Спинной мозг и его работа


Спинной мозг представляет собой длинный белый тяж толщиной примерно в 1 см. Он располагается в особом костном футляре из позвонков и имеет корешки, состоящие из отростков нервных клеток. Корешки спинного мозга образуют многочисленные ветви, которые пронизывают все органы нашего тела густой сетью. Эти ветви и есть нервы, о свойствах которых мы рассказали выше. Нервы образуют периферическую нервную систему. В противоположность ей спинной и головной мозг называется центральной нервной системой.

Если сделать разрез через спинной мозг, то можно увидеть, что его вещество делится по цвету на серое и белое. Серое вещество располагается в центре спинного мозга и образует фигуру, напоминающую бабочку с раскрытыми крыльями. Если рассмотреть эту «бабочку» под микроскопом, то окажется, что она состоит из скопления нервных клеток. В передних крыльях «бабочки» расположены крупные двигательные клетки, а в задних — более мелкие чувствительные. Двигательные и чувствительные клетки связаны друг с другом либо прямо своими отростками, либо через промежуточную, вставочную клетку. Эти клетки образуют центральную часть рефлекторной дуги; периферическую часть ее составляют корешки спинного мозга и их продолжение — нервы.

Ученым долгое время было неясно, какое значение имеет парность спинномозговых корешков. На этот вопрос в 1838 г. ответил французский ученый Ф. Мажанди. Он установил, что если перерезать задние корешки, то парализуется чувствительность. Наоборот, если перерезать передние корешки, то животное сохранит чувствительность, но потеряет способность двигаться. Значит, передние корешки — это двигательные волокна, а задние — чувствительные. Естественно, что и клетки, от которых начинаются эти волокна, разные: чувствительные и двигательные. Следовательно, при любом рефлексе импульс попадает в спинной мозг по задним корешкам, а уходит через передние.

Чувствительные волокна несут раздражение не только от кожи, но и от мышц и сухожилий. Поэтому спинной мозг получает постоянную информацию о состоянии и положении мышц. Мы часто не осознаем это мышечное чувство, но без него просто не могли бы двигаться. Если у человека поражены чувствительные корешки спинного мозга, то при полной сохранности двигательных корешков он не сможет сделать ни одного шага и будет падать, пока не научится контролировать положение ног с помощью глаз. Но если такой человек закроет глаза, он снова упадет.

Итак, мы узнали об одном из основных принципов работы нервной системы. Ученые назвали его обратной связью. Действительно, мышца связана со спинным мозгом не только прямой связью, но и обратной, с помощью которой она как бы докладывает мозгу об исполнении его приказов.

С принципом обратной связи нам часто приходится встречаться в жизни. Обычный домашний холодильник работает по принципу обратной связи. Устройства, позволяющие летчику вести самолет в полной темноте, приборы, управляющие межконтинентальной ракетой, тоже имеют не только прямую, но и обратную связь. И это позволяет исправлять неизбежные ошибки в работе машин.

 

О ТОМ, КАК СТОЛКНУЛИСЬ ДВА ИМПУЛЬСА

Рефлекторная деятельность спинного мозга не могла бы осуществляться без одного очень важного свойства клеток нервной системы. Мы уже знаем, что для нормальной работы клеток мозга необходимо, чтобы они находились в деятельном состоянии, в состоянии возбуждения. Но это только одно условие нормальной работы нервной системы. Другое важное условие — наличие торможения — долгое время было неизвестно. Торможение в центральной нервной системе в 1862 г. открыл знаменитый русский физиолог И. М. Сеченов в опытах на лягушках.

Он доказал, что нервные клетки под действием внешних факторов могут не только возбуждаться, но и тормозиться. Нормальная рефлекторная деятельность центральной нервной системы возможна лишь при наличии двух противоположных процессов — возбуждения и торможения. Они постоянно сменяют друг друга. Наша обычная ходьба или бег невозможны без этих двух процессов. Когда мы при ходьбе сгибаем одну ногу, другая нога разгибается. Значит, во время сгибания одной ноги тормозится рефлекс сгибания другой и усиливается рефлекс разгибания ее. Это взаимное влияние рефлексов называется сопряженной иннервацией. Она имеет большое значение для точных координированных движений тела. Сопряженная иннервация может нарушаться от усталости. Вспомните, как в туристском походе вы бодро шагаете утром и спотыкаетесь к вечеру после трудного перехода. Это и есть нарушение сопряженной иннервации.

Забавный пример по согласующей работе спинного мозга приводил на своих лекциях советский физиолог А. А. Ухтомский. Представьте, что по дороге бежит собака. Внезапно ее кусает блоха. Пока собака пытается одновременно бежать и чесать укушенное место, у нее ничего не получается, кроме беспорядочных движений. Чтобы был практический толк, необходима последовательность в выполнении рефлексов. И собака приспосабливается: пробежит немного, остановится, почешет бок и бежит дальше. Как же это происходит? В спинной мозг одновременно пришли два сигнала. Один требует: «беги!», а другой — «чешись!» Спинной мозг в каждый отрезок времени выбирает что-нибудь одно. И поэтому в работу включается только одна рефлекторная система, а другие затормаживаются. Почему это необходимо? Да потому, что исполнитель рефлексов один и тот же — нога собаки.

Уже давно установлено, что чувствительных клеток в спинном мозге значительно больше, чем двигательных. Значит, на одни и те же двигательные клетки спинного мозга падают раздражения от самых различных чувствительных клеток. Регулируют подачу стимулов к двигательным клеткам особые переключательные клетки.