Ryggmärgen: struktur och funktioner, grunderna i fysiologi. Nervförbindelser och signaler. Hur man lär sig om smärttröskel och temperaturskillnad

För att kontrollera hela organismens eller varje enskilt organs arbete krävs motorapparat, vägar. ryggrad. Deras huvudsakliga uppgift är att leverera impulser som skickas av den mänskliga "datorn" till kroppen och lemmarna. Varje misslyckande i processen att skicka eller ta emot impulser av reflex eller sympatisk karaktär är fylld med allvarliga hälsopatologier och all livsaktivitet.

Vilka är vägar i ryggmärgen och hjärnan?

Hjärnans och ryggmärgens vägar fungerar som ett komplex av neurala strukturer. Under arbetets gång skickas impulsimpulser till specifika områden grå materia. I huvudsak är impulser signaler som får kroppen att agera på hjärnans samtal. Flera grupper, olika i enlighet med funktionella egenskaper, representerar ryggmärgens vägar. Dessa inkluderar:

• projicering av nervändar;
• associativa vägar;
• kommissurala förbindande rötter.

Dessutom kräver ryggradsledarnas prestanda valet av följande klassificering, enligt vilken de kan vara:

• motor;
• sensorisk.

Känslig perception och mänsklig motorisk aktivitet

Sensoriska eller sensoriska vägar i ryggmärgen och hjärnan fungerar som ett oumbärligt element för kontakt mellan dessa två mest komplexa system i kroppen. De skickar också ett impulsivt budskap till varje organ, muskelfiber, armar och ben. Den omedelbara sändningen av en impulssignal är ett grundläggande moment i genomförandet av en person av koordinerade koordinerade kroppsrörelser som utförs utan tillämpning av någon medveten ansträngning. De impulser som skickas av hjärnan kan nervfibrerna känna igen genom beröring, känsla av smärta, temperaturregim kropp, muskuloskeletal motilitet.

Ryggmärgens motorvägar förutbestämmer kvaliteten på en persons reflexreaktion. Genom att tillhandahålla sändning av impulssignaler från huvudet till reflexändarna på åsen och muskelapparaten, ger de en person förmågan att självkontrollera motoriska färdigheter - koordination. Dessa vägar är också ansvariga för överföringen av stimulerande impulser till syn- och hörselorganen.

Var finns vägarna?

Bekant med det anatomiska kännetecken av ryggmärgen är det nödvändigt att ta reda på var själva vägarna i ryggmärgen är belägna, eftersom denna term innebär mycket nervmaterial och fibrer. De finns i specifika vitala ämnen: grått och vitt. Genom att koppla ihop ryggradshornen och cortex på vänster och höger hemisfär, ger vägarna genom neurala anslutningar kontakt mellan dessa två avdelningar.

Funktioner hos huvudledare mänskliga organ bestå i genomförandet av de avsedda uppgifterna med hjälp av specifika avdelningar. I synnerhet är ryggmärgens vägar belägna inom de övre kotorna och huvudet, vilket kan beskrivas mer i detalj enligt följande:

1. Associativa kopplingar är ett slags "broar" som förbinder områdena mellan hjärnhalvornas cortex och ryggradssubstansens kärnor. I deras struktur finns det fibrer av olika storlekar. Relativt korta går inte längre än halvklotet eller dess hjärnlob. Längre neuroner överför impulser som färdas en bit till den grå substansen.
2. De kommissurala trakterna är en kropp med en förhårdad struktur och utför uppgiften att förbinda de nybildade sektionerna i huvudet och ryggmärgen. Fibrerna från huvudloben blommar på ett strålliknande sätt, de placeras i den vita ryggradssubstansen.
3. Projektionsnervfibrer är belägna direkt i ryggmärgen. Deras prestanda gör det möjligt för impulser att uppstå i hemisfärerna på kort tid och etablera kommunikation med inre organ. Uppdelningen i ryggmärgens stigande och nedåtgående banor gäller just fibrer av denna typ.

System av stigande och nedåtgående ledare

Ryggmärgens stigande banor fyller det mänskliga behovet av syn, hörsel, motoriska funktioner och deras kontakt med viktiga system organism. Receptorerna för dessa kopplingar är belägna i utrymmet mellan hypotalamus och de första segmenten av ryggraden. Ryggmärgens stigande vägar kan ta emot och skicka ytterligare impulser som kommer från ytan. övre skikten epidermis och slemhinnor, livsuppehållande organ.

I sin tur inkluderar de nedåtgående banorna i ryggmärgen följande element i deras system:

• Neuronen är pyramidformad (har sitt ursprung i hjärnhalvornas cortex, rusar sedan ner och går förbi hjärnstammen; var och en av dess buntar ligger på ryggradshornen).
• Neuronen är central (den är motorisk, förbinder de främre hornen och hjärnhalvornas cortex med reflexrötterna; tillsammans med axonerna kommer elementen i det perifera nervsystemet också in i kedjan).
• Spinocerebellära fibrer (ledare i de nedre extremiteterna och ryggraden, inklusive kilformade och tunna ligament).

Det är ganska svårt för en vanlig person som inte är specialiserad inom området neurokirurgi att förstå systemet som representeras av ryggmärgens komplexa vägar. Anatomin på denna avdelning är verkligen en intrikat struktur som består av neurala impulsöverföringar. Men det är tack vare henne som människokroppen existerar som en helhet. På grund av den dubbla riktningen i vilken ryggmärgens ledningsbanor verkar, säkerställs omedelbar överföring av impulser, som bär information från de kontrollerade organen.

Djupa sensoriska ledare

Strukturen av nervtrådarna, som verkar i en uppåtgående riktning, är multikomponent. Dessa banor i ryggmärgen bildas av flera element:

• Burdachs bunt och Gaulls bunt (de är banor av djup känslighet som ligger på baksidan av ryggraden);
• spinothalamic bunt (placerad på sidan av ryggraden);
• Govers' bunt och Flexig's bunt (hjärnhjärnans vägar placerade på sidorna av kolonnen).

Inuti de intervertebrala noderna finns en djup grad av känslighet. Processerna lokaliserade i de perifera områdena slutar i de mest lämpliga muskelvävnaderna, senor, ben- och broskfibrer och deras receptorer.

I sin tur håller de centrala processerna i cellerna, som ligger bakom, riktningen mot ryggmärgen. Genom att leda djup känslighet går de bakre nervrötterna inte djupt in i den grå substansen, utan bildar endast de bakre ryggraderna.

Där sådana fibrer kommer in i ryggmärgen delas de upp i korta och långa. Vidare skickas ryggmärgens och hjärnans vägar till hemisfärerna, där deras kardinal omfördelning äger rum. Deras huvuddel förblir i zonerna i den främre och bakre centrala gyrien, såväl som i kronans region.

Det följer att dessa vägar leder känslighet, tack vare vilken en person kan känna hur hans kropp fungerar. muskel-artikulär apparat känna någon vibrationsrörelse eller taktil beröring. Gaulles bunt, som ligger precis i mitten av ryggmärgen, fördelar känseln från den nedre bålen. Burdachs bunt ligger ovanför och fungerar som en ledare för känsligheten hos de övre extremiteterna och motsvarande del av stammen.

Hur tar man reda på graden av sensorisk?

För att bestämma graden av djup känslighet kan du använda några enkla tester. För deras genomförande är patientens ögon stängda. Dess uppgift är att bestämma den specifika riktning i vilken läkaren eller forskaren gör rörelser av passiv karaktär i lederna i fingrar, händer eller fötter. Det är också önskvärt att i detalj beskriva kroppens ställning eller den position som dess lemmar har intagit.

Med hjälp av en stämgaffel för vibrationskänslighet är det möjligt att undersöka ryggmärgens vägar. Funktionerna hos denna enhet hjälper till att exakt bestämma den tid under vilken patienten tydligt känner vibrationen. För att göra detta, ta enheten och klicka på den för att göra ett ljud. Vid denna tidpunkt är det nödvändigt att sätta på något benigt utsprång på kroppen. I det fall då denna känslighet faller ut tidigare än i andra fall kan man anta att de bakre pelarna är påverkade.

Testet för känslan av lokalisering innebär att patienten, genom att sluta ögonen, exakt pekar på platsen där forskaren rörde vid honom några sekunder innan. En tillfredsställande indikator anses vara om patienten gjorde ett fel inom en centimeter.

Sensorisk känslighet i huden

Strukturen av ryggmärgens vägar gör att du kan bestämma graden av hudkänslighet på perifer nivå. Faktum är att protoneuronens nervprocesser är involverade i hudreceptorer. Processerna som ligger i centrum som en del av de bakre processerna rusar direkt till ryggmärgen, vilket resulterar i att Lisauer-zonen bildas där.

Precis som vägen för djup känslighet består huden av flera successivt kombinerade nervceller. Jämfört med spinotalamusknippet nervfibrer informationsimpulser som överförs från de nedre extremiteterna eller den nedre delen av stammen är något högre och i mitten.

Hudens känslighet varierar beroende på kriterier baserat på det irriterande ämnets natur. Hon händer:

• temperatur;
• termisk;
• smärtsam;
• taktil.

I det här fallet överförs den sista typen av hudkänslighet som regel av ledare med djup känslighet.

Hur får man reda på smärttröskel och temperaturskillnad?

För att bestämma nivån av smärta använder läkare injektionsmetoden. På de mest oväntade platserna för patienten tillför läkaren flera lätta injektioner med en stift. Patientens ögon bör vara stängda, eftersom. han får inte se vad som händer.

Temperaturkänslighetströskeln är lätt att bestämma. På normalt tillstånd en person upplever olika förnimmelser vid temperaturer, vars skillnad var cirka 1-2 °. För att upptäcka en patologisk defekt i form av en kränkning av hudkänslighet använder läkare en speciell apparat - en termoestesiometer. Om inte kan du testa för varmt och varmt vatten.

Patologier associerade med nedsatt ledningsvägar

I den stigande riktningen bildas ryggmärgens banor i en position på grund av vilken en person kan känna taktil beröring. För studien är det nödvändigt att ta något mjukt, skonsamt och på ett rytmiskt sätt genomföra en subtil undersökning för att identifiera graden av känslighet, samt kontrollera reaktionen av hår, borst, etc.

