundă situate pe partea posterioară a coloanei vertebrale);
• fascicul spinotalamic (situat pe partea laterală a coloanei vertebrale);
• Pachetul Govers și mănunchiul Flexig (tracturi cerebeloase situate pe lateralele coloanei).

În interiorul nodurilor intervertebrale există un grad profund de sensibilitate. Procesele, localizate în zone periferice, se termină în cele mai potrivite țesuturi musculare, tendoane, fibre osteocondrale și receptorii acestora.

La rândul lor, procesele centrale ale celulelor, situate în spate, sunt îndreptate spre măduva spinării. Conducând sensibilitate profundă, rădăcinile nervoase posterioare nu pătrund adânc în substanța cenușie, formând doar coloanele spinale posterioare.

Acolo unde astfel de fibre intră în măduva spinării, ele sunt împărțite în scurte și lungi. În continuare, căile măduvei spinării și ale creierului sunt trimise către emisfere, unde are loc redistribuirea lor radicală. Partea principală a acestora rămâne în zonele girului central anterior și posterior, precum și în regiunea coroanei.

Rezultă că aceste căi conduc sensibilitatea, datorită căreia o persoană poate simți cum a lui aparat muscular-articular, simțiți orice mișcare de vibrație sau atingere tactilă. Fascicul Gaulle, situat chiar în centrul măduvei spinării, distribuie senzația din partea inferioară a trunchiului. Mănunchiul lui Burdach este situat mai sus și servește ca un conductor de sensibilitate al extremităților superioare și al părții corespunzătoare a corpului.

Cum să aflați despre gradul senzorial?

Gradul de sensibilitate profundă poate fi determinat folosind câteva teste simple. Pentru a le efectua, pacientul are ochii închiși. Sarcina acestuia este de a determina direcția specifică în care medicul sau cercetătorul efectuează mișcări pasive în articulațiile degetelor, brațelor sau picioarelor. De asemenea, este indicat să descrieți în detaliu postura corpului sau poziția luată de membrele acestuia.

Folosind un diapazon, căile măduvei spinării pot fi examinate pentru sensibilitatea la vibrații. Funcțiile acestui dispozitiv vor ajuta la determinarea cu exactitate a timpului în care pacientul simte în mod clar vibrația. Pentru a face acest lucru, luați dispozitivul și apăsați-l pentru a scoate un sunet. În acest moment, este necesar să se expună oricărei proeminențe osoase de pe corp. În cazul în care o astfel de sensibilitate dispare mai devreme decât în ​​alte cazuri, se poate presupune că coloanele posterioare sunt afectate.

Testul pentru simțul localizării implică pacientul, cu ochii închiși, arătând cu precizie locul în care cercetătorul l-a atins cu câteva secunde înainte. Indicatorul este considerat satisfăcător dacă pacientul face o eroare în decurs de un centimetru.

Sensibilitatea senzorială a pielii

Structura căilor măduvei spinării face posibilă determinarea gradului de sensibilitate a pielii la nivel periferic. Faptul este că procesele nervoase ale protoneuronului sunt implicate în receptorii pielii. Procesele situate central, ca parte a proceselor posterioare, se grăbesc direct către măduva spinării, drept urmare, acolo se formează zona lui Lisauer.

La fel ca calea sensibilității profunde, cea cutanată este formată din mai multe combinate secvenţial celule nervoase. Comparativ cu fasciculul spinotalamic fibrele nervoase impulsurile informaționale transmise de la extremitățile inferioare sau trunchiul inferior sunt ușor deasupra și la mijloc.

Sensibilitatea pielii variază în funcție de criterii bazate pe natura iritantului. S-a întâmplat:

• temperatura;
• termic;
• dureros;
• tactil.

În acest caz, cel din urmă tip de sensibilitate a pielii, de regulă, este transmis de conductori de sensibilitate profundă.

Cum să aflați despre pragul durerii și diferențele de temperatură?

Pentru a determina nivelul durerii, medicii folosesc metoda de înțepare. În cele mai neașteptate locuri pentru pacient, medicul aplică mai multe injecții ușoare cu un ac. Ochii pacientului ar trebui să fie închiși, pentru că Nu ar trebui să vadă ce se întâmplă.

Pragul de sensibilitate la temperatură este ușor de determinat. La instare buna o persoană experimentează diferite senzații la temperaturi, a căror diferență era de aproximativ 1-2°. Pentru a identifica un defect patologic sub forma sensibilității pielii afectate, medicii folosesc un dispozitiv special - un termoesteziometru. Dacă nu este acolo, puteți testa apă caldă și fierbinte.

Patologii asociate cu perturbarea căilor de conducere

În direcția ascendentă, căile măduvei spinării sunt formate într-o astfel de poziție încât o persoană poate simți atingere tactilă. Pentru studiu, trebuie să luați ceva moale, tandru și, într-o manieră ritmică, să efectuați o examinare subtilă pentru a identifica gradul de sensibilitate, precum și să verificați reacția firelor de păr, a perilor etc.

Tulburările cauzate de sensibilitatea pielii sunt considerate în prezent a fi:

1. Anestezia este pierderea completă a senzației pielii într-o anumită zonă superficială a corpului. Când sensibilitatea la durere este afectată, apare analgezia, iar când apare sensibilitatea la temperatură, are loc termanestezia.
2. Hiperestezia este opusul anesteziei, fenomen care apare atunci când pragul de excitație scade; atunci când crește, apare hipoalgezia.
3. Percepție greșită factori iritanti(de exemplu, pacientul confundă rece și cald) se numește dizestezie.
4. Parestezia este o tulburare, ale cărei manifestări pot fi uriașe, variind de la târarea pielii de găină, senzația de șoc electric și trecerea acestuia prin întregul corp.
5. Hiperpatia are cea mai pronunțată severitate. De asemenea, se caracterizează prin deteriorarea talamusului vizual, o creștere a pragului de excitabilitate, incapacitatea de a identifica local stimulul, o colorare psiho-emoțională severă a tot ceea ce se întâmplă și o reacție motorie prea ascuțită.

Caracteristici ale structurii conductoarelor descendente

Căile descendente ale creierului și măduvei spinării includ mai multe ligamente, inclusiv:

• piramidal;
• rubrospinal;
• vestibulo-spinal;
• reticulospinală;
• longitudinal spate.

Toate elementele de mai sus sunt căi motorii ale măduvei spinării, care sunt componente ale cordurilor nervoase în direcția descendentă.

Așa-numitul începe de la celule uriașe cu același nume situate în stratul superior al emisferei cerebrale, în principal în zona girusului central. Calea de conducere a măduvei anterioare a măduvei spinării este de asemenea situată aici - aceasta element important sistemul este îndreptat în jos și trece prin mai multe secțiuni ale capsulei femurale posterioare. În punctul de intersecție al medulei oblongate și măduvei spinării se poate găsi o decusație incompletă, formând un fascicul piramidal drept.

În tegmentul mezencefalului există un tract rubro-spinal conducător. Se începe de la sâmburi roșii. La ieșire, fibrele sale se intersectează și trec în măduva spinării prin varoli și medula oblongata. Tractul rubrospinal permite transmiterea impulsurilor din cerebel și ganglionii subcorticali.

Căile măduvei spinării încep în nucleul lui Deiters. Situat în trunchiul cerebral, tractul vestibulospinal continuă în tractul spinal și se termină în coarnele sale anterioare. De acest conductor depinde trecerea impulsurilor din aparatul vestibular spre sistemul periferic.

În celulele formațiunii reticulare a creierului posterior începe tractul reticulo-spinal, care în substanța albă a măduvei spinării este împrăștiat în mănunchiuri separate, în principal din lateral și din față. De fapt, acesta este principalul element de legătură între centrul reflex al creierului și sistemul musculo-scheletic.

Ligamentul longitudinal posterior este, de asemenea, implicat în conectarea structurilor motorii la trunchiul cerebral. De aceasta depinde activitatea nucleilor oculomotori și a aparatului vestibular în ansamblu. Fasciculul longitudinal posterior este situat în coloana cervicală.

Consecințele bolilor măduvei spinării

Astfel, căile măduvei spinării sunt elemente de legătură vitale care oferă unei persoane capacitatea de a se mișca și de a simți. Neurofiziologia acestor căi este asociată cu caracteristicile structurale ale coloanei vertebrale. Se știe că structura măduvei spinării înconjurat de fibre musculare, are o formă cilindrică. În cadrul substanțelor măduvei spinării, căile reflexe asociative și motorii controlează funcționalitatea tuturor sistemelor corpului.

Dacă apar boli ale măduvei spinării, leziuni mecanice sau defecte de dezvoltare, conducerea între cei doi centri principali poate fi redusă semnificativ. Tulburările căilor amenință o persoană cu încetarea completă a activității motorii și pierderea percepției senzoriale.

Principalul motiv pentru lipsa conducerii impulsurilor este moartea terminațiilor nervoase. Cel mai complex grad de tulburare de conducere între creier și măduva spinării este paralizia și lipsa de senzație la nivelul membrelor. Atunci pot apărea probleme în funcționare organe interne conectat la creier prin conexiuni neuronale deteriorate. De exemplu, tulburările din partea inferioară a trunchiului spinal duc la procese necontrolabile de urinare și defecare.

Sunt tratate bolile măduvei spinării și ale căilor?

De îndată ce apar modificări degenerative, acestea afectează aproape imediat activitatea conductivă a măduvei spinării. Suprimarea reflexelor duce la modificări patologice pronunțate cauzate de moartea fibrelor neuronale. Este imposibil să restabiliți complet zonele deteriorate de conductivitate. Boala apare rapid și progresează cu viteza fulgerului, astfel încât tulburările severe de conducere pot fi evitate doar dacă tratamentul medicamentos este început în timp util. Cu cât acest lucru se face mai devreme, cu atât sunt mai mari șansele de a opri dezvoltarea patologică.

Neconductibilitatea căilor măduvei spinării necesită tratament, prioritate care va opri procesele de moarte a terminațiilor nervoase. Acest lucru se poate realiza numai dacă sunt suprimați factorii care au influențat apariția bolii. Numai după aceasta puteți începe terapia cu scopul de a restabili sensibilitatea și funcțiile motorii în măsura maximă posibilă.

