Selkäydin: anatomia ja fysiologia
Selkäydin on osa keskushermostoa yhdessä aivojen kanssa. Sen jatke ulottuu kallon niskakalvosta noin ensimmäiseen lannerangaan asti.
31 selkäytimen hermoa kulkevat selkärangassa. Se koostuu harmaasta aineesta, jossa hermosolut sijaitsevat. Tätä puolestaan ympäröi valkoinen aine, jossa aksonit sijaitsevat. Mielenkiintoista on, että harmaiden ja valkoisten aineiden jakautuminen selkäytimessä on päinvastainen kuin aivoissa. Toisaalta nikamat, tukevat nivelsiteet, aivokalvot ja aivo-selkäydinneste suojaavat selkäydintä.
Selkäydin suorittaa erilaisia toimintoja. Se vastaa tietojen vastaanottamisesta ja käsittelystä aisteihin liittyen (pinnallisella tavalla). Se lähettää myös aivoista motorista informaatiota. Nämä toiminnot ovat elintärkeitä. Loukkaantuminen voi aiheuttaa vakavia vaikutuksia, kuten halvaantumista motorisella tasolla tai herkkyyden menetystä.
Selkäydin: harmaa aine
Tämä harmaa aine sijaitsee, toisin kuin aivoissa, selkäytimen sisäosassa. Se on paikka, jossa hermostolliset elimet sijaitsevat ja jossa tietoja käsitellään. Se jakautuu eri sakaroihin: vatsanpuoleinen, selänpuoleinen, sivuttainen ja välissä oleva.
- Selänpuoleinen: Vastaa aistien tiedoista.
- Väliosa: Paikka, jossa hermosoluja linkittävät interneuronit löytyvät. Ne ovat assosioituneita neuroneja.
- Sivuttainen: Nämä ovat vain rintakehän ja lannerangan kohdalta. Vastaavat kehon homeostaasista, joka säätelee automaattista hermostoa.
- Vatsanpuoleinen: Vastaa motorisista tiedoista.
Harmaassa aineessa on lisäksi useita ytimiä, joilla on erilaiset toiminnot:
- I-IV: vastuussa ulkoisiin aisteihin liittyvistä aistimuksista. Ne tallentavat aistimuksia, joita ne saavat ulkoisista ärsykkeistä, kuten valosta.
- V-VI: vastaa asentoaistimukseen liittyvistä tuntemuksista. Ne raportoivat sisäisesti syntyvistä ärsykkeistä.
- VIII: suorittaa viestintää keski- ja pikkuaivojen välillä. Tämä on paikka, jossa keskiaivoista tulevat neuronit menevät pikkuaivoihin ja päinvastoin.
- IX: motorinen pääalue. Tämä on paikka, johon yhdistyvät motoriselta aivokuorelta tulevat hermosolut ja suorat liikeimpulssit.
- X: ydin, joka ympäröi keskikanavaa ja sisältää hermotukikudosta, jossa on tukihermosoluja.
Selkäytimen harmaa aine on ensisijaisesti motoristen- ja aistitietojen välityspaikka. Sen on myös arvioitava nopeasti tiedot ennen kuin ne saavuttavat määränpäähänsä. Jälkimmäinen toiminto on välttämätön refleksimekanismin aktivoimiseksi hätätilanteissa, kuten erittäin tuskallisen ärsykkeen saaminen.
Selkäydin: valkoinen aine
Selkäytimen valkoinen aine on paikka, jossa on kuituja (aksoneja), jotka lähettävät tietoa ylös ja alas. Sen päätehtävänä on lähettää tietoja. Kuten mustatumake, se on myös jaettu eri osiin. Sarakkeet ovat:
- Selänpuoleinen sarake: Lähettää somaattisia tietoja.
- Vatsanpuoleinen ja sivuttainen sarake: Efferentit polut, jotka ovat vastuussa tietojen lähettämisestä aivoista lihaksille. Ne ovat osa motorista järjestelmää.
Valkoisessa aineessa on erilaisia reittejä – nousevia ja laskevia. Reitit on nimetty niiden kahden rakenteen mukaan, joiden välillä tieto kiertää. Lisäksi kukin kappaleista lähettää erilaisia tietoja.
- Gracile ja cuneate: käsittelevät syrjivää kosketusta ja käsien liikkeitä.
- Anteriorinen ja posteriorinen spinoserebellaarinen: alitajuiset liikkeet, jotka tulevat lihaksista, ihosta, nivelistä ja ihonalaisesta kudoksesta.
- Spino-olivaarinen: vaikka tämä reitti on paikannettu, sen toimintaa ei tunneta tarkasti.
- Spinotalaminen lateraalinen: kipu- ja lämpöaistimukset.
- Spinotektaalinen: afferentti informaatio spinovisuaalisille reflekseille.
- Spinotalaminen etu: kevyt kosketus ja paine.
- Anteriorinen ja lateraalinen kortikospinaalinen: antaa liikkuvuutta ja nopeutta.
- Tektospinaalinen: osallistuu visuaalisten ärsykkeiden liikkeisiin.
- Vestibulospinaalinen: vastaa tasapainon ylläpitämisestä.