Störningar orsakade av hudkänslighet idag anses vara följande:

1. Anestesi är en fullständig förlust av känsel i huden på ett specifikt ytligt område av kroppen. Vid brott mot smärtkänslighet uppstår analgesi, vid temperatur - termanestesi.
2. Hyperestesi är motsatsen till anestesi, ett fenomen som uppstår när tröskeln för excitation minskar, och när den ökar uppträder hypalgesi.
3. Missuppfattning irriterande faktorer(patienten blandar till exempel ihop kallt och varmt) kallas dysestesi.
4. Parestesi är en kränkning, vars manifestationer kan vara en enorm variation, allt från krypande gåshud, en känsla av elektrisk stöt och dess passage genom hela kroppen.
5. Hyperpati är den mest uttalade. Det kännetecknas också av skador på thalamus, en ökning av tröskeln för excitabilitet, oförmågan att lokalt bestämma stimulansen, en allvarlig psyko-emotionell färgning av allt som händer och en för skarp motorisk reaktion.

Funktioner i strukturen hos fallande ledare

De nedåtgående banorna i hjärnan och ryggmärgen inkluderar flera ligament, inklusive:

• pyramidal;
• rubro-spinal;
• vestibulo-spinal;
• reticulo-spinal;
• tillbaka längsgående.

Alla ovanstående element är motoriska banor i ryggmärgen, som är komponenter i nervkorden i riktning nedåt.

Den så kallade börjar från de största cellerna med samma namn som ligger i det övre lagret av hjärnhalvan, främst i zonen av den centrala gyrusen. Här är vägen för den främre bergbanan i ryggmärgen - den här viktigt element systemet är riktat nedåt och passerar genom flera sektioner av den bakre femoralkapseln. Vid skärningspunkten mellan medulla oblongata och ryggmärgen kan en ofullständig decussation hittas som bildar en rak pyramidformad bunt.

I mellanhjärnans tegmentum finns en ledande rubrospinalkanal. Det börjar från de röda kärnorna. När de lämnar korsar dess fibrer och passerar in i ryggmärgen genom varoli och medulla oblongata. Rubro-spinal väg låter dig leda impulser från cerebellum och subkortikala noder.

Ryggmärgens banor börjar i Deiters kärna. Belägen i hjärnstammen fortsätter den vestibulospinala banan i ryggmärgen och slutar i dess främre horn. Passagen av impulser från den vestibulära apparaten till det perifera systemet beror på denna ledare.

I cellerna i den retikulära bildningen av bakhjärnan börjar den retikulospinala banan, som är spridd i separata buntar i ryggmärgens vita substans, främst från sidan och framifrån. I själva verket är detta det huvudsakliga kopplingselementet mellan reflexhjärncentret och muskuloskeletala systemet.

Det bakre längsgående ligamentet är också involverat i att ansluta motoriska strukturer till hjärnstammen. Arbetet med de oculomotoriska kärnorna och den vestibulära apparaten som helhet beror på det. Den bakre längsgående bunten är belägen i halsryggraden.

Konsekvenser av sjukdomar i ryggmärgen

Således är ryggmärgens banor viktiga förbindande element som ger en person förmågan att röra sig och känna. Neurofysiologin hos dessa vägar är förknippad med ryggradens strukturella egenskaper. Det är känt att strukturen av ryggmärgen omgiven av muskelfibrer, har en cylindrisk form. Inom substanserna i ryggmärgen styr associativa och motoriska reflexbanor funktionaliteten hos alla kroppssystem.

Vid sjukdom i ryggmärgen, mekanisk skada eller missbildningar kan ledningsförmågan mellan de två huvudcentran minska avsevärt. Brott mot vägarna hotar en person med ett fullständigt upphörande av motorisk aktivitet och förlust av sensorisk uppfattning.

Den främsta orsaken till bristen på impulsledning är döden av nervändar. Den svåraste graden av ledningsstörning mellan hjärna och ryggmärg är förlamning och bristande känsel i armar och ben. Då kan det uppstå prestationsproblem. inre organ associerad med den hjärnskadade neuronala bunten. Till exempel leder störningar i den nedre delen av ryggmärgen till okontrollerade urin- och avföringsprocesser.

Behandlas sjukdomar i ryggmärgen och vägar?

Endast de uppenbara degenerativa förändringarna återspeglas nästan omedelbart i ryggmärgens ledande aktivitet. Hämning av reflexer leder till uttalade patologiska förändringar på grund av döden av neuronala fibrer. Det är omöjligt att helt återställa de störda ledningsområdena. Sjukdomen kommer snabbt och fortskrider blixtsnabbt, så grova ledningsstörningar kan endast undvikas om medicinsk behandling påbörjas i tid. Ju tidigare detta görs, desto mer sannolikt kommer det att upphöra med den patologiska utvecklingen.

Impedansen i de passerande kanalerna i ryggmärgen måste behandlas, prioritet vilket kommer att stoppa processerna för död av nervändar. Detta kan endast uppnås om de faktorer som påverkade uppkomsten av sjukdomen undertrycks. Först efter det är det möjligt att starta terapi för att återställa känslighet och motoriska funktioner så mycket som möjligt.

Läkemedelsbehandling syftar till att stoppa processen att dö av hjärnceller. Deras uppgift är också att återställa den störda blodtillförseln till det skadade området av ryggmärgen. Under behandlingsförloppet tar läkare hänsyn till åldersegenskaper, arten och svårighetsgraden av skador och sjukdomens progression. I pathway-terapi är det viktigt att upprätthålla konstant stimulering av nervfibrer med elektriska impulser. Detta kommer att bidra till att upprätthålla tillfredsställande muskeltonus.

Kirurgisk intervention utförs för att återställa ryggmärgens konduktivitet, därför utförs den i två riktningar:

1. Undertryckande av orsakerna till aktivitetsförlamning neurala förbindelser.
2. Stimulering av ryggmärgen för att snabbt förvärva förlorade funktioner.

Operationen bör föregås av en fullständig läkarundersökning av hela kroppen. Detta gör det möjligt att bestämma lokaliseringen av processerna för degenerering av nervfibrer. Vid svåra ryggradsskador måste orsakerna till kompression först elimineras.

HJÄRNANS OCH RYGGMÄRGS GÅNGAR SÄKER I HJÄRNAN OCH RYGGMÄRGEN

HJÄRNAN OCH RYGGMÄRGS GÅR

Konduktiva vägar kallas buntar av funktionellt homogena nervfibrer som förbinder olika centra i centrala nervsystemet, upptar en viss plats i hjärnans och ryggmärgens vita substans och leder identiska impulser.

Impulser som uppstår när de utsätts för receptorer överförs genom neuronernas processer till deras kroppar. På grund av många synapser kommer neuroner i kontakt med varandra och bildar kedjor längs vilka nervimpulser bara fortplantar sig i en viss riktning - från receptorneuroner via interkalära neuroner till effektorneuroner. Detta beror på de morfofunktionella egenskaperna hos synapser som leder excitation (nervimpulser) i endast en riktning - från det presynaptiska membranet till det postsynaptiska.

I en kedja av neuroner fortplantar impulsen sig centripetalt- från ursprungsplatsen i huden, slemhinnor, rörelseorgan, kärl till ryggmärgen eller hjärnan. I andra kretsar av neuroner leds impulsen centrifugalt från hjärnan till periferin till de arbetande organen - muskler och körtlar. Neuronernas processer skickas från ryggmärgen till olika strukturer i hjärnan och från dem i motsatt riktning.

Ris. 44. Placering av buntar av associativa fibrer av den vita substansen i högra hjärnhalvan, mediala ytan (schema): 1 - cingulate gyrus; 2 - övre längsgående stråle; 3 - bågformade fibrer i den stora hjärnan; 4 - nedre längsgående balk

riktning - till ryggmärgen och bildar buntar ansluter nervcentra. Dessa buntar utgör vägarna.

Tre grupper av nervfibrer (ledande banor) urskiljs i ryggmärgen och hjärnan: associativa, kommissurala och projektion.

Associativa nervfibrer(kort och lång) förbinder grupper av neuroner (nervcentra) som finns i ena hjärnhalvan (fig. 44). Korta (intralobar) associationsvägar koppla samman närliggande områden av grå substans och är som regel belägna inom samma hjärnlob. Bland dem finns bågformade fibrer i storhjärnan (fibrae arcuatae), som böjer sig på ett bågformigt sätt och förbinder den grå substansen i intilliggande gyri utan att gå utanför cortex (intrakortikal) eller passerar genom den vita substansen på halvklotet (extrakortikal). Lång (interlobar) associativa buntar förbinder områden av grå substans belägna på avsevärt avstånd från varandra, vanligtvis i olika lober. Dessa inkluderar superior longitudinalis superior (fasciculus longitudinalis superior), passerar i de övre skikten av den vita substansen i halvklotet och förbinder cortex av frontalloben med parietal och occipital;

nedre längsgående bunt (fasciculus longitudinalis inferior), ligger i de nedre lagren av den vita substansen på halvklotet och förbinder den grå substansen i tinningloben med nackknölen, och krokformad bunt (fasciculus uncipatus), förbinder cortex i området för frontalpolen med den främre delen av tinningloben. Fibrerna i den osinata bunten kröker sig på ett bågformigt sätt runt holmen.

I ryggmärgen förbinder associationsfibrer neuroner som finns i olika segment med varandra och bildas egna buntar av ryggmärgen(intersegmentella buntar), som är belägna nära den grå substansen. Korta buntar kastas över 2-3 segment, långa buntar förbinder segment av ryggmärgen som är långt ifrån varandra.

Commissural (commissural) nervfibrer förbinda samma centra (grå materia) av högra och vänstra hemisfären i den stora hjärnan, bildande corpus callosum, commissuren av fornix och den främre commissuren (fig. 45). Corpus callosum förbinder de nya sektionerna av hjärnbarken i höger och vänster hemisfär. I varje halvklot divergerar fibrerna solfjäderformade och bildas utstrålning av corpus callosum (radiatio corporis callori). De främre buntarna av fibrer, som passerar i knäet och näbben på corpus callosum, förbinder cortex i de främre sektionerna av frontalloberna och bildar frontal pincett (tång frontalis). Dessa fibrer täcker så att säga den främre delen av hjärnans längsgående spricka på båda sidor. Cortex av occipital och bakre sektioner av parietalloberna i den stora hjärnan är ansluten av buntar av fibrer som passerar i åsen av corpus callosum. De bildar den sk nacktång(tång occipitalis). Böjda bakåt täcker buntarna av dessa fibrer, så att säga bakavdelningar longitudinell spricka i hjärnan. Fibrer som passerar i de centrala delarna av corpus callosum förbinder cortex i centrala gyrus, parietal- och temporalloberna i hjärnhalvorna.