Tratamentul cu medicamente are ca scop oprirea procesului de moarte a celulelor creierului. Sarcina lor este, de asemenea, de a restabili alimentarea cu sânge afectată în zona deteriorată a măduvei spinării. În timpul tratamentului, medicii iau în considerare caracteristicile de vârstă, natura și severitatea leziunilor și progresia bolii. În terapia căii, este important să se mențină stimularea constantă a fibrelor nervoase folosind impulsuri electrice. Acest lucru va ajuta la menținerea tonusului muscular satisfăcător.

Intervenția chirurgicală este efectuată pentru a restabili conductivitatea măduvei spinării, deci se efectuează în două direcții:

1. Suprimarea cauzelor paraliziei activității conexiuni neuronale.
2. Stimularea trunchiului spinal pentru dobândirea rapidă a funcțiilor pierdute.

Operația trebuie precedată de un examen medical complet al întregului corp. Acest lucru ne va permite să determinăm localizarea proceselor de degenerare a fibrelor nervoase. În cazul leziunilor severe ale coloanei vertebrale, cauzele compresiei trebuie mai întâi eliminate.

Căile de conducere ale encefalului și măduvei spinării

CĂI DE CONDUCERE ALE CREIERULUI ȘI MĂDUVA SPINĂRII

Căi de conducere se numesc fascicule de fibre nervoase omogene din punct de vedere funcțional care conectează diferiți centri din sistemul nervos central, ocupă un anumit loc în substanța albă a creierului și a măduvei spinării și conduc impulsuri identice.

Impulsurile care apar atunci când acționează asupra receptorilor sunt transmise de-a lungul proceselor neuronilor către corpurile lor. Datorită numeroaselor sinapse, neuronii se contactează între ei, formând lanțuri de-a lungul cărora impulsurile nervoase se propagă doar într-o anumită direcție - de la neuronii receptori prin intermediul neuronilor intercalari la neuronii efectori. Acest lucru se datorează caracteristicilor morfofuncționale ale sinapselor, care conduc excitația (impulsurile nervoase) doar într-o singură direcție - de la membrana presinaptică la cea postsinaptică.

Impulsul se propagă de-a lungul unui lanț de neuroni centripet- de la locul de origine în piele, mucoase, organe de mișcare, vasele de sânge până la măduva spinării sau creier. Impulsul este efectuat de-a lungul altor circuite neuronale centrifug de la creier la periferie până la organele de lucru - mușchi și glande. Procesele neuronilor sunt direcționate de la măduva spinării către diferite structuri ale creierului și de la acestea în direcția opusă

Orez. 44. Localizarea fasciculelor de fibre asociative ale substanței albe a emisferei drepte a creierului, suprafața medială (diagrama): 1 - girus cingulat; 2 - grinda longitudinală superioară; 3 - fibre arcuate ale creierului; 4 - fascicul longitudinal inferior

direcție - la măduva spinării și formează mănunchiuri care leagă între ele centrii nervosi. Aceste pachete alcătuiesc căile.

În măduva spinării și creier există trei grupe de fibre nervoase (căi): asociative, comisurale și de proiecție.

Asocierea fibrelor nervoase(scurte și lungi) conectează grupuri de neuroni (centri nervoși) situate într-o jumătate a creierului (Fig. 44). Căi asociative scurte (intralobare). conectează zonele din apropiere de substanță cenușie și sunt situate, de regulă, într-un singur lob al creierului. Printre ei se numără fibre arcuate ale creierului (fibrae arcuatae), care se îndoaie într-o manieră arcuită și conectează materia cenușie a girului învecinat fără a depăși cortexul (intracortical) sau trecând prin substanța albă a emisferei (extracortical). lung (interlobar) fasciculele de asociere conectează zone de substanță cenușie situate la o distanță considerabilă unele de altele, de obicei în lobi diferiți. Acestea includ fascicul longitudinal superior (fasciculus longitudinalis superior), trecând în straturile superioare ale substanței albe ale emisferei și conectând cortexul lobului frontal cu lobul parietal și occipital;

fascicul longitudinal inferior (fasciculus longitudinalis inferior), situată în straturile inferioare ale substanței albe ale emisferei și conectând substanța cenușie a lobului temporal cu lobul occipital și mănunchi în formă de cârlig (fasciculus uncipatus), legând cortexul din regiunea polului frontal cu partea anterioară a lobului temporal. Fibrele fasciculului uncinat se îndoaie într-un arc în jurul insulei.

În măduva spinării, fibrele de asociere conectează neuronii aflați în diferite segmente și se formează fascicule proprii ale măduvei spinării(mănunchiuri intersegmentare), care sunt situate în apropierea substanței cenușii. Mănunchiuri scurte răspândite pe 2-3 segmente, fasciculele lungi conectează segmente larg separate ale măduvei spinării.

Fibre nervoase comisurale (comisurale). conectează centrii identici (substanța cenușie) ai emisferelor drepte și stângi ale creierului, formând corpul calos, comisura fornixului și comisura anterioară (Fig. 45). corp calos conectează noile secțiuni ale cortexului cerebral din emisfera dreaptă și stângă. În fiecare emisferă, fibrele se desfășoară, formându-se strălucirea corpului calos (radiatio corporis callori). Mănunchiurile anterioare de fibre care trec prin genunchi și ciocul corpului calos conectează cortexul părților anterioare ale lobilor frontali, formând forceps frontal (forceps frontalis). Aceste fibre par să acopere partea anterioară a fisurii longitudinale a creierului pe ambele părți. Cortexul părților occipitale și posterioare ale lobilor parietali ai creierului este conectat prin mănunchiuri de fibre care trec în splenul corpului calos. Ele formează așa-numitele forcepsul nucal(forceps occipital). Curbându-se înapoi, mănunchiurile acestor fibre par să acopere secțiuni posterioare fisura longitudinală a creierului. Fibrele care trec în secțiunile centrale ale corpului calos conectează cortexul girului central, lobii parietali și temporali ai emisferelor cerebrale.

ÎN comisura anterioară prin fibre trec, conectând zone ale cortexului lobilor temporali ai ambelor emisfere, aparținând creierului olfactiv. Fibre comisuri de boltă conectează substanța cenușie a hipocampului și lobii temporali ai ambelor emisfere.

Fibrele nervoase de proiecție(cai de conducere) se împart în ascendentȘi Descendentă. Cele ascendente leagă măduva spinării cu creierul, precum și nucleii trunchiului cerebral cu ganglionii bazali și cortexul cerebral. Cele descendente merg în sens invers (Tabelul 1).

Orez. 45. Fibre comisurale (radiații) ale corpului calos, vedere de sus. S-au îndepărtat părțile superioare ale lobilor frontal, parietal și occipital ai creierului: 1 - pense frontală (pensă mare); 2 - corpul calos; 3 - banda longitudinala mediala; 4 - bandă longitudinală laterală; 5 - forcepsul nucal

(pensa mica)

Căi de proiecție ascendente sunt aferente, sensibile. Ei transportă impulsuri nervoase către cortexul cerebral care apar ca urmare a expunerii la diferiți factori ai corpului. Mediul extern, inclusiv impulsuri care vin din simțuri, sistemul musculo-scheletic, organele interne și vasele de sânge. În funcție de aceasta, căile de proiecție ascendente sunt împărțite în trei grupe: căi exteroceptive, proprioceptive și interoceptive.

Căile exteroceptive transportă impulsuri din piele (durere, temperatură, atingere și presiune), din simțuri (viziunea, auzul, gust, miros). Calea durerii și sensibilitatea la temperatură (tract spinotalamic lateral, tractus spinothalamicus lateralis) este format din trei neuroni (Fig. 46). Receptorii primilor neuroni (sensibili) care percep aceste iritații sunt localizați în piele și membranele mucoase, iar corpurile celulare se află în ganglionii spinali. Procesele centrale din rădăcina dorsală sunt direcționate către cornul dorsal al măduvei spinării și se termină la sinapsele de pe celulele neuronilor secundari. Toți axonii celui de-al doilea neuron, ale căror corpuri se află în cornul dorsal, trec prin comisura cenușie anterioară spre partea opusă a măduvei spinării, intră în funiculus lateral, devin parte a tractului spinotalamic lateral, care urcă în medular. oblongata (posterior nucleului măslin), trece prin puntea tegmentului și în tegmentul mezencefalului, trecând pe marginea exterioară a ansei mediale. Axonii se termină pentru a forma sinapse pe celulele situate în nucleul posterolateral al talamusului (al treilea neuron). Axonii acestor celule trec prin piciorul posterior al capsulei interne și formează mănunchiuri de fibre în formă de evantai care formează coroană pură (corona radiata), sunt trimise la neuronii plăcii granulare interne a cortexului (stratul IV) a girusului postcentral, unde se află capătul cortical al analizorului de sensibilitate generală. Fibrele celui de-al treilea neuron al căii sensibile (ascendente) care leagă talamusul cu cortexul se formează fascicule talamocorticale (fasciculi thalamocorticales)- fibre talamoparietale (fibrae thalamoparietales). Tractul spinotalamic lateral este o cale complet încrucișată (toate fibrele celui de-al doilea neuron trec în partea opusă), prin urmare, atunci când o jumătate a măduvei spinării este deteriorată, durerea și sensibilitatea la temperatură de pe partea opusă a leziunii dispar complet.

Calea de atingere și presiune (tract spinotalamic anterior, tractus spinothalamicus anterior) transportă impulsuri din pielea în care se află

Tabelul 1. Căi ale creierului și măduvei spinării

Continuarea tabelului 1.

Continuarea tabelului 1

Sfârșitul tabelului 1.