- Olivospinaalinen: vaikuttaa motoristen neuronien aktiivisuuteen.
- Rubrospinaalinen: estää ojentavien lihasten aktiivisuuden.
Niinpä selkäytimen valkoinen aine on vastuussa motoristen ja aistitietojen siirrosta monenlaisissa liikkeissä ja tuntemuksissa, jotka ovat yhteydessä useisiin alueisiin.
Nouseva (aistillinen)
Nousevat reitit, kuten nimestä ilmenee, ovat vastuussa ulkoisten aistien keräämien tietojen tai sisäisten ärsykkeiden lähettämisestä aivokuorelle, jossa tehdään niiden syvempi käsittely. Suurin osa nousevista reiteistä päättyy talamukseen, lukuun ottamatta hajuärsykkeitä, jotka kulkeutuvat suoraan hajukäämiin.
Ne ovat nousevia ja alkavat kauempaa sekä antavat tietoa korkeammille keskuksille. Jotkut hermokuiduista yhdistävät selkäytimen eri segmenttejä. Samaan aikaan muut nousevat ylempiin keskuksiin ja yhdistävät selkäytimen aivoihin. Ne tuovat tietoja, jotka saattavat päästä tai eivät pääse tietoisuuteen.
Yksinkertaisimmassa muodossaan tietoisuuteen nouseva reitti koostuu kolmesta hermosolusta. Jotkut afferentit reitit käyttävät kuitenkin enemmän tai vähemmän niitä. Monet nousevilla reiteillä esiintyvistä hermosoluista haarautuvat ja toiset osallistuvat refleksilihasten aktiivisuuteen.
Ne ovat reittejä, jotka ohjaavat tietoa somaattisista reseptoreista. Tällä tiedolla on kaksi pääasiallista siirtymistapaa:
- Nokioseptiivinen reitti: johtaa kipua ja lämpötilaa koskevia tietoja.
- Mekaaninen reitti: välittää tietoa pinnallisesta ja syvästä kosketuksesta, taspainosta ja tärinästä.
Laskeva (motorinen)
Pyramidiradat ovat niitä laskevia (motorisia) hermoratoja, jotka kulkevat pyramidien läpi. Ne ovat vastuussa vapaaehtoisesta, nopeasta, ketterästä, hienosta ja tarkasta liikkumisesta. Tiedon lähettämisessä liikkeen suorittamiseksi on mukana kolme hermosolua. Ne noudattavat tätä rakennetta:
- Hermosolu 1: hermosolu, joka sijaitsee keskimmäisellä ja esimotorisella aivokuorella.
- Hermosolu 2: ei aina esiinny reitillä. Se on interneuroni tai sisäinen neuroni.
- Hermosolu 3: sijaitsee selkäytimen etupuolella. Kaikki pyramidirakenteet menevät ristiin, mikä tarkoittaa, että oikean motorisen aivokuoren vaurio aiheuttaa vahinkoa kehon vasemmassa osassa.
Ekstrapyramidaalinen reitti on vastuussa tahattomista liikkeistä ja se lähtee aivokuoren alaisesta rakenteesta, joka kulkee selkäytimeen. Se säätelee tahattomien liikkeiden (kävely, asento, lihaksen jännitys, valppaustaso ja vaistonvarainen käyttäytyminen) toteuttamista. Toisin kuin pyramidijärjestelmä, se ei käynnisty aivokuoressa, vaan erilaisissa aivokuoren alaisissa rakenteissa.
Laskevien motoristen reittien toinen kriittinen tehtävä on säädellä selkäytimen refleksipiirejä. Selkärangan refleksien sopeutumiskyky voi muuttua käyttäytymisympäristön mukaan. Joskus voimaa tai jopa suuntaa (ojennus tai taivutus) on muutettava siten, että liike mukautuu olosuhteisiin. Laskevat reitit ovat vastuussa näiden muuttujien ohjaamisesta.
Selkäydin ja refleksit
On liikkeitä, joita teemme alitajuisesti ennen kuin liikkeelle pääsevän ärsykkeen aistitieto saavuttaa aivot. Nämä ovat refleksiliikkeitä, kuten käden poistaminen kivunlähteestä tai silmien sulkeminen, kun kuulemme kovaa melua. Emme hallitse näitä liikkeitä.
Refleksi on hermoston yksinkertaisin piiri. Se alkaa reseptoreista, jotka ovat rakenteita, jotka muuttavat ärsykkeen energian muutokseksi perifeerisissä afferentteissa hermoissa. Nämä ohjaavat impulsseja integroivaan keskukseen, interneuroniin. Sitten informaatio siirtyy efferentteihin motorisiin hermosoluihin, niin että efektori (lihas) suorittaa refleksiliikkeen.
Nämä liikkeet johtuvat refleksikaaresta. Hermosolun ydin sijaitsee taemman juuren gangliossa, joka kulkee selkäpuolen läpi, jossa se kommunikoi interneuronin kanssa. Tämä taas on yhdistävä hermosolu, joka integroi informaatiota ja siirtää sen vatsanpuoleisessa sakarassa olevaan motoriseen hermosoluun poistumaan vatsanpuoleista juurta pitkin ja ohjaa hermoimpulssin lihakseen, jotta se supistuu.