I främre kommissur fibrer passerar som förbinder sektionerna av cortex av tinningloberna i båda hemisfärerna, tillhörande lukthjärnan. fibrer vidhäftningar av fornix koppla ihop den grå substansen i hippocampus och temporalloberna på båda hemisfärerna.

Projicering av nervfibrer(ledningsbanor) är indelade i stigande Och nedåtgående. Stigande förbinder ryggmärgen med hjärnan, såväl som kärnorna i hjärnstammen med basalkärnorna och hjärnhalvornas cortex. De fallande går i motsatt riktning (tabell 1).

Ris. 45. Commissural fibrer (strålning) av corpus callosum, ryggvy. De övre sektionerna av frontal-, parietal- och occipitalloberna i den stora hjärnan tas bort: 1 - frontal pincett (stor pincett); 2 - corpus callosum; 3 - medial längsgående remsa; 4 - lateral längsgående remsa; 5 - occipital pincett

(liten tång)

Stigande projektionsvägarär afferenta, känsliga. Genom dem kommer nervimpulser som uppstår som ett resultat av exponering för kroppen av olika faktorer till hjärnbarken. yttre miljön, inklusive impulser som kommer från sinnesorganen, muskuloskeletala systemet, inre organ och blodkärl. Beroende på detta delas de stigande projektionsvägarna in i tre grupper: exteroceptiva, proprioceptiva och interoceptiva vägar.

exteroceptiva vägar bär impulser från huden (smärta, temperatur, känsel och tryck), från sinnena (syn, hörsel, smak, lukt). Ledningsväg för smärta och temperaturkänslighet (lateral spinothalamicusbana, tractus spinothalamicus lateralis) består av tre neuroner (fig. 46). Receptorerna för de första (känsliga) neuronerna som uppfattar dessa stimuli finns i huden och slemhinnorna, och cellkropparna ligger i ryggmärgsnoderna. De centrala processerna i sammansättningen av den bakre roten skickas till det bakre hornet på ryggmärgen och slutar i synapser på cellerna i de andra neuronerna. Alla axoner i de andra neuronerna, vars kroppar ligger i det bakre hornet, passerar genom den främre grå kommissuren till den motsatta sidan av ryggmärgen, går in i den laterala funiculus, ingår i den laterala spinothalamiska vägen, som stiger upp till medulla oblongata ( bakom olivens kärna), passerar i däckbryggan och i däcket i mellanhjärnan, passerar vid den yttre kanten av den mediala slingan. Axoner avslutas och bildar synapser på celler belägna i den posterolaterala kärnan i thalamus (den tredje neuronen). Axonerna i dessa celler passerar genom det bakre benet av den inre kapseln och som en del av solfjäderformade divergerande buntar av fibrer som bildar l ren krona (corona radiata), skickas till neuronerna i den inre granulära plattan i cortex (lager IV) av den postcentrala gyrusen, där den kortikala änden av den allmänna känslighetsanalysatorn är belägen. Fibrerna i den tredje neuronen i den känsliga (stigande) vägen som förbinder thalamus med cortexformen thalamokortikala buntar (fasciculi thalamocorticales)- thalamoparietalfibrer (fibrae thalamoparietales). Den laterala spinothalamiska banan är en helt korsad väg (alla fibrer i den andra neuronen passerar till motsatt sida), därför, om ena halvan av ryggmärgen är skadad, försvinner smärta och temperaturkänslighet på den motsatta sidan av skadan helt.

Den ledande banan för beröring och tryck (främre spinothalamicusbanan, tractus spinothalamicus anterior) bär impulser från huden där de ligger

Tabell 1. Hjärnans och ryggmärgens vägar

Fortsättning av tabell 1.

Tabell 1 fortsatte

Slutet av tabell 1.

Ris. 46. Vägar för smärta och temperaturkänslighet,

beröring och tryck (översikt): 1- lateral spinothalamisk väg; 2 - främre spinotalamusväg; 3 - thalamus; 4 - mediall loop; 5 - tvärsnitt av mellanhjärnan; 6 - tvärsnitt av bron; 7 - tvärsnitt av medulla oblongata; 8 - spinal nod; 9 - tvärsnitt av ryggmärgen. Pilar visar rörelseriktningen för nervimpulser

receptorer, till cellerna i cortex i den postcentrala gyrusen. De första neuronernas kroppar (pseudo-unipolära celler) ligger i ryggradsnoderna. De centrala processerna i dessa celler som en del av de bakre rötterna spinal nerver skickas till ryggmärgens rygghorn. Axonerna hos nervcellerna i ryggmärgsnoderna bildar synapser med nervcellerna i ryggmärgens bakre horn (andra neuroner). De flesta av axonerna i den andra neuronen passerar också till den motsatta sidan av ryggmärgen genom den främre kommissuren, går in i den främre bergbanan och följer i dess sammansättning upp till thalamus. En del av fibrerna i den andra neuronen går i den bakre funiculus i ryggmärgen och i medulla oblongata förenas med fibrerna i den mediala slingan. Axonerna i den andra neuronen bildar synapser med neuronerna i den posterolaterala kärnan i thalamus (den tredje neuronen). Processerna för cellerna i den tredje neuronen passerar genom det bakre benet av den inre kapseln, sedan, som en del av den strålande kronan, skickas de till neuronerna i IV-lagret i cortex av den postcentrala gyrusen (inre granulär platta) . Inte alla fibrer som bär impulser av beröring och tryck passerar till motsatt sida i ryggmärgen. En del av fibrerna i vägen för beröring och tryck går som en del av den bakre katjonen av ryggmärgen (dess sida) tillsammans med axonerna för vägen för den proprioceptiva känsligheten i den kortikala riktningen. I detta avseende, när ena halvan av ryggmärgen är påverkad, försvinner inte hudkänslan av känsel och tryck på den motsatta sidan helt, eftersom smärtkänslighet, men bara minskar. Denna övergång till motsatt sida utförs delvis i medulla oblongata.

proprioceptiva vägar leda impulser från muskler, senor, ledkapslar, ligament. De bär information om kroppsdelars position i rymden, volymen av rörelser. Proprioceptiv känslighet tillåter en person att analysera sina egna komplexa rörelser och utföra sin målmedvetna korrigering. Proprioceptiva vägar i den kortikala riktningen och proprioceptiva vägar i den cerebellära riktningen särskiljs. Kortikal väg för proprioceptiv känslighet bär impulser av muskel-artikulär känsla till cortex i hjärnans postcentrala gyrus (fig. 47). Receptorer för de första neuronerna som finns i muskler, senor, ledkapslar, ligament, uppfattar signaler om tillståndet i rörelseapparaten som helhet, muskeltonus, graden av sträckning av senor och skickar dessa signaler längs spinalnerverna till kroppar av de första neuronerna i denna väg, som ligger i ryggmärgen noder. kropp

Ris. 47. Väg för proprioceptiv känsla

kortikal riktning (schema): 1 - spinal nod; 2 - tvärsnitt av ryggmärgen;

3 - bakre funiculus i ryggmärgen;

4 - främre yttre bågformade fibrer; 5 - mediall loop; 6 - thalamus; 7 - tvärsnitt av mellanhjärnan; 8 - tvärsnitt av bron; 9 - tvärsnitt av medulla oblongata; 10 - bakre yttre bågformade fibrer. Pilarna visar rörelseriktningen

nervimpulser

den första neuronen i denna väg ligger också i ryggradsnoderna. Axonerna för de första neuronerna i den bakre roten, utan att komma in i det bakre hornet, går till den bakre funiculus, där de bildas tunn Och kilformade buntar.

Axoner som bär proprioceptiva impulser kommer in i den bakre funiculus, med början från de nedre segmenten av ryggmärgen. Varje nästa stråle axoner gränsar från den laterala sidan till de redan existerande buntarna. Således är de yttre sektionerna av den bakre sladden (kilformade bunt, Burdachs bunt) upptagna av axoner av celler som utför proprioceptiv innervering i de övre bröstkorgen, cervikala sektionerna av kroppen och de övre extremiteterna. Axoner som ockuperar den inre delen av bakre sladden (tunt knippe, Gaulles knippe) leder proprioceptiva impulser från de nedre extremiteterna och den nedre halvan av stammen.

Fibrerna i de tunna och kilformade buntarna går upp till medulla oblongata till de tunna och kilformade kärnorna, där de slutar i synapser på de andra neuronernas kroppar. Axonerna i de andra neuronerna som kommer ut från dessa kärnor böjer sig bågformigt framåt och medialt, och i nivå med den nedre vinkeln av den romboida fossa passerar till motsatt sida i det interstitella lagret av medulla oblongata, och bildar decussation av mediala loopen (decussatio lemniscorum medialium). Detta inre bågformade fibrer (fibrae arcuatae internae), vilken form initiala avdelningar mediall loop. Sedan passerar mediaslingans fibrer uppåt genom tegmentum av pons och tegmentum i mellanhjärnan, där de är belägna dorsal-lateralt till den röda kärnan. Dessa fibrer slutar i den dorsala laterala kärnan i thalamus med synapser på kropparna av tredje nervceller. Talamuscellernas axoner riktas genom den bakre pedikeln av den inre kapseln som en del av den strålande kronan i cortex av den postcentrala gyrusen där de bildar synapser med neuroner i cortex IV-skikt (inre granulär platta).

En annan del av fibrerna i de andra neuronerna (bakre yttre bågformade fibrer, efibrae arcueatae exteernae posteriores) när den lämnar de tunna och kilformade kärnorna, går den till den nedre cerebellära skaftet på sin sida och slutar med synapser i maskens cortex. Den tredje delen av de andra neuronernas axoner (främre yttre bågformade fibrer, fibrae arcudtae extdrnae anterieores) passerar till den motsatta sidan och även genom den nedre cerebellarskaftet på den motsatta sidan går till maskens cortex. Proprioceptiva impulser längs dessa fibrer går till lillhjärnan för att korrigera undermedvetna rörelser i muskuloskeletala systemet.

Så, proprioceptiva vägen den kortikala riktningen korsas också. Axonerna i den andra neuronen passerar till den motsatta sidan inte i ryggmärgen, utan i medulla oblongata. När skadad

av ryggmärgen på sidan av förekomsten av proprioceptiva impulser (vid hjärnstamskada - på motsatt sida), idén om tillståndet i muskuloskeletala systemet, positionen för kroppsdelar i rymden går förlorad, och koordination av rörelser störs.

Det finns proprioceptiva vägar i lillhjärnans riktning - främre Och bakre ryggraden, som för information om tillståndet i muskuloskeletala systemet och motoriska centra i ryggmärgen till lillhjärnan.