Orez. 46. Conducerea căilor de durere și sensibilitate la temperatură,

atingere și presiune (schema): 1- tractul spinotalamic lateral; 2 - tractul spinotalamic anterior; 3 - talamus; 4 - ansa medială; 5 - secțiune transversală a mezencefalului; 6 - secțiunea transversală a podului; 7 - secțiunea transversală a medulei oblongate; 8 - nodul spinal; 9 - secțiune transversală a măduvei spinării. Săgețile arată direcția de mișcare a impulsurilor nervoase

receptori la celulele cortexului girusului postcentral. Corpurile primilor neuroni (celule pseudo-unipolare) se află în ganglionii spinali. Procesele centrale ale acestor celule ca parte a rădăcinilor dorsale nervi spinali sunt trimise către cornul posterior al măduvei spinării. Axonii neuronilor ganglionilor spinali formează sinapse cu neuronii cornului dorsal al măduvei spinării (al doilea neuron). Majoritatea axonilor celui de-al doilea neuron trec, de asemenea, în partea opusă a măduvei spinării prin comisura anterioară, intră în funiculus anterior și, ca parte a acestuia, urmează în sus până la talamus. Unele dintre fibrele celui de-al doilea neuron merg în măduva posterioară a măduvei spinării, iar în medula oblongata se unesc cu fibrele lemniscului medial. Axonii celui de-al doilea neuron formează sinapse cu neuronii nucleului posterolateral al talamusului (al treilea neuron). Procesele celulelor celui de-al treilea neuron trec prin piciorul posterior al capsulei interne, apoi, ca parte a coroanei radiate, sunt direcționate către neuronii celui de-al patrulea strat al cortexului girusului postcentral (placa granulară internă) . Nu toate fibrele care transportă impulsuri de atingere și presiune se deplasează în partea opusă a măduvei spinării. O parte din fibrele căii de atingere și presiune merge ca parte a măduvei posterioare a măduvei spinării (partea sa) împreună cu axonii căii sensibilității proprioceptive în direcția corticală. În acest sens, atunci când o jumătate a măduvei spinării este lezată, simțul tactil cutanat și presiunea pe partea opusă nu dispar complet, deoarece sensibilitate la durere, dar doar scade. Această tranziție către partea opusă are loc parțial în medula oblongata.

Căile propioceptive conduce impulsurile din mușchi, tendoane, capsule articulare și ligamente. Ele transportă informații despre poziția părților corpului în spațiu și gama de mișcări. Sensibilitatea propioceptivă permite unei persoane să-și analizeze propriile mișcări complexe și să efectueze o corecție țintită. Există căi proprioceptive ale direcției corticale și căi proprioceptive ale direcției cerebeloase. Calea de conducere a sensibilității proprioceptive a direcției corticale transportă impulsurile simțului musculo-articular către cortexul girusului postcentral al creierului (Fig. 47). Receptorii primilor neuroni, localizați în mușchi, tendoane, capsule articulare, ligamente, percep semnale despre starea sistemului musculo-scheletic în ansamblu, tonusul muscular, gradul de întindere a tendonului și de-a lungul nervilor spinali trimit aceste semnale către corpurile primilor neuroni ai acestei căi, care se află în măduva spinării.noduri. Corpuri

Orez. 47. Calea sensibilității proprioceptive

direcția corticală (sistem): 1 - nodul spinal; 2 - secțiune transversală a măduvei spinării;

3 - măduva posterioară a măduvei spinării;

4 - fibre arcuate exterioare anterioare; 5 - ansa medială; 6 - talamus; 7 - secțiunea transversală a mezencefalului; 8 - secțiunea transversală a podului; 9 - secțiunea transversală a medulei oblongate; 10 - fibre arcuate exterioare posterioare. Săgețile indică direcția de mișcare

impulsuri nervoase

Primii neuroni ai acestei căi se află și în ganglionii spinali. Axonii primilor neuroni din rădăcina dorsală, fără a intra în cornul dorsal, sunt direcționați către cordonul dorsal, unde se formează subţireȘi mănunchiuri în formă de pană.

Axonii purtători de impulsuri proprioceptive intră în măduva dorsală, începând de la segmentele inferioare ale măduvei spinării. Fiecare pachetul următor axonii sunt adiacenți pe partea laterală cu fasciculele existente. Astfel, secțiunile exterioare ale cordonului posterior (mănunchiul în formă de pană, mănunchiul lui Burdach) sunt ocupate de axonii celulelor care efectuează inervația proprioceptivă în părțile toracice superioare, cervicale ale corpului și membrelor superioare. Axonii care ocupă partea interioară a cordonului posterior (fascicul subțire, fasciculul lui Gaulle) conduc impulsuri proprioceptive de la extremitățile inferioare și jumătatea inferioară a corpului.

Fibrele din fasciculii subțiri și cuneați urmează în sus în medula oblongata până la nucleii subțiri și cuneați, unde se termină în sinapse pe corpurile neuronilor secunde. Axonii neuronilor secundi care ies din acesti nuclei se îndoaie arcuit înainte și medial și, la nivelul unghiului inferior al fosei romboide, trec în partea opusă în stratul interolive al medulei oblongate, formând intersecția ansei mediale (decussatio lemniscorum medialium). Acest fibre arcuate interne (fibrae arcuatae internae), care formează departamente primare ansa medială. Fibrele lemniscului medial trec apoi în sus prin tegmentul pontin și tegmentul mezencefal, unde sunt situate dorsal-lateral de nucleul roșu. Aceste fibre se termină în nucleul lateral dorsal al talamusului cu sinapse pe corpurile celulare ale neuronilor terți. Axonii celulelor talamice sunt direcționați prin membrul posterior al capsulei interne ca parte a coroanei radiate în cortexul girus postcentral, unde formează sinapse cu neuronii stratului IV al cortexului (placă granulară internă).

O altă parte a fibrelor celui de-al doilea neuron (fibre arcuate externe posterioare, efibrae arcueatae exteernae posterieores) la ieșirea din nucleii subțiri și cuneați, merge la pedunculul cerebelos inferior al părții sale și se termină cu sinapse în cortexul vermisului. A treia parte a axonilor celui de-al doilea neuron (fibre arcuate anterioare externe, fibrae arcudtae extdrnae anterieores) trece pe partea opusă și, de asemenea, prin pedunculul cerebelos inferior al părții opuse merge la cortexul vermisului. Impulsurile proprioceptive de-a lungul acestor fibre merg la cerebel pentru a corecta mișcările subconștiente ale sistemului musculo-scheletic.

Asa de, calea proprioceptiva se traversează şi direcţia corticală. Axonii celui de-al doilea neuron trec în partea opusă nu în măduva spinării, ci în medula oblongata. Dacă este deteriorat

măduva spinării pe partea în care apar impulsurile proprioceptive (în cazul leziunii trunchiului cerebral - pe partea opusă), se pierde ideea stării sistemului musculo-scheletic, poziția părților corpului în spațiu, iar coordonarea mișcărilor este pierdută. perturbat.

Există căi proprioceptive în direcția cerebeloasă - fațăȘi căile spinocerebeloase posterioare, care transportă către cerebel informații despre starea sistemului musculo-scheletic și a centrilor motori ai măduvei spinării.

Tractul spinocerebelos posterior(Fascicul Flexig) (tractul spinocerebelos posterior)(Fig. 48) transportă impulsurile de la receptorii localizați în mușchi, tendoane, capsule articulare și ligamente către cerebel. Corpuri primii neuroni(celule pseudounipolare) sunt localizate în ganglionii spinali. Procesele centrale ale acestor celule, ca parte a rădăcinilor dorsale ale nervilor spinali, sunt direcționate către cornul dorsal al măduvei spinării, unde formează sinapse cu neuronii nucleului toracic (coloana lui Clark), care se află în partea medială. parte a bazei cornului dorsal. (al doilea neuroni). Axonii celui de-al doilea neuron trec în partea posterioară a lateralului

Orez. 48. Calea spinocerebeloasă posterioară:

1 - secțiune transversală a măduvei spinării; 2 - secțiunea transversală a medulei oblongate; 3 - cortexul cerebelos; 4 - miez dintat; 5 - nucleu sferic; 6 - sinapsa in cortexul vermis cerebelos; 7 - peduncul cerebelos inferior; 8 - tractul spinocerebelos dorsal (posterior); 9 - nodul spinal

cordonul măduvei spinării pe partea lor, se ridică în sus și prin pedunculul cerebelos inferior sunt trimiși către cerebel, unde formează sinapse cu celulele cortexului vermisului cerebelos (secțiuni posterior-inferioare).

Tractul spinocerebelos anterior (bunchiul Gowers) (tractus spinocerebellaris anterior)(Fig. 49) transportă și impulsuri de la receptorii localizați în mușchi, tendoane, capsule articulare și cerebel. Aceste impulsuri sunt transportate de-a lungul fibrelor nervilor spinali, care sunt procese periferice ale celulelor pseudounipolare ale ganglionilor spinali. (primii neuroni), sunt trimise la cornul dorsal, unde formează sinapse cu neuronii substanței intermediare centrale (cenușii) a măduvei spinării. (al doilea neuroni). Axonii acestor fibre trec prin comisura cenușie anterioară spre partea opusă în partea anterioară a măduvei laterale a măduvei spinării și se ridică în sus. La nivelul istmului rombencefalului, aceste fibre formează o a doua decusație, revin pe partea lor și prin pedunculul cerebelos superior pătrund în cerebel până în celulele cortexului anterosuperior al vermisului.

Orez. 49. Calea spinocerebeloasă anterioară: 1 - secțiune transversală a măduvei spinării; 2 - tractul spinocerebelos anterior; 3 - secțiunea transversală a medulei oblongate; 4 - sinapsa in cortexul vermis cerebelos; 5 - nucleu sferic; 6 - cortexul cerebelos; 7 - miez dintat; 8 - nodul spinal

cerebelul. Astfel, tractul spinocerebelos anterior, complex și dublu încrucișat, revine pe aceeași parte de care au provenit impulsurile proprioceptive. Impulsurile propioceptive care intră în cortexul vermis de-a lungul căilor proprioceptive spinocerebeloase sunt transmise către nucleele roșii și prin nucleul dintat către cortexul cerebral (în girobul postcentral) de-a lungul căilor cerebelo-talamice și cerebelo-tegmentale (Fig. 50).

Este posibil să se urmărească sistemele de fibre de-a lungul cărora impulsul din cortexul vermisului ajunge la nucleul roșu, emisfera cerebeloasă și chiar părțile supraiacente ale creierului - cortexul cerebral. Din cortexul vermisului, prin nucleii corky și sferici, impulsul prin pedunculul cerebelos superior este îndreptat către nucleul roșu al părții opuse (tractul cerebelotegmental). Cortexul vermis este conectat prin fibre asociative de cortexul emisferei cerebeloase, de unde impulsurile intră în nucleul dintat al cerebelului.

