Мотонейроны - с точки зрения нейрофизиологии

В спинном мозге волокна кортикоспинального тракта образуют синаптические соединения с мотонейронами и вставочными нейронами. Вставочные нейроны задействованы в организации сложных движений, в том числе многосуставных. Помимо движений всем телом, таких как ходьба или прыжки, мотонейроны также могут производить более фрагментированные движения, подобно используемым для хватания предметов кистью или пальцами.

Мотонейроны также передают команды из нервной системы к мышцам. На поперечном разрезе спинного мозга, представленном на рис. ниже, показано расположение вставочных нейронов и мотонейронов внутри спинного мозга.

Организация двигательного тракта. Расположение вставочных нейронов и мотонейронов в левом и правом рогах в передней половине спинного мозга имеет топографическую организацию: латерально расположенные нейроны иннервируют дистальные отделы конечностей (удаленные от средней линии тела), а медиально расположенные нейроны иннервируют мышцы проксимальных отделов тела (расположенных ближе к средней линии тела)

Мотонейроны спинного мозга расположены в передних рогах спинного мозга — выступах, выдающихся из передней поверхности спинного мозга. Передние рога содержат мотонейроны обоих типов. Вставочные нейроны, лежащие ближе к середине спинного мозга, проецируются на мотонейроны. Аксоны мотонейронов иннервируют мышцы тела.

Волокна кортикоспинальных трактов образуют синаптические контакты как со вставочными нейронами, так и с мотонейронами; мотонейроны передают команды из нервной системы к мышцам.

Рисунок выше показывает, что спинной мозг содержит репрезентацию двигательного гомункулуса. Лежащие ближе к боковым поверхностям спинного мозга мотонейроны иннервируют мышцы пальцев и кистей рук, а промежуточные мотонейроны иннервируют мышцы остальных частей рук. Лежащие в медиальной области мотонейроны иннервируют мышцы, обеспечивающие подвижность плечевых суставов и туловища.

Аксоны латерального кортикоспинального тракта в основном образуют соединения с латеральными вставочными нейронами и мотонейронами, а аксоны переднего кортикоспинального тракта — с лежащими в медиальной области вставочными нейронами и мотонейронами.

Чтобы представить себе мотонейроны, соответствующие определенным проекциям зон гомункулуса в коре, давайте еще раз обратимся к рис. ниже.

Идущий из левого полушария кортикоспинальный тракт. Нервные волокна, берущие свое начало в моторной коре левого полушария, идут в ствол мозга, разделяются и переходят в спинной мозг. Латеральный тракт пересекает среднюю линию ствола мозга и дальше спускается по правой стороне спинного мозга — он управляет мышцами конечностей и пальцев на правой стороне тела. Передний (пирамидный) тракт идет по левой стороне тела — он управляет мышцами в области средней линии тела. ЗП — задняя поверхность, ПП — передняя поверхность

Подведите указательный палец к зоне проекции указательного пальца двигательного гомункулуса левого полушария мозга. Если вы проследите за аксонами корковых нейронов в направлении сверху вниз, маршрут вашего пальца пройдет вдоль средней линии ствола мозга и, далее, вдоль правого латерального кортикоспинального тракта.

Конечная точка маршрута — это вставочные нейроны и мотонейроны латеральной области правого переднего рога спинного мозга, расположенного на противоположной (контралатеральной) стороне тела. Проследив за аксонами указанных мотонейронов, вы узнаете, что они образуют синаптические соединения с волокнами мышц, сокращения которых обеспечивают движение указательного пальца.

P.S. Если вы правша, то ваш мозг использует для выполнения этой задачи именно те нейроны, проекции которых вы отслеживаете.

Если вы повторите процедуру, проследив путь от зоны проекции туловища двигательного гомункулуса, расположенной ближе к верхней точке левого полушария головного мозга, ваш палец пройдет по тому же маршруту через верхнюю часть ствола мозга. Однако вам не придется переходить на противоположную сторону тела. Вместо этого ваш палец пройдет вдоль спинного мозга на левой стороне, ипсилатерально исходной точке маршрута.

Конечная точка маршрута — это медиально расположенные вставочные нейроны и мотонейроны левого переднего рога. (В этой точке некоторые аксоны перекрещиваются, переходя на противоположную сторону спинного мозга.) Таким образом, проследив за аксонами таких мотонейронов, вы узнаете, что они образуют синаптические соединения с волокнами мышц, сокращения которых обеспечивают движения туловища на обеих сторонах тела.

Это поможет вам запомнить путь, который проходят аксоны двигательной системы. Нервные волокна, берущие свое начало в зонах проекции конечностей двигательного гомункулуса, в основном составляют латеральный кортикоспинальный тракт, волокна которого перекрещиваются, переходя на противоположную сторону спинного мозга. Они обеспечивают возбуждение двигательных путей, обеспечивающих движения руки, кисти, ноги и ступни на противоположной стороне тела.

Нервные волокна, берущие свое начало в зонах проекции туловища двигательного гомункулуса, напротив, составляют передний кортикоспинальный тракт. Лишь некоторые из этих нервных волокон перекрещиваются поблизости от той точки, где они подходят к спинному мозгу; большая часть таких нервных волокон контролирует мышцы туловища и конечностей на той же стороне тела.

Напомним, что моторная кора отображает репертуар элементарных движений, таких как протягивание руки или подъем (см. рис. ниже).

Естественные элементарные движения. Вызванные с помощью электростимуляции коры головного мозга обезьян элементарные движения и соответствующие зоны первичной моторной и премоторной коры.

Схожие двигательные программы, заложенные в спинном мозге, обеспечивают точность выполнения инструкций, поступающих от моторной коры. По-видимому, латеральные вставочные нейроны отвечают за реализацию таких двигательных актов, как протягивание руки и подведение руки ко рту, а медиальные вставочные нейроны и мотонейроны отвечают за движения всем телом, такие как ходьба.

Напомним, что отделенный от головного мозга вследствие разрыва (к примеру при травмах) спинной мозг по-прежнему сохраняет способность к производству различных движений — такая способность обусловлена тем, что за производство таких движений отвечают вставочные нейроны и мотонейроны спинного мозга.

Помимо кортикоспинальных трактов, существует около 24 других нисходящих проводящих путей, которые идут через ствол мозга в спинной мозг. Они обеспечивают передачу ряда инструкций, в том числе информацию о позе и равновесии, и управление энтеральной нервной системой и некоторыми частями симпатического отдела ВНС.

Видео строение спинного мозга

- Вернуться в оглавление раздела "Нейрофизиология"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.9.2023