Bakre ryggraden(Flexig bunt) (tractus spinocerebellaris posterior)(Fig. 48) för impulser från receptorer som finns i muskler, senor, ledkapslar, ligament till lillhjärnan. kropp första neuronerna(pseudo-unipolära celler) är belägna i ryggradsnoderna. Dessa cellers centrala processer, som en del av ryggmärgsnervernas bakre rötter, skickas till ryggmärgens bakre horn, där de bildar synapser med nervcellerna i bröstkorgskärnan (Clarks kolumn), som ligger i den mediala del av basen av det bakre hornet. (andra neuroner). Axonerna i de andra neuronerna passerar på baksidan av laterala

Ris. 48. Posterior spinocerebellar väg:

1 - tvärsnitt av ryggmärgen; 2 - tvärsnitt av medulla oblongata; 3 - cerebellar cortex; 4 - dentat kärna; 5 - sfärisk kärna; 6 - synaps i cortex av cerebellar vermis; 7 - nedre cerebellar peduncle; 8 - dorsala (bakre) ryggradskanalen; 9 - spinal nod

funiculus i ryggmärgen på sin sida, stiger upp och går genom den nedre cerebellarskaftet till lillhjärnan, där de bildar synapser med cellerna i cortex av cerebellar vermis (bakre-nedre sektioner).

Anterior spinocerebellar pathway (Govers bunt) (tractus spinocerebellaris anterior)(Fig. 49) bär också impulser från receptorer som finns i muskler, senor, ledkapslar till lillhjärnan. Dessa impulser längs fibrerna i ryggradsnerverna, som är perifera processer av pseudo-unipolära celler i ryggmärgsnoderna (första neuronerna), skickas till det bakre hornet, där de bildar synapser med neuroner av den centrala mellanliggande (grå) substansen i ryggmärgen (andra neuroner). Axonerna av dessa fibrer passerar genom den främre grå kommissuren till den motsatta sidan in i den främre delen av ryggmärgens laterala funiculus och stiger uppåt. På nivån av näset i den romboida hjärnan bildar dessa fibrer en andra decussion, återvänder till sin sida och går genom den övre cerebellära pelaren in i lillhjärnan till cellerna i maskens främre-superior cortex

Ris. 49. Främre spinal cerebellar väg: 1 - tvärsnitt av ryggmärgen; 2 - främre ryggraden; 3 - tvärsnitt av medulla oblongata; 4 - synaps i cortex av cerebellar vermis; 5 - sfärisk kärna; 6 - cerebellar cortex; 7 - dentat kärna; 8 - spinal nod

lilla hjärnan. Således återvänder den främre ryggmärgskanalen, komplex och dubbelt korsad, till samma sida som de proprioceptiva impulserna uppstod på. Proprioceptiva impulser som har kommit in i maskens cortex längs med de proprioceptiva kanalerna i cerebellärhjärnan överförs till de röda kärnorna och genom dentata kärnan till hjärnbarken (in i den postcentrala gyrusen) längs lillhjärnan-thalamus och cerebellar-tegmentala kanalerna (fig. 50).

Det är möjligt att spåra fibersystemen längs vilka impulsen från maskens cortex når den röda kärnan, lillhjärnhalvan och till och med de överliggande delarna av hjärnan - hjärnhalvornas cortex. Från maskens cortex, genom de korkiga och sfäriska kärnorna, riktas impulsen genom den överlägsna cerebellära pedunkeln till den röda kärnan på motsatt sida (cerebellar-tegmental väg). Maskens cortex är förbunden med associativa fibrer med cortex i cerebellar hemisfären, varifrån impulser kommer in i cerebellums dentatkärna.

Med utvecklingen av högre känslighetscentra och frivilliga rörelser i hjärnhalvornas cortex uppstod även förbindelser mellan lillhjärnan och cortex, genom thalamus. Sålunda, från dentatkärnan, går dess cellers axoner genom den överlägsna cerebellära skaftet ut i tegmentum pons, passerar till den motsatta sidan och går till thalamus. Byte i thalamus till nästa neuron, impulsen följer i hjärnbarken, i den postcentrala gyrusen.

Interoceptiva vägar leda impulser från inre organ, kärl, kroppsvävnader. Deras mekano-, baro-, kemoreceptorer uppfattar information om tillståndet för homeostas (intensitet metaboliska processer, kemisk sammansättning vävnadsvätska och blod, kärltryck, etc.).

Impulser kommer in i hjärnhalvornas cortex längs direkt stigande sensoriska vägar och från subkortikala centra.

Från hjärnhalvornas cortex och subkortikala centra (från hjärnstammens kärnor) utgår nedåtgående banor som styr kroppens motoriska funktioner (frivilliga rörelser).

Nedåtgående motorvägar leda impulser till de underliggande delarna av det centrala nervsystemet - till kärnorna i hjärnstammen och till de motoriska kärnorna i ryggmärgens främre horn. Dessa vägar är uppdelade i pyramidal och extrapyramidal. Pyramidformade vägarär huvudvägarna.

Ris. 50. Cerebellar-thalamus och cerebellar-tegmental ledning

1 - cerebral cortex; 2 - thalamus; 3 - tvärsnitt av mellanhjärnan; 4 - röd kärna; 5 - cerebellar-thalamisk väg; 6 - cerebellar-täckningsväg; 7 - klotformig kärna i cerebellum; 8 - cerebellar cortex; 9 - dentat kärna; 10 - korkkärna

Genom hjärnans och ryggmärgens medvetet kontrollerade motoriska kärnor bär de impulser från hjärnbarken till skelettmusklerna i huvudet, nacken, bålen och extremiteterna. föra impulser från de subkortikala centra och olika delar av cortex även till motor- och andra kärnor i kranial- och spinalnerverna.

huvudmotor, eller pyramidal vägär ett system av nervfibrer genom vilket godtyckliga motorimpulser från pyramidformen av neurocyter (Betz-pyramidceller) som finns i cortex av den precentrala gyrusen (lager V) skickas till de motoriska kärnorna i kranialnerverna och till de främre hornen hos ryggmärgen, och från dem till skelettmusklerna . Beroende på riktningen och placeringen av fibrerna är pyramidkanalen uppdelad i kortikal-kärnkanalen, som går till kärnorna i kranialnerverna, och kortikal-spinalkanalen. I den senare är de laterala och främre kortikal-spinal (pyramidala) banorna som leder till kärnorna i ryggmärgens främre horn isolerade (fig. 51).

Kortikonukleär väg(tractus corticonuclearis)är ett knippe av axoner av jättelika pyramidceller som ligger i den nedre tredjedelen precentral gyrus. Dessa cellers axoner (första neuron) passera genom knäet på den inre kapseln, basen av hjärnstammen. Sedan passerar fibrerna i den kortikala-nukleära vägen till den motsatta sidan till motoriska kärnor i kranialnerverna: III och IV - i mellanhjärnan; V, VI, VII - i bron; IX, X, XI och XII - i medulla oblongata, där de slutar med synapser på sina nervceller (andra neuroner). Axonerna i kranialnervens motorneuroner lämnar hjärnan som en del av motsvarande kranialnerver och skickas till skelettmusklerna i huvudet och nacken. De styr de medvetna rörelserna av musklerna i huvudet och nacken.

Lateral Och främre kortikospinal (pyramidala) vägar (tractus corticospinales (pyramidales) anterior et lateralis) kontrollera de medvetna rörelserna av musklerna i bålen och extremiteterna. De utgår från pyramidformen av neurocyter (Betz-celler) som finns i V-skiktet av cortex i mitten och övre tredjedelen precentral gyrus (första neuronerna). Axonerna av dessa celler skickas till den inre kapseln, passerar genom den främre delen av dess bakre ben, bakom fibrerna i den kortikala-nukleära vägen. Sedan passerar fibrerna genom basen av hjärnstammen (lateralt till fibrerna i den kortikala-nukleära banan)

Ris. 51. Schema för de pyramidala vägarna:

1 - precentral gyrus; 2 - thalamus; 3 - kortikal-nukleär väg; 4 - tvärsnitt av mellanhjärnan; 5 - tvärsnitt av bron; 6 - tvärsnitt av medulla oblongata; 7 - kors av pyramider; 8 - lateral kortikal-spinalkanal; 9 - tvärsnitt av ryggmärgen; 10 - främre kortikal-ryggradsbanan. Pilar visar rörelseriktningen för nervimpulser

över bron till pyramiden av medulla oblongata. Vid gränsen av medulla oblongata med ryggmärgen passerar en del av fibrerna i kortikospinalkanalen till motsatt sida vid gränsen av medulla oblongata med ryggmärgen. Fibrerna fortsätter sedan in i ryggmärgens laterala funiculus. (lateral kortikospinal väg) och slutar gradvis i de främre hornen av ryggmärgen med synapser på de motoriska cellerna (radikulära neurocyter) i de främre hornen (andra neuron).

Fibrerna i kortikal-ryggradsbanan, som inte korsar till motsatt sida vid gränsen av förlängd märg med ryggmärgen, sjunker ner som en del av den främre funiculus av ryggmärgen och bildar främre kortiko-spinalkanalen. Dessa fibrer passerar segmentellt till den motsatta sidan genom den vita kommissuren i ryggmärgen och slutar i synapser på de motoriska (radikulära) neurocyterna i det främre hornet på den motsatta sidan av ryggmärgen. (andra neuroner). Axonerna i de främre hornens celler lämnar ryggmärgen som en del av de främre rötterna och, eftersom de är en del av ryggradsnerverna, innerverar de skelettmusklerna. Så, alla pyramidala vägar korsas. Därför, med ensidig skada på ryggmärgen eller hjärnan, utvecklas förlamning av musklerna på den motsatta sidan, som innerveras från segmenten som ligger under skadezonen.

Extrapyramidala vägar har förbindelser med kärnorna i hjärnstammen och med hjärnhalvornas cortex, som styr det extrapyramidala systemet. Inverkan av hjärnbarken utförs genom lillhjärnan, röda kärnor, den retikulära formationen som är förknippad med thalamus och striatum, genom de vestibulära kärnorna. En av de röda kärnornas funktioner är att upprätthålla muskeltonus, vilket är nödvändigt för att ofrivilligt hålla kroppen i balans. De röda kärnorna tar i sin tur emot impulser från hjärnbarken, från lillhjärnan. Från den röda kärnan skickas nervimpulser till de motoriska kärnorna i ryggmärgens främre horn (röd kärnryggmärg) (fig. 52).