Odată cu dezvoltarea centrilor superiori de sensibilitate și a mișcărilor voluntare în cortexul cerebral, legăturile dintre cerebel și cortex au apărut și prin talamus. Astfel, din nucleul dintat, axonii celulelor sale ies prin pedunculul cerebelos superior în tegmentul punții, trec în partea opusă și merg în talamus. După ce a trecut la următorul neuron din talamus, impulsul urmează către cortexul cerebral, către girusul postcentral.

Căi interoceptive conduc impulsurile din organele interne, vasele de sânge și țesuturile corpului. Mecano-, baro- și chemoreceptorii lor percep informații despre starea homeostaziei (intensitate procesele metabolice, compoziție chimică lichid tisular și sânge, presiunea în vasele de sânge etc.).

Cortexul cerebral primește impulsuri de-a lungul căilor senzoriale ascendente directe și din centrii subcorticali.

Din scoarța cerebrală și centrii subcorticali (din nucleii trunchiului cerebral) își au originea căile descendente, care controlează funcțiile motorii ale corpului (mișcări voluntare).

Căi motorii descendente conduce impulsurile către părțile subiacente ale sistemului nervos central - către nucleii trunchiului cerebral și către nucleii motori ai coarnelor anterioare ale măduvei spinării. Aceste căi sunt împărțite în piramidale și extrapiramidale. Căi piramidale sunt principalele căi motorii.

Orez. 50. Conducție cerebelotalamică și cerebelotegmentară

1 - scoarța cerebrală; 2 - talamus; 3 - secțiune transversală a mezencefalului; 4 - miez roșu; 5 - tractul cerebelotalamic; 6 - tract cerebelos-tegmental; 7 - nucleul globular al cerebelului; 8 - cortexul cerebelos; 9 - miez dintat; 10 - miez de plută

Prin nucleii motori ai creierului și măduvei spinării, controlați de conștiință, ei transportă impulsuri de la cortexul cerebral către mușchii scheletici ai capului, gâtului, trunchiului și membrelor. transportă impulsuri de la centrii subcorticali și diverse părți ale cortexului, de asemenea, către motorii și alți nuclei ai nervilor cranieni și spinali.

Motorul principal sau cale piramidală este un sistem de fibre nervoase de-a lungul căruia impulsurile motorii voluntare de la neurocitele piramidale (celule piramidale Betz) situate în cortexul girusului precentral (stratul V) sunt direcționate către nucleii motori ai nervilor cranieni și către coarnele anterioare ale măduvei spinării. , iar de la ei la muschii scheletici . În funcție de direcția și localizarea fibrelor, tractul piramidal este împărțit în tractul corticonuclear, care merge la nucleii nervilor cranieni, și tractul cortico-spinal. În aceasta din urmă se disting căile corticospinale (piramidale) laterale și anterioare, mergând către nucleii coarnelor anterioare ale măduvei spinării (Fig. 51).

Calea corticonucleară(tractul corticonuclear) este un mănunchi de axoni de celule piramidale gigantice situate în treimea inferioară girus precentral. Axonii acestor celule (primul neuron) trece prin genunchiul capsulei interne, baza pedunculului cerebral. Apoi fibrele tractului corticonuclear trec pe partea opusă nucleii motori ai nervilor cranieni: III și IV - în mezencefal; V, VI, VII - în pod; IX, X, XI și XII - în medulla oblongata, unde se termină cu sinapse pe neuronii lor (al doilea neuroni). Axonii neuronilor motori ai nucleilor nervilor cranieni părăsesc creierul ca parte a nervilor cranieni corespunzători și sunt direcționați către mușchii scheletici ai capului și gâtului. Ei controlează mișcările conștiente ale mușchilor capului și gâtului.

LateralȘi căile corticospinale anterioare (piramidale) (tractus corticospinales (piramidale) anterioare et lateralis) controlează mișcările conștiente ale mușchilor trunchiului și ale membrelor. Ele pleacă de la forma piramidală a neurocitelor (celule Betz), situate în stratul V al cortexului mijlociu și mediu. treimea superioara girus precentral (primii neuroni). Axonii acestor celule sunt direcționați către capsula internă, trecând prin partea anterioară a membrului său posterior, în spatele fibrelor tractului corticonuclear. Apoi fibrele trec prin baza pedunculului cerebral (lateral de fibrele tractului corticonuclear)

Orez. 51. Diagrama căilor piramidale:

1 - girus precentral; 2 - talamus; 3 - calea cortical-nucleara; 4 - secțiunea transversală a mezencefalului; 5 - secțiunea transversală a podului; 6 - secțiunea transversală a medulei oblongate; 7 - intersecția piramidelor; 8 - tractul corticospinal lateral; 9 - secțiune transversală a măduvei spinării; 10 - tractul corticospinal anterior. Săgețile arată direcția de mișcare a impulsurilor nervoase

prin pod în piramida medulei oblongata. La marginea medulei alungite cu măduva spinării, o parte din fibrele tractului corticospinal trece pe partea opusă la limita medulei alungite cu măduva spinării. Fibrele continuă apoi în măduva laterală a măduvei spinării (tractul corticospinal lateral)și se termină treptat în coarnele anterioare ale măduvei spinării cu sinapse pe celulele motorii (neurocite radiculare) ale coarnelor anterioare (al doilea neuron).

Fibrele tractului corticospinal, care nu trec pe partea opusă la limita medulei oblongate cu măduva spinării, coboară în jos ca parte a măduvei anterioare a măduvei spinării, formând tractul corticospinal anterior. Aceste fibre trec segment cu segment spre partea opusă prin comisura albă a măduvei spinării și se termină cu sinapse pe neurocitele motorii (radiculare) ale cornului anterior al părții opuse a măduvei spinării. (al doilea neuroni). Axonii celulelor cornului anterior ies din măduva spinării ca parte a rădăcinilor anterioare și, fiind parte a nervilor spinali, inervează mușchii scheletici. Asa de, toate căile piramidale sunt încrucișate. Prin urmare, cu afectarea unilaterală a măduvei spinării sau a creierului, se dezvoltă paralizia mușchilor părții opuse, care sunt inervați din segmente situate sub zona de leziune.

Căi extrapiramidale au conexiuni cu nucleii trunchiului cerebral si cu cortexul cerebral, care controleaza sistemul extrapiramidal. Influența cortexului cerebral se realizează prin cerebel, nuclei roșii, formațiune reticulară asociată cu talamusul și striatul și prin nucleii vestibulari. Una dintre funcțiile nucleilor roșii este de a menține tonusul muscular, care este necesar pentru a menține involuntar corpul în echilibru. Nucleii roșii, la rândul lor, primesc impulsuri de la cortexul cerebral, de la cerebel. Din nucleul roșu, impulsurile nervoase sunt trimise către nucleii motori ai coarnelor anterioare ale măduvei spinării (nucleul roșu tractul spinal) (Fig. 52).

Nucleul roșu al tractului spinal (tractus rubrospinalis) menține tonul muschii scheleticiși controlează mișcările obișnuite automate. Primii neuroni Această cale se află în nucleul roșu al creierului mediu. Axonii lor trec în partea opusă a mezencefalului (decusația lui Forel), trec prin tegmentul pedunculilor cerebrali,

Orez. 52. Tractul spinal nuclear roșu (diagrama): 1 - secțiune a mezencefalului; 2 - miez roșu; 3 - roșu nucleu-tract spinal; 4 - cortexul cerebelos; 5 - nucleul dintat al cerebelului; 6 - secțiunea medulei oblongate; 7 - secțiunea măduvei spinării. Săgețile indică direcția de mișcare

impulsuri nervoase

pons opercul și medular oblongata. Apoi, axonii urmează ca parte a măduvei laterale a măduvei spinării din partea opusă. Fibrele tractului nucleu-spinal roșu formează sinapse cu neuronii motori ai nucleilor coarnelor anterioare ale măduvei spinării (neuroni secundi). Axonii acestor celule participă la formarea rădăcinilor anterioare ale nervilor spinali.

tractul vestibulospinal (trActus vestibulospinalis, sau mănunchiul lui Leventhal), menține echilibrul corpului și al capului în spațiu, asigură reacții de ajustare a corpului în caz de dezechilibru. Primii neuroni Această cale se află în nucleul lateral (Deiters) și nucleul vestibular inferior al medulei oblongate și al pontului (nervul vestibular). Acești nuclei sunt conectați la cerebel și la fasciculul longitudinal posterior. Axonii neuronilor nucleilor vestibulari trec prin medula oblongata, apoi ca parte a măduvei anterioare a măduvei spinării la limita cu cordonul lateral (pe partea sa). Fibrele acestei căi formează sinapse cu neuronii motori ai nucleilor coarnelor anterioare ale măduvei spinării (al doilea neuroni), ai căror axoni participă la formarea rădăcinilor anterioare (motorii) ale nervilor spinali. Fascicul longitudinal posterior (fasciculus longitudinalis posterior), la rândul său, este asociat cu nucleii nervilor cranieni. Acest lucru asigură menținerea poziției globul ocular cu mişcări ale capului şi gâtului.

Tractul reticulo-spinal (tractus reticulospinalis) menține tonusul mușchilor scheletici, reglează starea măduvei spinării centrii vegetativi. Primii neuroni Această cale se află în formarea reticulară a trunchiului cerebral (nucleul intermediar al lui Cajal, nucleul comisurii epitalamice (posterior) a lui Darkshevich etc.). Axonii neuronilor acestor nuclei trec prin mijlocul creierului, pons și medula oblongata. Axonii neuronilor nucleului intermediar (Cajal) nu se încrucișează; trec ca parte a măduvei anterioare a măduvei spinării pe partea lor. Axonii celulelor nucleului comisurii epitalamice (Darshkevich) trec în partea opusă prin comisura epitalamică (posterior) și fac parte din cordonul anterior al părții opuse. Fibrele formează sinapse cu neuronii motori ai nucleilor coarnelor anterioare ale măduvei spinării (al doilea neuroni).