Röd kärn-ryggradskanal (tractus rubrospinalis) håller tonen skelettmuskel och kontrollerar automatiska vanliga rörelser. Första neuronerna av denna väg ligger i den röda kärnan i mellanhjärnan. Deras axoner går över till den motsatta sidan i mellanhjärnan (Forels chiasm), passerar genom tegmentum pedunculi,

Ris. 52. Röd kärn-ryggradsväg (schema): 1 - sektion av mellanhjärnan; 2 - röd kärna; 3 - röd kärn-ryggradsbana; 4 - cerebellar cortex; 5 - dentat kärna i cerebellum; 6 - sektion av medulla oblongata; 7 - avsnitt av ryggmärgen. Pilarna visar rörelseriktningen

nervimpulser

pontine tegmentum och medulla oblongata. Därefter följer axonerna som en del av den laterala funiculus i ryggmärgen på motsatt sida. Fibrerna i den röda kärn-ryggradskanalen bildar synapser med motorneuronerna i kärnorna i ryggmärgens främre horn (andra neuroner). Dessa cellers axoner är involverade i bildandet av de främre rötterna av ryggradsnerverna.

Predverno-spinalkanalen (tractus vestibulospinalis, eller Leventhals bunt), upprätthåller balansen mellan kroppen och huvudet i rymden, ger anpassningsreaktioner av kroppen vid obalans. Första neuronerna denna väg ligger i den laterala kärnan (Deiters) och den nedre vestibulära kärnan i medulla oblongata och bron (predvernocochlear nerve). Dessa kärnor är kopplade till lillhjärnan och den bakre longitudinella fasciculus. Axonerna av neuronerna i de vestibulära kärnorna passerar i medulla oblongata, sedan som en del av den främre delen av ryggmärgen vid gränsen till lateralmärgen (på sin egen sida). Fibrerna i denna väg bildar synapser med motorneuronerna i kärnorna i de främre hornen i ryggmärgen (andra neuroner), vars axoner är involverade i bildandet av de främre (motoriska) rötterna i ryggmärgens nerver. Bakre längsgående bunt (fasciculus longitudinalis stolpeerior), i sin tur är associerad med kärnorna i kranialnerverna. Detta behåller positionen ögongloben med rörelser av huvud och nacke.

Reticulo-spinalkanalen (tractus reticulospinalis) upprätthåller tonen i skelettmusklerna, reglerar tillståndet i ryggraden vegetativa centra. Första neuronerna av denna väg ligger i den retikulära bildningen av hjärnstammen (den mellanliggande kärnan i Cajal, kärnan i den epitalamiska (bakre) kommissuren hos Darkshevich, etc.). Axonerna hos neuronerna i dessa kärnor passerar genom mellanhjärnan, bron, medulla oblongata. Axonerna av neuronerna i den mellanliggande kärnan (Cajal) korsar inte, de passerar som en del av den främre funiculusen i ryggmärgen på deras sida. Axonerna i cellerna i epitalamiska kommissurens kärna (Darshkevich) passerar till motsatt sida genom epitalamiska (bakre) kommissuren och går som en del av den främre funiculusen på den motsatta sidan. Fibrerna bildar synapser med motorneuronerna i kärnorna i ryggmärgens främre horn. (andra neuroner).

Täckande ryggradsbana (tractus tectospinalis) förbinder quadrigemina med ryggmärgen, överför påverkan av de subkortikala syn- och hörselcentra på tonen skelettmuskler, deltar i bildandet av skyddsreflexer. Första neuronerna ligga i de övre kärnorna

och inferior colliculi av quadrigemina i mellanhjärnan. Dessa cellers axoner passerar genom pons, medulla oblongata, passerar till den motsatta sidan under hjärnans akvedukt och bildar ett fontänliknande eller Meynertian kors. Vidare passerar nervfibrerna som en del av den främre funiculus i ryggmärgen på motsatt sida. Fibrerna bildar synapser med motorneuronerna i kärnorna i ryggmärgens främre horn. (andra neuroner). Deras axoner är involverade i bildandet av de främre (motoriska) rötterna av ryggradsnerverna.

Cortico-cerebellär väg (tractus corticocerebellaris) kontrollerar lillhjärnans funktioner, som är involverad i koordineringen av rörelser i huvudet, bålen och extremiteterna. Första neuronerna av denna väg ligger i cortex i hjärnans frontala, temporala, parietal- och occipitallober. Axoner av pannlobsneuroner (frontal brofibrer- Arnolds bunt) skickas till den inre kapseln och passerar genom dess främre ben. Axoner av neuroner i tinning-, parietal- och occipitalloberna (parietal-temporala-occipital-bryggfibrer- Türks bunt) passera som en del av den strålande kronan, sedan genom det bakre benet på den inre kapseln. Alla fibrer följer genom basen av hjärnstammen till bron, där de slutar med synapser på neuronerna i de egna kärnorna i bron på deras sida (andra neuroner). Dessa cellers axoner passerar till motsatt sida i form av tvärgående fibrer i bron, sedan, som en del av den mellersta cerebellarskaftet, följer de in i cerebellarhalvan på den motsatta sidan.

Således etablerar hjärnans och ryggmärgens vägar förbindelser mellan afferenta och efferenta (effektor) centra, tätar komplexa reflexbågar i människokroppen. Vissa reflexbanor sluter sig mot kärnorna som ligger i hjärnstammen och ger funktioner med en viss automatik, utan medvetandets deltagande, fast under kontroll av hjärnhemisfärerna. Andra reflexvägar stängs med deltagande av funktionerna i hjärnbarken, de högre delarna av centrala nervsystemet och ger godtyckliga handlingar av rörelseapparatens organ.

För att kontrollera inre organs arbete, motoriska funktioner, snabb mottagning och överföring av sympatiska och refleximpulser, används ryggmärgens vägar. Brott i överföringen av impulser leder till allvarliga funktionsfel i hela organismens arbete.

Vad är ryggmärgens ledningsfunktion

Termen "ledande banor" betyder en uppsättning nervfibrer som tillhandahåller signalöverföring till olika centra av grå substans. Ryggmärgens stigande och nedåtgående kanaler utför huvudfunktionen - överföring av impulser. Det är vanligt att särskilja tre grupper av nervfibrer:

1. Associativa vägar.
2. Kommissarieförbindelser.
3. Projektiva nervfibrer.

Utöver denna uppdelning, beroende på huvudfunktionen, är det vanligt att skilja mellan:

Sensoriska och motoriska vägar ger ett starkt samband mellan ryggmärg och hjärna, inre organ, muskelsystemet och rörelseapparaten. På grund av den snabba överföringen av impulser utförs alla kroppsrörelser på ett koordinerat sätt, utan påtaglig ansträngning från personens sida.

Vad bildas de ledande kanalerna i ryggmärgen av?

Huvudvägarna bildas av buntar av celler - neuroner. Denna struktur ger den nödvändiga hastigheten för pulsöverföring.

Klassificeringen av vägarna beror på nervfibrernas funktionella egenskaper:

• Stigande vägar i ryggmärgen - läs och överför signaler: från huden och slemhinnorna hos en person, livsuppehållande organ. Se till att funktionerna i rörelseapparaten utförs.
• Nedåtgående banor i ryggmärgen - överför impulser direkt till människokroppens arbetsorgan - muskelvävnader, körtlar, etc. Ansluts direkt till den kortikala delen av den grå substansen. Överföringen av impulser sker genom den spinala neurala anslutningen till de inre organen.

Ryggmärgen har en dubbel riktning av ledningsbanor, vilket ger en snabb impulsöverföring av information från kontrollerade organ. Ryggmärgens ledningsfunktion utförs på grund av närvaron av en effektiv överföring av impulser genom nervvävnaden.

I medicinsk och anatomisk praxis är det vanligt att använda följande termer:

Var finns ryggmärgens banor?

Alla nervvävnader är belägna i den grå och vita substansen, förbinder ryggradshornen och hjärnbarken.

Den morfofunktionella egenskapen hos ryggmärgens nedåtgående banor begränsar riktningen för impulser i endast en riktning. Synapser är irriterade från det presynaptiska till det postsynaptiska membranet.

Ryggmärgens och hjärnans ledningsfunktion motsvarar följande möjligheter och placeringen av de huvudsakliga stigande och nedåtgående banorna:

• Associativa vägar - är "broar" som förbinder områdena mellan cortex och kärnorna av grå substans. Består av korta och långa fibrer. De första är belägna inom ena halvan eller loben av hjärnhalvorna.
  Långa fibrer kan överföra signaler genom 2-3 segment av den grå substansen. I den cerebrospinala substansen bildar neuroner intersegmentella buntar.
• Commissural fibrer - bildar corpus callosum, som förbinder de nybildade delarna av ryggmärgen och hjärnan. Sprid ut på ett strålande sätt. De finns i den vita substansen i hjärnvävnaden.
• Projektionsfibrer - placeringen av banorna i ryggmärgen tillåter impulser att nå hjärnbarken så snabbt som möjligt. Beroende på naturen och funktionella egenskaper är projektionsfibrerna uppdelade i stigande (afferenta banor) och fallande.
  De förra är indelade i exteroceptiva (syn, hörsel), proprioceptiva ( motoriska funktioner), interoreceptiv (kommunikation med inre organ). Receptorerna är placerade mellan ryggraden och hypotalamus.

Ryggmärgens nedåtgående banor inkluderar:

Banornas anatomi är ganska komplicerad för en person som inte har medicinsk utbildning. Men neural överföring av impulser är det som gör människokroppen till en enda helhet.

Konsekvenserna av skador på vägarna

För att förstå neurofysiologin hos de sensoriska och motoriska vägarna är det nödvändigt att bekanta sig med ryggradens anatomi. Ryggmärgen har en struktur ungefär som en cylinder omgiven av muskelvävnad.

Inuti den grå substansen finns ledande banor som styr funktionen hos inre organ, såväl som motoriska funktioner. Associativa vägar är ansvariga för smärta och taktila förnimmelser. Motor - för kroppens reflexfunktioner.

Som ett resultat av trauma, missbildningar eller sjukdomar i ryggmärgen kan överledning minska eller sluta helt. Detta händer på grund av döden av nervfibrer. För en fullständig kränkning av ledning av impulser i ryggmärgen kännetecknas av förlamning, brist på känslighet i armar och ben. Fel i arbetet med inre organ börjar, för vilka den skadade neurala anslutningen är ansvarig. Så, med skador på den nedre delen av ryggmärgen, observeras urininkontinens och spontan avföring.

Ryggmärgens reflex- och ledningsaktivitet störs omedelbart efter uppkomsten av degenerativa patologiska förändringar. Det finns en död av nervfibrer som är svåra att återställa. Sjukdomen fortskrider snabbt och en grov överledningsstörning uppstår. Av denna anledning är det nödvändigt att påbörja medicinsk behandling så tidigt som möjligt.

Hur man återställer öppenheten i ryggmärgen

Behandlingen av icke-konduktivitet är i första hand förknippad med behovet av att stoppa döden av nervfibrer, samt att eliminera orsakerna som har blivit en katalysator för patologiska förändringar.

Medicinsk vård

Det består i utnämningen av läkemedel som förhindrar döden av hjärnceller, såväl som tillräcklig blodtillförsel till det skadade området av ryggmärgen. Detta tar hänsyn till de åldersrelaterade egenskaperna hos ryggmärgens ledande funktion, såväl som svårighetsgraden av skadan eller sjukdomen.

För ytterligare stimulering av nervceller utförs elektrisk impulsbehandling för att bibehålla muskeltonus.

Kirurgi

Operationen för att återställa ledningen av ryggmärgen påverkar två huvudområden:

• Eliminering av katalysatorer som orsakade förlamning av neurala anslutningar.
• Ryggmärgsstimulering för att återställa förlorade funktioner.

Före utnämningen av operationen utförs en allmän undersökning av kroppen och bestämningen av lokaliseringen av degenerativa processer. Eftersom listan över vägar är ganska stor försöker neurokirurgen att begränsa sökningen med hjälp av differentialdiagnos. Vid svåra skador är det extremt viktigt att snabbt eliminera orsakerna till ryggradskompression.

Traditionell medicin för överledningsstörningar

Folkläkemedel för nedsatt ledning av ryggmärgen, om de används, bör användas med extrem försiktighet för att inte förvärra patientens tillstånd.

Särskilt populära är:

Det är ganska svårt att helt återställa neurala anslutningar efter en skada. Mycket beror på en snabb vädjan till en vårdcentral och kvalificerad hjälp från en neurokirurg. Ju mer tiden går från början degenerativa förändringar, desto mindre sannolikt är det att återställa ryggmärgens funktionalitet.

Ryggmärgen är en del av det centrala nervsystemet. Den ligger i ryggmärgskanalen. Det är ett tjockväggigt rör med en smal kanal inuti, något tillplattad i anterior-posterior riktning. Har ganska komplex struktur och säkerställer överföringen av nervimpulser från hjärnan till nervsystemets perifera strukturer, och utför även sin egen reflexaktivitet. Utan ryggmärgens funktion är normal andning, hjärtslag, matsmältning, urinering, sexuell aktivitet och eventuella rörelser i armar och ben omöjliga. Från den här artikeln kan du lära dig om ryggmärgens struktur och funktionerna i dess funktion och fysiologi.

Ryggmärgen läggs ner i 4:e veckan prenatal utveckling. Vanligtvis misstänker en kvinna inte ens att hon kommer att få ett barn. Under hela graviditeten sker differentiering av olika element, och vissa delar av ryggmärgen fullbordar helt sin bildning efter födseln under de första två levnadsåren.

Hur ser ryggmärgen ut externt?

Början av ryggmärgen bestäms villkorligt i nivå med den övre kanten av 1:a halskotan och den stora occipitalformen. I detta område byggs ryggmärgen försiktigt in i hjärnan, det finns ingen tydlig separation mellan dem. På denna plats utförs skärningspunkten mellan de så kallade pyramidbanorna: ledarna som ansvarar för lemmarnas rörelser. Ryggmärgens nedre kant motsvarar den andra ländkotans övre kant. Således är längden på ryggmärgen mindre än längden på ryggmärgskanalen. Det är denna egenskap hos ryggmärgens placering som gör det möjligt att utföra en ländryggspunktion i nivå med III-IV ländkotor (det är omöjligt att skada ryggmärgen när lumbalpunktion mellan ryggradsprocesserna i III-IV ländkotorna, eftersom det helt enkelt inte är där).

Måtten på den mänskliga ryggmärgen är som följer: längd cirka 40-45 cm, tjocklek - 1-1,5 cm, vikt - cirka 30-35 g.

Det finns flera sektioner av ryggmärgen längs längden:

• cervical;
• bröst;
• länd;
• sakral;
• coccygeal.

Ryggmärgen är tjockare i området för de cervikala och lumbosakrala nivåerna än i andra delar, eftersom det på dessa platser finns kluster av nervceller som ger rörelse av armar och ben.

De sista sakrala segmenten, tillsammans med coccygeal, kallas ryggmärgens conus på grund av motsvarande geometriska form. Könen passerar in i ändgängan. Tråden har inte längre nervelement i sin sammansättning, utan bara bindväv, och är täckt av ryggmärgens membran. Ändgängan är fixerad till II coccygeal kotan.

Ryggmärgen är täckt i hela sin längd av 3 hjärnhinnor. Det första (inre) skalet av ryggmärgen kallas mjukt. Den bär arteriella och venösa kärl som ger blodtillförsel till ryggmärgen. Nästa skal (mitten) är arachnoid (arachnoid). Mellan det inre och mittersta skalet finns det subaraknoidala (subaraknoidala) utrymmet som innehåller cerebrospinalvätska(sprit). Vid en lumbalpunktion måste nålen falla in i detta utrymme så att cerebrospinalvätskan kan tas för analys. Ryggmärgens yttre skal är hårt. Dura mater fortsätter till de intervertebrala foramina och åtföljer nervrötterna.

Inne i ryggradskanalen fixeras ryggmärgen på kotornas yta med hjälp av ligament.

I mitten av ryggmärgen, längs hela dess längd, finns ett smalt rör, den centrala kanalen. Den innehåller även cerebrospinalvätska.

Från alla sidor djupt in i ryggmärgens urtag sticker ut - sprickor och fåror. Den största av dem är de främre och bakre medianfissurerna, som avgränsar de två halvorna av ryggmärgen (vänster och höger). Varje halva har ytterligare urtag (fåror). Får delar upp ryggmärgen till sladdar. Resultatet är två främre, två bakre och två laterala sladdar. Denna anatomiska indelning bygger på funktionell grund- Nervfibrer passerar i olika sladdar och bär på olika information (om smärta, om beröring, om temperaturförnimmelser, om rörelser, etc.). Blodkärl tränger in i fårorna och sprickorna.

Segmentell struktur av ryggmärgen - vad är det?

Hur är ryggmärgen kopplad till organen? I tvärriktningen är ryggmärgen uppdelad i speciella sektioner, eller segment. Rötter kommer fram från varje segment, ett par främre och ett par bakre, som kommunicerar nervsystemet med andra organ. Rötterna lämnar ryggmärgskanalen, bildar nerver som går till olika strukturer i kroppen. De främre rötterna överför information främst om rörelser (stimulerar muskelkontraktion), därför kallas de motorisk. De bakre rötterna bär information från receptorer till ryggmärgen, det vill säga de skickar information om förnimmelser, därför kallas de känsliga.

Antalet segment hos alla människor är detsamma: 8 cervikala segment, 12 bröstkorg, 5 ländrygg, 5 sakral och 1-3 svanskovel (vanligtvis 1). Rötter från varje segment rusar in i de intervertebrala foramen. Eftersom längden på ryggmärgen är kortare än längden på ryggmärgskanalen, ändrar rötterna sin riktning. I livmoderhalsen är de riktade horisontellt, i bröstkorgen - snett, i ländryggen och sakrala avdelningar nästan vertikalt ner. På grund av skillnaden i längden på ryggmärgen och ryggraden förändras också avståndet från rötternas utgång från ryggmärgen till de intervertebrala foramen: i livmoderhalsregionen är rötterna kortast, och i lumbosakrala regionen, den längsta. Rötterna till de fyra nedre ländryggs-, fem sakrala och coccygeala segmenten bildar den så kallade hästsvansen. Det är han som sitter i ryggmärgskanalen under II ländkotan, och inte själva ryggmärgen.

Varje segment av ryggmärgen tilldelas en strikt definierad innervationszon i periferin. Denna zon inkluderar en hudfläck, vissa muskler, ben och en del av de inre organen. Dessa zoner är nästan desamma hos alla människor. Denna funktion av strukturen av ryggmärgen låter dig diagnostisera platsen patologisk process med sjukdom. Till exempel, om man vet att känsligheten hos huden i navelregionen regleras av det 10:e bröstsegmentet, med förlusten av känslan av att beröra huden under detta område, kan det antas att den patologiska processen i ryggmärgen är belägen nedanför det 10:e bröstsegmentet. En liknande princip fungerar endast med hänsyn till jämförelsen av innervationszonerna för alla strukturer (både hud, muskler och inre organ).

Om du skär ryggmärgen i tvärriktningen kommer den att se ojämn ut i färgen. På snittet kan du se två färger: grått och vitt. Grå färg är platsen för nervcellernas kroppar, och vit färg- dessa är perifera och centrala processer av neuroner (nervfibrer). Det finns över 13 miljoner nervceller i ryggmärgen.

Kropparna av grå nervceller är placerade på ett sådant sätt att de har en bisarr fjärilsform. Denna fjäril har tydligt synliga utbuktningar - de främre hornen (massiva, tjocka) och bakre horn(mycket tunnare och mindre). Vissa segment har även sidohorn. Regionen av de främre hornen innehåller kropparna av nervceller som ansvarar för rörelse, i regionen tillbaka horn- neuroner som uppfattar känsliga impulser, i laterala horn - neuroner i det autonoma nervsystemet. I vissa delar av ryggmärgen, kropparna av nervceller ansvariga för funktionerna av enskilda kroppar. Lokaliseringsställena för dessa neuroner har studerats och tydligt definierats. Så i de 8:e cervikala och 1: a bröstkorgssegmenten finns det neuroner som är ansvariga för innerveringen av ögats pupill, i 3:e - 4:e cervikala segmenten - för innerveringen av huvudet andningsmuskel(diafragma), i det 1:a - 5:e bröstsegmentet - för reglering av hjärtaktivitet. Varför behöver du veta? Det används i klinisk diagnostik. Till exempel är det känt att de laterala hornen i ryggmärgens andra och femte sakrala segment reglerar aktiviteten hos bäckenorganen ( Blåsa och rektum). I närvaro av en patologisk process i detta område (blödning, tumör, förstörelse under trauma, etc.), utvecklar en person urin- och fekal inkontinens.