Tractul tectospinal (tractus tectospinalis) comunica maduva cvadrigeminala cu maduva spinarii, transmite influenta centrilor subcorticali ai vederii si auzului asupra tonusului muschii scheletici, participă la formarea reflexelor de protecție. Primii neuroni se află în nucleele superioare

iar coliculii inferiori ai cvadrigemenului mezencefal. Axonii acestor celule trec prin punte, medula oblongata, și trec în partea opusă sub apeductul cerebral, formând o decusație în formă de fântână sau Meynertian. Apoi, fibrele nervoase trec ca parte a măduvei anterioare a măduvei spinării din partea opusă. Fibrele formează sinapse cu neuronii motori ai nucleilor coarnelor anterioare ale măduvei spinării (al doilea neuroni). Axonii lor participă la formarea rădăcinilor anterioare (motorii) ale nervilor spinali.

Calea cortico-cerebeloasă (tractus corticocerebellaris) controlează funcțiile cerebelului, care este implicat în coordonarea mișcărilor capului, trunchiului și membrelor. Primii neuroni Această cale se află în cortexul lobilor frontal, temporal, parietal și occipital ai creierului. Axonii neuronilor lobului frontal (fibre frontopontine- fascicul lui Arnold) sunt îndreptate în capsula internă și trec prin piciorul său anterior. Axonii neuronilor din lobii temporal, parietal și occipital (fibre parietal-temporale-occipitale-pontine- mănunchi de Turk) trec ca parte a coroanei radiate, apoi prin piciorul posterior al capsulei interne. Toate fibrele trec prin baza pedunculului cerebral în protuberanță, unde se termină în sinapse pe neuronii propriilor nuclei ai pușului de pe partea lor. (al doilea neuroni). Axonii acestor celule trec în partea opusă sub formă de fibre transversale ale punții, apoi, ca parte a pedunculului cerebelos mijlociu, urmează către emisfera cerebeloasă a părții opuse.

Astfel, căile creierului și ale măduvei spinării stabilesc conexiuni între centrii aferenti și eferenti (efectori) și închid arcuri reflexe complexe în corpul uman. Unele căi reflexe sunt închise pe nucleele care se află în trunchiul cerebral și asigură funcții cu o anumită automatitate, fără participarea conștiinței, deși sub controlul emisferelor cerebrale. Alte căi reflexe sunt închise cu participarea funcțiilor cortexului cerebral, părților superioare ale sistemului nervos central și asigură acțiuni voluntare ale organelor aparatului de mișcare.

Pentru a controla activitatea organelor interne, funcțiile motorii, primirea și transmiterea în timp util a impulsurilor simpatice și reflexe, sunt utilizate căile măduvei spinării. Tulburările în transmiterea impulsurilor duc la perturbări grave în funcționarea întregului organism.

Care este funcția de conducere a măduvei spinării?

Termenul „căi conducătoare” se referă la un set de fibre nervoase care transmit semnale către diferiți centri ai materiei cenușii. Căile ascendente și descendente ale măduvei spinării îndeplinesc funcția principală de transmitere a impulsurilor. Se obișnuiește să se distingă trei grupuri de fibre nervoase:

1. Căi asociative.
2. Legături comisurale.
3. Fibrele nervoase de proiecție.

Pe lângă această împărțire, în funcție de funcția principală, se obișnuiește să se distingă:

Căile senzoriale și motorii asigură o conexiune puternică între măduva spinării și creier, organele interne, sistemul muscular și sistemul musculo-scheletic. Datorită transmiterii rapide a impulsurilor, toate mișcările corpului sunt efectuate într-o manieră coordonată, fără efort vizibil din partea persoanei.

Din ce sunt formate măduva spinării?

Principalele căi sunt formate din mănunchiuri de celule - neuroni. Această structură asigură viteza necesară de transmitere a impulsurilor.

Clasificarea căilor depinde de caracteristicile funcționale ale fibrelor nervoase:

• Căile ascendente ale măduvei spinării - citiți și transmiteți semnale: din pielea și mucoasele unei persoane, organele de susținere a vieții. Asigurați funcțiile sistemului musculo-scheletic.
• Căile descendente ale măduvei spinării - transmit impulsuri direct organelor de lucru ale corpului uman - țesuturi musculare, glande etc. Conectat direct la substanța cenușie corticală. Transmiterea impulsurilor are loc prin conexiunea neuronală spinală la organele interne.

Măduva spinării are căi duble direcționale, ceea ce asigură transmiterea rapidă a impulsurilor a informațiilor din organele controlate. Funcția conductivă a măduvei spinării se realizează datorită prezenței transmiterii eficiente a impulsurilor prin țesutul nervos.

În practica medicală și anatomică se obișnuiește folosirea următorilor termeni:

Unde sunt căile cerebrale situate în spate?

Toate țesuturile nervoase sunt situate în substanța cenușie și albă, conectând coarnele coloanei vertebrale și cortexul cerebral.

Caracteristicile morfofuncționale ale căilor descendente ale măduvei spinării limitează direcția impulsurilor într-o singură direcție. Iritația sinapselor are loc de la membrana presinaptică la membrana postsinaptică.

Funcția de conducere a măduvei spinării și a creierului corespunde următoarelor capacități și locație a principalelor căi ascendente și descendente:

• Căile asociative sunt „punți” care leagă zonele dintre cortex și nucleele materiei cenușii. Constă din fibre scurte și lungi. Primele sunt situate într-o jumătate sau lob a emisferelor cerebrale.
  Fibrele lungi sunt capabile să transmită semnale prin 2-3 segmente de substanță cenușie. În măduva spinării, neuronii formează fascicule intersegmentare.
• Fibrele comisurale - formează corpul calos, conectând părțile nou formate ale măduvei spinării și creierului. Se împrăștie într-un mod radiant. Situat în substanța albă a țesutului cerebral.
• Fibre de proiecție - localizarea căilor în măduva spinării permite impulsurilor să ajungă cât mai repede la cortexul cerebral. După natura lor și caracteristicile funcționale, fibrele de proiecție sunt împărțite în ascendente (căi aferente) și descendente.
  Primele sunt împărțite în exteroceptive (viziunea, auzul), proprioceptive ( funcțiile motorii), interoceptive (conexiune cu organele interne). Receptorii sunt localizați între coloana vertebrală și hipotalamus.

Tracturile descendente ale măduvei spinării includ:

Anatomia căilor este destul de complexă pentru o persoană care nu are educatie medicala. Dar transmisia neuronală a impulsurilor este ceea ce face din corpul uman un singur întreg.

Consecințele deteriorării căilor

Pentru a înțelege neurofiziologia căilor senzoriale și motorii, vă ajută să cunoașteți puțin despre anatomia coloanei vertebrale. Măduva spinării are o structură asemănătoare unui cilindru înconjurat de țesut muscular.

În interiorul substanței cenușii există căi care controlează funcționarea organelor interne, precum și funcțiile motorii. Căile asociative sunt responsabile de durere și senzații tactile. Motor – pentru funcțiile reflexe ale corpului.

Ca urmare a leziunilor, malformațiilor sau bolilor măduvei spinării, conductivitatea poate scădea sau opri complet. Acest lucru se întâmplă din cauza morții fibrelor nervoase. O întrerupere completă a conducerii impulsurilor măduvei spinării se caracterizează prin paralizie și lipsa de sensibilitate la nivelul membrelor. Încep defecțiunile în funcționarea organelor interne, pentru care este responsabilă conexiunea neuronală deteriorată. Astfel, atunci când partea inferioară a măduvei spinării este deteriorată, se observă incontinență urinară și defecare spontană.

Activitatea reflexă și de conducere a măduvei spinării este perturbată imediat după debutul modificărilor patologice degenerative. Fibrele nervoase mor și sunt greu de restaurat. Boala progresează rapid și apare tulburări severe de conducere. Din acest motiv, este necesar să începeți tratamentul medicamentos cât mai devreme posibil.

Cum se restabilește permeabilitatea măduvei spinării

Tratamentul nonconductivității este legat în primul rând de necesitatea de a opri moartea fibrelor nervoase, precum și de a elimina cauzele care au devenit catalizatorul modificărilor patologice.

Tratament medicamentos

Constă în prescrierea de medicamente care previn moartea celulelor creierului, precum și aportul suficient de sânge în zona afectată a măduvei spinării. Acest lucru ia în considerare caracteristicile legate de vârstă ale funcției conductoare a măduvei spinării, precum și severitatea leziunii sau a bolii.

Pentru a stimula în continuare celulele nervoase, tratamentul cu impuls electric este utilizat pentru a ajuta la menținerea tonusului muscular.

Interventie chirurgicala

Intervenția chirurgicală pentru restabilirea conductivității măduvei spinării afectează două domenii principale:

• Eliminarea catalizatorilor care cauzează paralizia conexiunilor neuronale.
• Stimularea măduvei spinării pentru a restabili funcțiile pierdute.

Înainte de a prescrie operația, se efectuează o examinare generală a corpului și se determină localizarea proceselor degenerative. Deoarece lista de căi este destul de mare, neurochirurgul caută să restrângă căutarea folosind diagnostic diferentiat. În cazul leziunilor grave, este extrem de important să eliminați rapid cauzele compresiei coloanei vertebrale.

Medicina traditionala pentru tulburari de conducere

Remediile populare pentru tulburările de conducere ale măduvei spinării, dacă sunt utilizate, trebuie utilizate cu precauție extremă, pentru a nu duce la o deteriorare a stării pacientului.

Deosebit de populare sunt:

Este destul de dificil să restabiliți complet conexiunile neuronale după vătămare. Depinde mult de accesul prompt la un centru medical și de asistența calificată din partea unui neurochirurg. Cu cât trece mai mult timp de la început modificări degenerative, cu atât mai puține șanse de a restabili capacitățile funcționale ale măduvei spinării.