Processerna i neuronernas kroppar bildar förbindelser med varandra, där olika delar av ryggmärgen respektive hjärnan tenderar upp och ner. Dessa nervfibrer, som är vita till färgen, utgör den vita substansen på tvärsnitt. De bildar också sladdar. I sladdarna är fibrerna fördelade i ett speciellt mönster. I de bakre sladdarna finns ledare från receptorerna i muskler och leder (led-muskulär känsla), från huden (igenkänning av ett föremål genom beröring med slutna ögon, en känsla av känsel), det vill säga information går i en riktning uppåt . I sidledarna passerar fibrer som bär information om beröring, smärta, temperaturkänslighet till hjärnan, till lillhjärnan om kroppens position i rymden, muskeltonus (uppstigande ledare). Dessutom innehåller laterala sladdarna även nedåtgående fibrer som ger kroppsrörelser programmerade i hjärnan. I de främre korderna passerar både nedåtgående (motoriska) och stigande (känsla av tryck på huden, beröring) vägar.

Fibrerna kan vara korta, i vilket fall de förbinder segmenten av ryggmärgen med varandra, och långa, sedan kommunicerar de med hjärnan. På vissa ställen kan fibrerna korsa över eller helt enkelt korsa över till motsatt sida. Skärningen av olika ledare sker på olika nivåer (till exempel skär fibrerna som är ansvariga för smärtkänslan och temperaturkänsligheten 2-3 segment ovanför nivån för inträde i ryggmärgen, och fibrerna i det artikulära-muskulära sinnet korsas inte. till de översta delarna av ryggmärgen). Resultatet av detta är följande faktum: i den vänstra halvan av ryggmärgen finns ledare från de högra delarna av kroppen. Detta gäller inte alla nervfibrer, men är särskilt karakteristiskt för känsliga processer. Studiet av förloppet av nervfibrer är också nödvändigt för diagnosen av lesionsplatsen i sjukdomen.

Blodtillförsel till ryggmärgen

Ryggmärgen får näring av blodkärl som kommer från kotartärerna och från aortan. De översta cervikala segmenten tar emot blod från systemet av vertebrala artärer (liksom en del av hjärnan) genom de så kallade främre och bakre ryggradsartärerna.

Längs hela ryggmärgen strömmar ytterligare kärl som transporterar blod från aortan, radikulär-spinalartärerna, in i de främre och bakre ryggradsartärerna. De senare kommer även fram och bak. Antalet sådana kärl beror på individuella egenskaper. Vanligtvis finns det cirka 6-8 främre radikulär-spinalartärer, de är större i diameter (de tjockaste närmar sig de cervikala och lumbala förtjockningarna). Den nedre radikulär-spinalartären (den största) kallas Adamkevich-artären. Vissa människor har en extra radikulär-spinal artär som kommer från de sakrala artärerna, Desproges-Gotteron artären. Blodförsörjningszonen för de främre radikulär-spinalartärerna upptar följande strukturer: de främre och laterala hornen, basen av det laterala hornet, centrala avdelningar främre och laterala sladdar.

Det finns en storleksordning fler bakre radikulär-spinalartärer än de främre - från 15 till 20. Men de har en mindre diameter. Zonen för deras blodtillförsel är den bakre tredjedelen av ryggmärgen i tvärsnitt ( bakre sladdar, huvuddelen av det bakre hornet, en del av sidosträngarna).

I systemet med radikulär-spinalartärer finns anastomoser, det vill säga de platser där kärlen ansluter till varandra. Det spelar en viktig roll i näringen av ryggmärgen. I händelse av att ett kärl slutar fungera (till exempel en blodpropp blockerade lumen), strömmar blod genom anastomosen, och ryggmärgens nervceller fortsätter att utföra sina funktioner.

Venerna i ryggmärgen följer med artärerna. Det venösa systemet i ryggmärgen har omfattande förbindelser med de vertebrala venösa plexusarna, venerna i skallen. Blod från ryggmärgen genom ett helt system av kärl strömmar in i den övre och nedre hålvenen. På den plats där ryggmärgens vener passerar genom dura mater, finns det klaffar som inte tillåter blodet att flöda i motsatt riktning.

Ryggmärgsfunktioner

I grund och botten har ryggmärgen bara två funktioner:

• reflex;
• ledande.

Låt oss ta en närmare titt på var och en av dem.

Reflexfunktion i ryggmärgen

Ryggmärgens reflexfunktion består i nervsystemets svar på irritation. Rörde du vid något varmt och drog ofrivilligt bort handen? Detta är en reflex. Fick du något i halsen och hostade? Detta är också en reflex. Många av våra dagliga aktiviteter bygger just på de reflexer som utförs tack vare ryggmärgen.

Så reflexen är lyhördhet. Hur reproduceras det?

För att göra det tydligare, låt oss som exempel ta handen tillbakadragande svar vid beröring av ett varmt föremål (1). I huden på handen finns receptorer (2) som uppfattar värme eller kyla. När en person vidrör varm, från receptorn längs den perifera nervfibern (3) tenderar en impuls (som signalerar om "het") till ryggmärgen. Vid det intervertebrala foramen finns ett ryggradsganglion, i vilket nervcellens kropp (4) är belägen, längs den perifera fiber som impulsen kom från. Längre längs den centrala fibern från neuronens kropp (5) kommer impulsen in i ryggmärgens bakre horn, där den "växlar" till en annan neuron (6). Processerna för denna neuron skickas till de främre hornen (7). I de främre hornen växlar impulsen till motorneuroner (8) som ansvarar för armmusklernas arbete. Processerna för motorneuroner (9) lämnar ryggmärgen, passerar genom de intervertebrala foramen och skickas som en del av nerven till armens muskler (10). Den "heta" impulsen får musklerna att dra ihop sig och handen drar sig bort från det varma föremålet. Således bildades en reflexring (båge), som gav ett svar på stimulansen. Samtidigt deltog hjärnan inte alls i processen. Mannen drog tillbaka sin hand utan att tänka på det.

Varje reflexbåge har obligatoriska länkar: en afferent länk (en receptorneuron med perifera och centrala processer), en interkalärlänk (en neuron som förbinder en afferent länk med en exekutorneuron) och en efferent länk (en neuron som överför en impuls till en direkt exekutor - ett organ, en muskel).

På basis av en sådan båge byggs ryggmärgens reflexfunktion. Reflexer är medfödda (vilket kan bestämmas från födseln) och förvärvade (bildas i livets process under inlärning), de sluter på olika nivåer. Till exempel stängs knärycken i nivå med 3:e-4:e ländryggssegmenten. Genom att kontrollera det är läkaren övertygad om säkerheten för alla delar av reflexbågen, inklusive segment av ryggmärgen.

För en läkare är det viktigt att kontrollera ryggmärgens reflexfunktion. Detta görs för varje neurologisk undersökning. Oftast kontrolleras ytliga reflexer, som orsakas av beröring, strokeirritation, ett stick i huden eller slemhinnor och djupa, som orsakas av ett slag av en neurologisk hammare. Ytreflexerna som utförs av ryggmärgen inkluderar bukreflexer (streckad irritation av bukens hud orsakar normalt sammandragning av magmusklerna på samma sida), plantarreflex (streckad hudirritation i ytterkanten av sulan i riktningen från hälen till tårna orsakar normalt böjning av tårna). Djupa reflexer inkluderar flexion-armbåge, carporadial, extensor-ulnar, knä, Achilles.

Ryggmärgens ledningsfunktion

Ryggmärgens ledande funktion är att överföra impulser från periferin (från huden, slemhinnor, inre organ) till centrum (hjärnan) och vice versa. Ryggmärgens ledare, som utgör dess vita substans, utför överföringen av information i stigande och nedåtgående riktning. En impuls om yttre påverkan skickas till hjärnan, och en viss känsla bildas hos en person (till exempel stryker du en katt, och du får en känsla av något mjukt och smidigt i handen). Utan ryggmärgen är detta omöjligt. Detta bevisas av fall av ryggmärgsskador, när förbindelserna mellan hjärnan och ryggmärgen bryts (till exempel bristning av ryggmärgen). Sådana människor förlorar känslighet, beröring bildar inte förnimmelser i dem.

Hjärnan tar emot impulser inte bara om beröring, utan också om kroppens position i rymden, tillståndet för muskelspänningar, smärta och så vidare.

Nedåtgående impulser tillåter hjärnan att "styra" kroppen. Det som en person har tänkt utförs alltså med hjälp av ryggmärgen. Vill du hinna med den avgående bussen? Idén förverkligas omedelbart – sätts igång rätt muskler(och du tänker inte på vilka muskler du behöver dra ihop och vilka du ska slappna av). Detta görs av ryggmärgen.

Naturligtvis kräver förverkligandet av motoriska handlingar eller bildandet av förnimmelser en komplex och välkoordinerad aktivitet av alla strukturer i ryggmärgen. Faktum är att du behöver använda tusentals neuroner för att få resultatet.

Ryggmärgen är en mycket viktig anatomisk struktur. Hans normal funktion säkerställer allt mänskligt liv. Den fungerar som en mellanlänk mellan hjärnan och olika delar av kroppen och överför information i form av impulser i båda riktningarna. Kunskap om funktionerna i ryggmärgens struktur och funktion är nödvändig för diagnos av sjukdomar i nervsystemet.

Video om ämnet "Ryggmärgens struktur och funktioner"

Vetenskaplig och pedagogisk film från Sovjetunionens tid på ämnet "ryggmärgen"

Kandidat för medicinska vetenskaper Pavel Musienko, Institutet för fysiologi. I. P. Pavlov RAS (S:t Petersburg).

Ryggmärgen kan "läras" att tjäna motoriska funktioner, även när dess förbindelse med hjärnan bryts till följd av en skada, och dessutom kan den tvingas bilda nya kopplingar "förbi" skadan. Detta kräver elektrokemiska neuroproteser, stimulering och träning.

Genom införandet av kemikalier verkar de på neuronala receptorer, vilket orsakar vissa effekter av excitation eller hämning av ryggmärgsneuroner under skadenivån.

Med förlamning är det möjligt att stimulera ryggmärgens sensoriska fibrer med en elektrisk ström och genom dem ryggmärgsneuronerna (A). Tack vare elektrisk stimulering(ES) ett djur med ryggmärgsskada kan gå (B).

Motorik för förlamning kan tränas med hjälp av ett specialdesignat robotsystem. Roboten stöder och kontrollerar vid behov djurets rörelse i tre riktningar (x, y, z) och runt den vertikala axeln (φ

Multisystem neurorehabilitering (specifik träning + elektrokemisk stimulering) återställer frivillig kontroll av rörelser på grund av bildandet av nya internuronala kopplingar i ryggmärgen och hjärnstammen.