Măduva spinării face parte din sistemul nervos central. Este situat în canalul rahidian. Este un tub cu pereți groși, cu un canal îngust în interior, oarecum turtit în direcția anteroposterior. Are destul structura complexași asigură transmiterea impulsurilor nervoase de la creier la structurile periferice ale sistemului nervos și, de asemenea, își desfășoară propria activitate reflexă. Fără funcționarea măduvei spinării, respirația normală, bătăile inimii, digestia, urinarea, activitatea sexuală și orice mișcare la nivelul membrelor sunt imposibile. Din acest articol puteți afla despre structura măduvei spinării și caracteristicile funcționării și fiziologiei acesteia.

Măduva spinării începe să se dezvolte în a 4-a săptămână dezvoltare intrauterina. De obicei, o femeie nici nu bănuiește că va avea un copil. Pe parcursul sarcinii, are loc diferențierea diferitelor elemente, iar unele părți ale măduvei spinării își completează complet formarea după naștere în primii doi ani de viață.

Cum arată măduva spinării la exterior?

Originea măduvei spinării este determinată în mod convențional la nivelul marginii superioare a primei vertebre cervicale și a foramenului magnum al craniului. În această zonă, măduva spinării este ușor reconstruită în creier; nu există o separare clară între ele. În acest punct se încrucișează așa-numitele tracturi piramidale: conductoarele responsabile de mișcările membrelor. Marginea inferioară a măduvei spinării corespunde marginii superioare a vertebrei II lombare. Astfel, lungimea măduvei spinării este mai mică decât lungimea canalului spinal. Această caracteristică a locației măduvei spinării face posibilă efectuarea unei puncție a coloanei vertebrale la nivelul vertebrelor lombare III - IV (este imposibil să deteriorați măduva spinării atunci când punctie lombaraîntre procesele spinoase ale vertebrelor lombare III - IV, deoarece pur și simplu nu este acolo).

Dimensiunile măduvei spinării umane sunt următoarele: lungime aproximativ 40-45 cm, grosime - 1-1,5 cm, greutate - aproximativ 30-35 g.

Măduva spinării este împărțită în mai multe secțiuni în funcție de lungime:

• cervical;
• cufăr;
• lombar;
• sacral;
• coccigiană

În regiunea nivelurilor cervicale și lombo-sacrale, măduva spinării este mai groasă decât în ​​alte părți, deoarece în aceste locuri există grupuri de celule nervoase care asigură mișcarea brațelor și picioarelor.

Ultimele segmente sacrale, împreună cu segmentul coccigian, se numesc măduva spinării conus datorită formei geometrice corespunzătoare. Conul trece în filamentul terminal (final). Firul nu mai are elemente nervoase în compoziția sa, ci numai țesut conjunctiv, și este acoperit de membranele măduvei spinării. Filul terminal este fixat de vertebra coccigiană II.

Toată lungimea măduvei spinării este acoperită cu 3 meninge. Prima membrană (internă) a măduvei spinării se numește moale. Transportă vase arteriale și venoase care asigură alimentarea cu sânge a măduvei spinării. Următoarea coajă (din mijloc) este arahnoida (arahnoida). Între membranele interioare și mijlocii există un spațiu subarahnoidian (subarahnoidian) care conține fluid cerebrospinal(fluid cerebrospinal). La efectuarea unei puncție rahidiană, acul trebuie să intre exact în acest spațiu pentru ca lichidul cefalorahidian să poată fi prelevat pentru analiză. Învelișul extern al măduvei spinării este dur. Dura mater continuă până la foramenele intervertebrale, însoțind rădăcinile nervoase.

În interiorul canalului spinal, măduva spinării este atașată de suprafața vertebrelor prin ligamente.

În mijlocul măduvei spinării pe toată lungimea sa se află un tub îngust, canalul central. De asemenea, conține lichid cefalorahidian.

Din toate părțile, depresiuni - fisuri și șanțuri - ies adânc în măduva spinării. Cele mai mari dintre ele sunt fisurile mediane anterioare și posterioare, care separă cele două jumătăți ale măduvei spinării (stânga și dreapta). Fiecare jumătate are depresiuni suplimentare (caneluri). Șanțurile despart măduva spinării în cordoane. Rezultatul sunt două corzi anterioare, două posterioare și două laterale. Această diviziune anatomică se bazează pe baza functionala– în diferite cordoane există fibre nervoase care poartă diferite informații (despre durere, despre atingere, despre senzații de temperatură, despre mișcări etc.). Vasele de sânge pătrund în șanțuri și crăpături.

Structura segmentară a măduvei spinării - ce este?

Cum este conectată măduva spinării cu organele? În direcția transversală, măduva spinării este împărțită în secțiuni speciale, sau segmente. Din fiecare segment sunt rădăcini, o pereche de anterioare și o pereche de posterioare, care comunică sistemul nervos cu alte organe. Rădăcinile ies din canalul spinal și formează nervi care sunt direcționați către diferite structuri ale corpului. Rădăcinile anterioare transmit informații în primul rând despre mișcări (stimulează contracția musculară), de aceea se numesc rădăcini motorii. Rădăcinile dorsale transportă informații de la receptori către măduva spinării, adică trimit informații despre senzații, motiv pentru care sunt numite sensibile.

Numărul de segmente este același pentru toate persoanele: 8 segmente cervicale, 12 toracice, 5 lombare, 5 sacrale și 1-3 coccigiene (de obicei 1). Rădăcinile din fiecare segment se repezi în foramenul intervertebral. Deoarece lungimea măduvei spinării este mai mică decât lungimea canalului spinal, rădăcinile își schimbă direcția. În regiunea cervicală sunt direcționate orizontal, în regiunea toracică - oblic, în zona lombară și regiunile sacrale- aproape vertical în jos. Datorită diferenței de lungime a măduvei spinării și a coloanei vertebrale, se modifică și distanța de la ieșirea rădăcinilor din măduva spinării la foramenul intervertebral: în regiunea cervicală rădăcinile sunt cele mai scurte, iar în regiunea lombosacrată sunt cea mai lungă. Rădăcinile celor patru segmente lombare inferioare, cinci segmente sacrale și coccigiene formează așa-numita cauda equina. Acesta este situat în canalul spinal sub cea de-a doua vertebră lombară, și nu măduva spinării în sine.

Fiecărui segment al măduvei spinării i se atribuie o zonă de inervație strict definită la periferie. Această zonă include o zonă a pielii, anumiți mușchi, oase și o parte a organelor interne. Aceste zone sunt aproape aceleași pentru toți oamenii. Această caracteristică structurală a măduvei spinării permite diagnosticarea locației proces patologicîn caz de boală. De exemplu, știind că sensibilitatea pielii din zona buricului este reglată de al 10-lea segment toracic, dacă se pierde senzația de atingere a pielii de sub această zonă, putem presupune că procesul patologic din măduva spinării este situat sub nivelul Al 10-lea segment toracic. Acest principiu funcționează doar ținând cont de compararea zonelor de inervație ale tuturor structurilor (piele, mușchi și organe interne).

Dacă tăiați măduva spinării într-o direcție transversală, nu va arăta aceeași culoare. Pe croială se pot observa două culori: gri și alb. Culoarea gri este locația corpurilor celulare ale neuronilor și culoare alba- acestea sunt procesele periferice și centrale ale neuronilor (fibrele nervoase). În total, există peste 13 milioane de celule nervoase în măduva spinării.

Corpurile neuronilor gri sunt aranjate în așa fel încât au o formă bizară de fluture. Acest fluture are convexități clar vizibile - coarnele din față (masive, groase) și coarnele din spate(mult mai subțiri și mai mici). Unele segmente au și coarne laterale. Regiunea coarnelor anterioare conține corpurile neuronilor responsabili de mișcare, în regiune coarne posterioare– neuroni care percep impulsuri senzitive, în coarnele laterale – neuroni ai sistemului nervos autonom. În unele părți ale măduvei spinării, corpurile celulelor nervoase responsabile pentru funcțiile organe individuale. Locațiile acestor neuroni au fost studiate și clar definite. Astfel, în segmentele 8 cervicale și 1 toracice există neuroni responsabili de inervarea pupilei ochiului, în segmentele 3 - 4 cervicale - pentru inervația principalelor muşchiul respirator(diafragma), în segmentele 1 - 5 toracice - pentru reglarea activității cardiace. De ce trebuie să știi asta? Este utilizat în diagnosticul clinic. De exemplu, se știe că coarnele laterale ale segmentelor sacrale 2-5 ale măduvei spinării reglează activitatea organelor pelvine ( Vezica urinarași rect). Dacă există un proces patologic în această zonă (hemoragie, tumoră, distrugere din cauza rănii etc.), o persoană dezvoltă incontinență urinară și fecală.

Procesele corpurilor neuronale formează conexiuni între ele, cu diferite părți ale măduvei spinării și ale creierului și tind în sus și, respectiv, în jos. Aceste fibre nervoase, de culoare albă, alcătuiesc substanța albă secțiune transversală. Ele formează și corzile. În corzi, fibrele sunt distribuite într-un model special. În cordoanele posterioare există conductori de la receptorii mușchilor și articulațiilor (senzație articular-musculară), din piele (recunoașterea unui obiect prin atingere cu ochii închiși, senzație de atingere), adică informația merge în sens ascendent. . În cordoanele laterale trec fibre care transportă informații despre atingere, durere, sensibilitate la temperatură la creier, la cerebel despre poziția corpului în spațiu, tonusul muscular (conductorii ascensionali). În plus, cordoanele laterale conțin și fibre descendente care asigură mișcările corpului programate în creier. În cordoanele anterioare există atât căi descendente (motorie) cât și ascendente (senzație de presiune asupra pielii, atingere).

Fibrele pot fi scurte, caz în care conectează segmentele măduvei spinării între ele și lungi, caz în care comunică cu creierul. În unele locuri, fibrele se pot traversa sau pur și simplu se pot muta în partea opusă. Încrucișarea diferiților conductori are loc la diferite niveluri (de exemplu, fibrele responsabile de senzația de durere și de sensibilitatea la temperatură traversează cu 2-3 segmente deasupra nivelului de intrare în măduva spinării, iar fibrele simțului articular-muscular sunt neîncrucișate până la părțile superioare ale măduvei spinării). Rezultatul este următorul fapt: în jumătatea stângă a măduvei spinării există conductori din părțile drepte ale corpului. Acest lucru nu se aplică tuturor fibrelor nervoase, dar este valabil mai ales pentru procesele senzoriale. Studierea cursului fibrelor nervoase este, de asemenea, necesară pentru a diagnostica localizarea leziunii în boală.

Alimentarea cu sânge a măduvei spinării

Măduva spinării este alimentată de vasele de sânge care provin din arterele vertebrale și din aortă. Segmentele cervicale superioare primesc sânge din sistemul arterelor vertebrale (precum o parte a creierului) prin așa-numitele artere spinale anterioare și posterioare.

De-a lungul întregii măduve spinării, vase suplimentare care transportă sânge din aortă, arterele radiculare, curg în arterele spinale anterioare și posterioare. Acestea din urmă vin și în față și în spate. Numărul de astfel de vase este determinat de caracteristicile individuale. De obicei sunt aproximativ 6-8 artere radiculo-spinale anterioare, acestea au diametrul mai mare (cele mai groase sunt potrivite pentru maririle cervicale si lombare). Artera radicular-spinală inferioară (cea mai mare) se numește artera lui Adamkiewicz. Unii oameni au o arteră radicular-spinală suplimentară care provine din arterele sacrale, artera Deproge-Gotteron. Zona de alimentare cu sânge a arterelor radicular-spinale anterioare ocupă următoarele structuri: coarne anterioare și laterale, baza cornului lateral, departamentele centrale corzi anterioare si laterale.

Arterele radicular-spinale posterioare sunt cu un ordin de mărime mai mari decât cele anterioare - de la 15 la 20. Dar au un diametru mai mic. Zona de alimentare cu sânge a acestora este treimea posterioară a măduvei spinării în secțiune transversală ( cordoane posterioare, partea principală a cornului posterior, parte a funiculilor laterali).

În sistemul arterelor radicular-spinale există anastomoze, adică locuri în care vasele se conectează între ele. Joacă un rol important în alimentația măduvei spinării. Dacă un vas nu mai funcționează (de exemplu, un cheag de sânge a blocat lumenul), atunci sângele curge prin anastomoză, iar neuronii măduvei spinării continuă să își îndeplinească funcțiile.

Venele măduvei spinării însoțesc arterele. Sistemul venos al măduvei spinării are conexiuni extinse cu plexurile venoase vertebrale și venele craniului. Sângele din măduva spinării curge printr-un întreg sistem de vase în vena cavă superioară și inferioară. Acolo unde venele măduvei spinării trec prin dura mater, există valve care împiedică curgerea sângelui în direcția opusă.

Funcțiile măduvei spinării

În esență, măduva spinării are doar două funcții:

• reflex;
• conductor.

Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre ele.

Funcția reflexă a măduvei spinării

Funcția reflexă a măduvei spinării este răspunsul sistemului nervos la iritație. Ai atins ceva fierbinte și ți-ai tras involuntar mâna? Este un reflex. Ți-a intrat ceva în gât și ai început să tusești? Acesta este, de asemenea, un reflex. Multe dintre acțiunile noastre zilnice se bazează tocmai pe reflexe care sunt realizate datorită măduvei spinării.

Deci reflexul este receptivitatea. Cum se reproduce?

Pentru a fi mai clar, să luăm ca exemplu reacția de retragere a mâinii ca răspuns la atingerea unui obiect fierbinte (1). Pielea mâinii conține receptori (2) care percep căldura sau frigul. Când o persoană atinge ceva fierbinte, un impuls (semnal „fierbinte”) călătorește de la receptor de-a lungul fibrei nervoase periferice (3) până la măduva spinării. La foramenul intervertebral există un nod spinal în care se află corpul neuronului (4), de-a lungul fibrei periferice a cărei sosire a impulsului. Mai departe de-a lungul fibrei centrale din corpul neuronului (5), impulsul intră în coarnele posterioare ale măduvei spinării, unde „commută” la un alt neuron (6). Procesele acestui neuron sunt direcționate către coarnele anterioare (7). În coarnele anterioare, impulsul trece la neuronii motori (8), responsabili de munca mușchilor brațului. Procesele neuronilor motori (9) părăsesc măduva spinării, trec prin foramenul intervertebral și, ca parte a nervului, sunt direcționate către mușchii brațului (10). Impulsul „fierbinte” face ca mușchii să se contracte, iar mâna se retrage din obiectul fierbinte. Astfel, s-a format un inel reflex (arc), care a oferit un răspuns la stimul. În acest caz, creierul nu a participat deloc la proces. Bărbatul și-a tras mâna înapoi fără să se gândească la asta.

Fiecare arc reflex are legături obligatorii: o legătură aferentă (un neuron receptor cu procese periferice și centrale), o legătură intercalară (un neuron care conectează legătura aferentă cu un neuron executant) și o legătură eferentă (un neuron care transmite un impuls către cel direct). executor - un organ, un muşchi).

Funcția reflexă a măduvei spinării este construită pe baza unui astfel de arc. Reflexele sunt înnăscute (care pot fi determinate încă de la naștere) și dobândite (formate în timpul vieții în timpul învățării), sunt închise pe diferite niveluri. De exemplu, reflexul genunchiului se închide la nivelul segmentelor 3-4 lombare. Prin verificarea acestuia, medicul se asigură că toate elementele arcului reflex sunt intacte, inclusiv segmentele măduvei spinării.

Este important ca medicul să verifice funcția reflexă a măduvei spinării. Acest lucru se face de fiecare dată examen neurologic. Cel mai adesea, sunt testate reflexele superficiale, care sunt cauzate de atingere, iritația liniei, puncția pielii sau a membranelor mucoase și reflexele profunde, care sunt cauzate de lovitura unui ciocan neurologic. Reflexele de suprafață efectuate de măduva spinării includ reflexe abdominale (iritația accidentală a pielii abdomenului determină în mod normal contracția mușchilor abdominali pe aceeași parte), reflexul plantar (iritația accidentală a pielii marginii exterioare a tălpii în direcția de la călcâi la degetele de la picioare determină în mod normal flexia degetelor de la picioare) . Reflexele profunde includ flexia-cot, carporradial, extensie-cot, genunchi și Ahile.

Funcția de conducere a măduvei spinării

Funcția de conductor a măduvei spinării este de a transmite impulsuri de la periferie (de la piele, mucoase, organe interne) spre centru (creier) și invers. Conductorii măduvei spinării, care alcătuiesc substanța sa albă, transmit informații în sens ascendent și descendent. Un impuls despre o influență externă este trimis la creier și o anumită senzație se formează într-o persoană (de exemplu, mângâiați o pisică și aveți senzația de ceva moale și neted în mână). Acest lucru este imposibil fără măduva spinării. Dovezi în acest sens provin din cazurile de leziuni ale măduvei spinării, în care conexiunile dintre creier și măduva spinării sunt întrerupte (de exemplu, ruptura măduvei spinării). Astfel de oameni își pierd sensibilitatea; atingerea nu le creează senzații.

Creierul primește impulsuri nu numai despre atingere, ci și despre poziția corpului în spațiu, starea de tensiune musculară, durere și așa mai departe.

Impulsurile descendente permit creierului să „ghideze” corpul. Astfel, ceea ce intenționează o persoană se realizează cu ajutorul măduvei spinării. Ai vrut să ajungi din urmă cu autobuzul care pleacă? Planul este realizat imediat - cel muschii potriviti(și nu te gândești ce mușchi trebuie contractați și care să te relaxezi). Acest lucru este realizat de măduva spinării.

Desigur, implementarea actelor motorii sau formarea senzațiilor necesită o activitate complexă și bine coordonată a tuturor structurilor măduvei spinării. De fapt, trebuie să folosiți mii de neuroni pentru a obține rezultate.

Măduva spinării este o structură anatomică foarte importantă. A lui functionare normala asigură toată activitatea vieții umane. Acesta servește ca o legătură intermediară între creier și diverse părți ale corpului, transmițând informații sub formă de impulsuri în ambele direcții. Cunoașterea structurii și funcționării măduvei spinării este necesară pentru diagnosticarea bolilor sistemului nervos.

Video cu tema „Structura și funcțiile măduvei spinării”

Film educațional științific din URSS pe tema „Maduva spinării”

Candidatul de științe medicale Pavel Musienko, Institutul de Fiziologie numit după. I. P. Pavlova RAS (Sankt Petersburg).

Măduva spinării poate fi „învățată” să servească funcții motorii, chiar și atunci când legătura sa cu creierul este întreruptă ca urmare a unei leziuni și, în plus, poate fi forțată să formeze noi conexiuni „ocolind” leziunea. Acest lucru necesită neuroproteze electrochimice, stimulare și antrenament.

Prin introducerea de substanțe chimice, aceștia acționează asupra receptorilor neuronali, provocând anumite efecte de excitare sau inhibare a neuronilor măduvei spinării sub nivelul de afectare.

In caz de paralizie este posibila stimularea cu curent electric a fibrelor senzoriale ale maduvei spinarii si prin intermediul acestora neuronii spinarii (A). Mulțumită stimulare electrică(ES) un animal cu o leziune a măduvei spinării poate merge (B).

Abilitățile motorii în paralizie pot fi antrenate folosind un sistem robotizat special conceput. Robotul, dacă este necesar, sprijină și controlează mișcările animalului în trei direcții (x, y, z) și în jurul axei verticale (φ).

Neuroreabilitarea multisistem (antrenament specific + stimulare electrochimică) restabilește controlul voluntar al mișcărilor datorită formării de noi conexiuni interneuronice în măduva spinării și trunchiul cerebral.

Pentru stimularea electrică a mai multor segmente ale măduvei spinării și stimularea farmacologică multicomponentă a receptorilor neuronali specifici pe rețelele spinale, pot fi create neuroproteze speciale - un set de electrozi și chemotrozi.

Leziunile măduvei spinării sunt rareori însoțite de o întrerupere anatomică completă. Fibrele nervoase care rămân intacte pot promova recuperarea funcțională.

Tabloul neurofiziologic tradițional al controlului motor a atribuit măduvei spinării funcțiile unui canal prin care circulă impulsurile nervoase, conectând creierul cu corpul și controlul reflexului primitiv. Cu toate acestea, datele acumulate de neurofiziologi recent ne obligă să reconsiderăm acest rol modest. Noile tehnologii de cercetare au făcut posibilă descoperirea în măduva spinării a numeroase rețele ale „propriilor” neuroni, specializați în îndeplinirea sarcinilor motorii complexe, precum mersul coordonat, menținerea echilibrului și controlul vitezei și direcției în timpul mișcării.