För elektrisk stimulering av flera segment av ryggmärgen och multikomponent farmakologisk stimulering av specifika neuronala receptorer på ryggradsnätverken kan speciella neuroproteser skapas - en uppsättning elektroder och kemotroder.

Ryggmärgsskador åtföljs sällan av ett fullständigt anatomiskt avbrott. Återstående intakta nervfibrer kan bidra till funktionell återhämtning.

Den traditionella neurofysiologiska bilden av rörelsekontroll tilldelade ryggmärgen funktionerna hos en kanal genom vilken nervimpulser fortplantar sig, förbinder hjärnan med kroppen och en primitiv reflexkontroll. Nya data som ackumulerats av neurofysiologer tvingar oss dock att ompröva denna blygsamma roll. Ny forskningsteknologi har gjort det möjligt att upptäcka många nätverk av sina "egna" neuroner i ryggmärgen, specialiserade på att utföra komplexa motoriska uppgifter, såsom koordinerad gång, upprätthålla balans, kontrollera hastighet och riktning när man rör sig.

Skulle dessa neuronala system i ryggmärgen kunna användas för att återställa motorisk funktion hos personer som är förlamade till följd av en ryggmärgsskada?

Med en ryggmärgsskada förlorar patienten motoriska funktioner eftersom kopplingen mellan hjärnan och kroppen är störd eller helt bruten: signalen passerar inte, och det sker ingen aktivering av motorneuroner under skadeplatsen. Ja, skada. cervical av ryggmärgen kan leda till förlamning och förlust av funktion hos armar och ben, den så kallade tetraplegien, och trauma mot bröstkorgen - till paraplegi, immobilisering av endast de nedre extremiteterna: som om enheterna i en viss armé, i sig funktionella och stridsberedda, var avskurna från högkvarteret och stoppade ta emot kommandon.

Men det största onda med ryggradsskada är att alla stabila anslutningar som kopplar ihop neuroner till stabila funktionella nätverk försämras om de inte aktiveras om och om igen. De som inte har cyklat eller spelat piano på länge är bekanta med detta fenomen: många motoriska färdigheter går förlorade om de inte används. På samma sätt, i avsaknad av aktiverande signaler och träning, börjar de neurala nätverken i ryggmärgen som är specialiserade på rörelse att sönderfalla med tiden. Förändringar blir oåterkalleliga: nätverket "avlärar sig" hur man rör sig.

Kan detta förhindras? Svaret från modern neurofysiologi är uppmuntrande.

Neuroner interagerar med varandra sekventiellt, i en kedja, producerar kemiska substanser- medlare olika typer. Samtidigt är de flesta av neuronerna koncentrerade i hjärnan, med hjälp av ganska väl studerade monoaminerga mediatorer: serotonin, noradrenalin, dopamin som signal-"språk".

Receptorer som kan ta emot denna signal finns kvar på de neurala nätverken hos även en skadad ryggmärg. Därför kan man försöka aktivera ryggmärgens nätverk med hjälp av lämpliga monoaminerga läkemedel, föra in dem i ryggmärgens nervvävnad från utsidan.

Denna omständighet låg till grund för experiment på kemisk stimulering.

2008 försökte vi, tillsammans med en grupp forskare från universitetet i Zürich (Schweiz), aktivera de spinalneurala nätverken som ansvarar för rörelse genom att "plantera" substanser motsvarande monoaminerga mediatorer på intakta spinalneuronreceptorer. Dessa droger var tänkta att fungera som en signalkälla som aktiverar ryggmärgens neurala nätverk och förhindrar deras nedbrytning. Resultatet av experimentet var positivt, dessutom visade sig optimala kombinationer av monoaminerga läkemedel förbättra gångfunktion och balans. Verket publicerades 2011 i tidskriften Neuroscience.

Ryggmärgen kännetecknas av hög systemisk neuronal plasticitet: dess neurala nätverk kan gradvis "komma ihåg" de uppgifter som de måste utföra regelbundet. Regelbunden exponering för vissa sensoriska och motoriska banor under motorisk träning förbättrar funktionen hos dessa neurala banor och återställer förmågan att utföra de tränade funktionerna.

Men om de neurala nätverken i ryggmärgen kan tränas, är det då möjligt att "lära" dem något - till exempel genom att stimulera den skadade ryggmärgen och motorisk träning för att uppnå en sådan funktionell omstrukturering av dess neurala nätverk, vilket skulle mer eller mindre framgångsrik kontroll motorisk aktivitet oberoende, förutom "högkvarteret" - hjärnan?

För att svara på denna fråga försökte vi kombinera kemisk neurostimulering med elektrisk stimulering. Redan 2007 visade gemensamma experiment av ryska och amerikanska neurofysiologer att om elektroder placeras på ytan av ryggmärgen hos en råtta, kan det elektriska fältet runt den aktiva elektroden excitera ledande ryggradsstrukturer. Eftersom mycket små strömmar användes i experimentet, aktiverades först och främst de mest exciterande vävnaderna nära elektroden: tjocka ledande fibrer i de bakre ryggradsrötterna, som överför sensorisk information från receptorerna i extremiteternas vävnader till nervcellerna i ryggmärgen. . Sådan elektrisk stimulering gjorde det möjligt att aktivera motoriska funktioner hos ryggradsdjur.

Kombinationen av elektrisk stimulering, kemisk stimulering och rörelseträning gav utmärkta resultat. Med ett fullständigt avbrott i förbindelserna mellan ryggmärgen och hjärnan var det möjligt att förvandla slumrande ryggmärgsneurala nätverk till mycket funktionellt aktiva. De förlamade djuren injicerades med neurofarmakologiska läkemedel, deras ryggmärg stimulerades i två segment och gångfunktionen tränades ständigt. Som ett resultat, efter några veckor, visade djuren rörelser nära det normala och kunde anpassa sig till förändringar i hastighet och rörelseriktning.

I de första experimenten tränade forskarna djuren med hjälp av ett löpband och ett biomekaniskt system som hjälpte djuret att hålla sin kropp på vikten, men som inte lät det gå framåt. Nyligen, 2012, publicerades resultaten av gemensam forskning från universitetet i Zürich och Institutet för fysiologi uppkallat efter Zürich i tidskrifterna Science and Nature Medicine. I. P. Pavlov RAS, där vi tillämpade robotmetoden.

En speciell robot tillåter råttan att röra sig fritt, om nödvändigt, stödja och kontrollera dess rörelser i tre riktningar (x, y, z). Dessutom kan slagkraften längs olika axlar variera beroende på försöksuppgiften och djurets egna motoriska förmågor. Robotinstallationen använder mjuka elastiska drivningar och spiraler som eliminerar tröghetsinverkan av krafteffekter på ett levande föremål. Detta gör det möjligt att tillämpa uppsättningen i beteendeexperiment. Roboten testades på en experimentell modell av en förlamad råtta med skada på de motsatta halvorna av ryggmärgen i nivå med olika ryggradssegment. Förbindelsen mellan hjärnan och ryggmärgen bröts helt, dock möjligheten att spira av nya nervfibrer mellan vänster och rätt delar ryggrad. (Denna modell har likheter med ryggmärgsskador hos människor, som oftast är anatomiskt ofullständiga.) Kombinationen av robotträning med multikomponent kemisk och elektrisk ryggmärgsstimulering gjorde att dessa djur kunde gå framåt i en rak linje, kliva över hinder och till och med gå i trappor . Hos råttor uppträdde nya internuronala anslutningar i området för ryggmärgsskada och frivillig kontroll av rörelser återställdes.

Så här föddes idén om elektrokemiska neuroproteser för implantation i ryggmärgen och kontroll av ryggradsnätverk. Genom speciella implantatkanaler kan läkemedel injiceras som verkar på motsvarande receptorer och efterliknar den modulerande nervsignalen som avbryts efter en skada. Uppsättningen av elektroder stimulerar sensoriska input från olika segment och aktiverar genom dem individuella populationer av neuroner för att på så sätt inducera vissa rörelser.

Det vanliga kliniska tillvägagångssättet vid behandling av patienter med allvarliga ryggradsskador syftar till att förhindra ytterligare sekundär skada på nervsystemet, fysiska komplikationer av förlamning, ge psykologisk hjälp till förlamade patienter och lära dem hur man använder de återstående funktionerna. Återställande terapi av förlorad motorik vid svåra ryggmärgsskador är inte bara möjlig, utan nödvändig.

Experimentarbetet med en kemisk neuroprotes har ännu inte tagit ett steg längre laboratorieforskning på djur, men 2011 gav den respekterade medicinska tidskriften The Lancet en levande illustration av vad stimuleringsterapi kan göra för människor. Tidskriften publicerade resultaten av kliniskt och experimentellt arbete med elektrisk ryggmärgsstimulering. Neurofysiologer och läkare från USA och Ryssland har visat att regelbunden träning av vissa motoriska färdigheter i kombination med epidural ryggmärgsstimulering återställde motoriska förmågor hos en patient med fullständig motorisk paraplegi, det vill säga en fullständig förlust av kontroll över rörelsen. Behandlingen förbättrade funktionerna att stå och bibehålla kroppsvikten, inslag av rörelseaktivitet och partiell frivillig kontroll av rörelser under stimulering.

Som ett resultat av träning och stimulering var det möjligt att inte bara aktivera neurala nätverk under skadenivån, utan också i viss mån återställa kopplingen mellan hjärnan och spinalmotorcentra - den redan nämnda neuroplasticiteten i ryggmärgen gjordes möjlig utbildning nya neurala förbindelser som "förbikopplar" skadeplatsen.

Experimentella och kliniska studier visar hög effektivitet ryggmärgsstimulering och träning efter svår ryggradsskada. Även om framgångsrika resultat redan har erhållits med ryggmärgsstimulering hos patienter med svår förlamning, är huvuddelen forskningsarbete Fortfarande framför. Dessutom är det nödvändigt att utveckla spinalimplantat för elektrokemisk stimulering och hitta optimala algoritmer för deras användning. De aktiva insatserna från världens ledande laboratorier riktas nu mot allt detta. Hundratals oberoende och interlaboratoriska forskningsprojekt är dedikerade till att uppnå dessa mål. Det återstår att hoppas att som ett resultat av de gemensamma ansträngningarna från världens vetenskapliga centra, mer än effektiva metoder behandling av förlamade patienter.