Ar putea aceste sisteme neuronale ale măduvei spinării să fie folosite pentru a restabili funcția motrică la persoanele paralizate de leziuni ale coloanei vertebrale?

Cu o leziune a măduvei spinării, pacientul își pierde funcțiile motorii, deoarece legătura dintre creier și corp este întreruptă sau complet întreruptă: semnalul nu trece, iar neuronii motori nu sunt activați sub locul leziunii. Da, traumă regiunea cervicală măduva spinării poate duce la paralizia și pierderea funcției brațelor și picioarelor, așa-numita tetraplegie, iar o leziune toracică poate duce la paraplegie, imobilizarea doar a extremităților inferioare: ca și cum unități ale unei anumite armate, funcționale și pregătite pentru luptă în sine, au fost tăiați de la sediu și opriți să primească comenzi.

Dar principalul rău al leziunilor coloanei vertebrale este că orice conexiuni stabile care conectează neuronii în rețele funcționale stabile se degradează dacă nu sunt activate din nou și din nou. Cei care nu au mers pe bicicletă sau nu au cântat de multă vreme la pian sunt familiarizați cu acest fenomen: multe abilități motorii se pierd dacă nu sunt folosite. În mod similar, în absența semnalelor de activare și a antrenamentului, rețelele neuronale specifice mișcării ale măduvei spinării încep să se dezintegreze în timp. Schimbările devin ireversibile: rețeaua „uită cum” să se miște.

Poate fi prevenit acest lucru? Răspunsul dat de neurofiziologia modernă este încurajator.

Neuronii interacționează între ei secvenţial, de-a lungul unui lanț, producând substanțe chimice- mediatori tipuri variate. În același timp, majoritatea neuronilor sunt concentrați în creier, folosind mediatori monoaminergici destul de bine studiati ca „limbaj” semnal: serotonina, norepinefrina, dopamina.

Pe rețelele neuronale chiar și ale unei măduve spinării deteriorate, există receptori care pot percepe acest semnal. Prin urmare, se poate încerca activarea rețelelor spinale cu ajutorul unor medicamente monoaminergice adecvate, introducându-le în țesutul nervos al măduvei spinării din exterior.

Această împrejurare a stat la baza experimentelor privind stimularea chimică.

În 2008, împreună cu un grup de cercetători de la Universitatea din Zurich (Elveția), am încercat să activăm rețelele neuronale spinale responsabile de mișcare prin „plasarea” substanțelor corespunzătoare mediatorilor monoaminergici pe receptorii intacți ai neuronilor spinali. Aceste medicamente trebuiau să servească drept sursă a unui semnal care activa rețelele neuronale ale măduvei spinării și împiedică degradarea acestora. Rezultatul experimentului a fost pozitiv; în plus, combinațiile optime de medicamente monoaminergice s-au dovedit a îmbunătăți funcția de mers și echilibrul. Lucrarea a fost publicată în 2011 în revista Neuroscience.

Măduva spinării se distinge printr-o plasticitate neuronală sistemică ridicată: rețelele sale neuronale sunt capabile să-și „amintească” treptat sarcinile pe care trebuie să le îndeplinească în mod regulat. Expunerea regulată la anumite căi senzoriale și motorii în timpul antrenamentului motor îmbunătățește funcționarea acestor căi neuronale și restabilește capacitatea de a îndeplini funcțiile antrenate.

Dar dacă rețelele neuronale ale măduvei spinării pot fi antrenate, atunci nu este posibil să le „învățați” ceva - de exemplu, folosind stimularea măduvei spinării deteriorate și antrenamentul motor pentru a realiza o astfel de restructurare funcțională a rețelelor sale neuronale care ar controlează-l cu succes mai mare sau mai mic? activitate motorie independent, izolat de „sediul principal” - creierul?

Pentru a răspunde la această întrebare, am încercat să combinăm neurostimularea chimică cu cea electrică. În 2007, experimentele comune ale neurofiziologilor ruși și americani au arătat că, dacă electrozii sunt plasați pe suprafața măduvei spinării unui șobolan, câmpul electric din jurul electrodului activ poate excita structurile conducătoare ale coloanei vertebrale. Deoarece în experiment au fost folosiți curenți foarte mici, țesuturile cele mai excitabile din apropierea electrodului au fost activate mai întâi: fibrele groase conducătoare ale rădăcinilor spinale dorsale, care transmit informații senzoriale de la receptorii țesuturilor membrelor către neuronii coloanei vertebrale. cordon. O astfel de stimulare electrică a făcut posibilă activarea funcțiilor motorii la animalele spinale.

Combinația dintre stimularea electrică, stimularea chimică și antrenamentul motor a dat rezultate excelente. Odată cu o întrerupere completă a conexiunilor dintre măduva spinării și creier, rețelele neuronale ale coloanei vertebrale „adormite” ar putea fi transformate în unele foarte active funcțional. Animalelor paralizate li s-au administrat medicamente neurofarmacologice, măduva spinării lor a fost stimulată în două segmente, iar funcția mersului a fost antrenată continuu. Drept urmare, după câteva săptămâni animalele au prezentat mișcări apropiate de cele normale și au fost capabile să se adapteze la schimbările de viteză și direcție de mișcare.

În primele experimente, cercetătorii au antrenat animale folosind o bandă de alergare și un sistem biomecanic care a ajutat animalul să-și echilibreze corpul, dar nu i-a permis să avanseze. Recent, în 2012, revistele Science and Nature Medicine au publicat rezultatele cercetărilor comune ale Universității din Zurich și ale Institutului de Fiziologie. I.P.Pavlova RAS, în care am aplicat o abordare robotică.

Un robot special oferă șobolanului posibilitatea de a se mișca liber, dacă este necesar susținând și controlând mișcările sale în trei direcții (x, y, z). Mai mult, forța de influență de-a lungul diferitelor axe poate varia în funcție de sarcina experimentală și de abilitățile motorii proprii ale animalului. Instalația robotizată utilizează acționări elastice moi și spirale care elimină influența inerțială a forței asupra unui obiect viu. Acest lucru face posibilă aplicarea instalării în experimente comportamentale. Robotul a fost testat pe un model experimental al unui șobolan paralizat cu afectare a jumătăților opuse ale măduvei spinării la nivelul diferitelor segmente ale coloanei vertebrale. Legătura dintre creier și măduva spinării a fost complet întreruptă, dar mai exista posibilitatea ca noi fibre nervoase să încolțească între stânga și laturile drepte măduva spinării. (Acest model are asemănări cu leziunile măduvei spinării la oameni, care sunt adesea deficiente din punct de vedere anatomic.) Combinația de antrenament într-un sistem robot cu stimularea chimică și electrică multicomponentă a măduvei spinării a permis acestor animale să meargă înainte în linie dreaptă, treci peste obstacole și chiar urcă pe scări. Șobolanii au dezvoltat noi conexiuni interneuronale în zona leziunilor măduvei spinării și au recăpătat controlul voluntar al mișcărilor.

Astfel a luat naștere ideea neuroprotezelor electrochimice pentru implantare în măduva spinării și controlul rețelelor spinale. Prin canale speciale ale implantului se pot administra medicamente care acționează asupra receptorilor corespunzători și imită semnalul nervos modulator întrerupt după leziune. Rețeaua de electrozi stimulează intrările senzoriale ale diferitelor segmente și prin acestea activează populații separate de neuroni pentru a provoca astfel mișcări specifice.

Abordarea clinică standard pentru tratarea pacienților cu leziuni severe ale coloanei vertebrale are ca scop prevenirea leziunilor secundare suplimentare ale sistemului nervos, complicațiile somatice ale paraliziei, oferirea de asistență psihologică pacienților paralizați și instruirea acestora în utilizarea funcțiilor rămase. Terapia restaurativă pentru abilitățile motorii pierdute în leziunile severe ale măduvei spinării este nu numai posibilă, ci și necesară.

Lucrările experimentale asupra unei neuroproteze chimice nu au progresat încă cercetare de laborator pe animale, dar în 2011, respectatul jurnal medical The Lancet a oferit o ilustrare izbitoare a ceea ce poate face terapia cu stimulente la oameni. Jurnalul a publicat rezultatele lucrărilor clinice experimentale folosind stimularea electrică a măduvei spinării. Neurofiziologii și medicii din SUA și Rusia au arătat că antrenamentul regulat al anumitor abilități motorii în combinație cu stimularea epidurală a măduvei spinării a restabilit abilitățile motorii la un pacient cu paraplegie motorie completă, adică pierderea completă a controlului asupra mișcării. Tratamentul a îmbunătățit funcțiile de stare în picioare și de menținere a greutății corporale, elementele activității locomotorii și controlul voluntar parțial al mișcărilor în timpul stimulării.

Ca urmare a antrenamentului și stimulării, a fost posibilă nu numai activarea rețelelor neuronale sub nivelul de deteriorare, ci și, într-o anumită măsură, restabilirea conexiunii dintre creier și centrii motorii spinali - neuroplasticitatea deja menționată a măduvei spinării a făcut posibilă educație noi conexiuni neuronale care „ocolesc” locul leziunii.

Studiile experimentale și clinice arată Eficiență ridicată stimularea și antrenamentul măduvei spinării după leziuni vertebrospinale severe. Deși rezultate de succes ale stimulării măduvei spinării au fost deja obținute la pacienții cu paralizie severă, cea mai mare parte a muncă de cercetare urmeaza. În plus, trebuie dezvoltate implanturi spinale pentru stimularea electrochimică și trebuie găsiți algoritmi optimi pentru utilizarea lor. Cele mai importante laboratoare din lume își concentrează în prezent eforturile pe toate acestea. Sute de proiecte de cercetare independente și interlaboratoare sunt dedicate atingerii acestor obiective. Nu putem decât să sperăm că, ca urmare a eforturilor comune ale centrelor științifice mondiale, standardele clinice general acceptate vor include mai multe metode eficiente tratamentul pacientilor paralizati.