Спинной мозг — первый крупный уровень центральной обработки сигналов. Именно сюда поступает значительная часть афферентной информации от тела, и именно здесь начинается её проведение, первичная переработка и включение в соматические и вегетативные ответы. Для физиологии спорта это особенно важно, потому что любой двигательный акт опирается не только на корковые программы, но и на спинальные механизмы проведения, распределения возбуждения, рефлекторной регуляции и сенсорной коррекции.


Общая организация
Спинной мозг расположен в позвоночном канале и представляет собой длинную нервную структуру, которая тянется от головного мозга вниз и у взрослого человека обычно заканчивается на уровне верхних поясничных позвонков. Его длина в среднем составляет около 42–45 см, а ниже места окончания самого спинного мозга в позвоночном канале располагаются уже не его сегменты, а пучок нисходящих корешков, известный как конский хвост.

В норме у взрослого человека от 32 до 34 позвонков, в зависимости от того, как срастаются копчиковые. При этом пар спинномозговых нервов всегда 31, и именно эта сегментарная организация имеет для физиологии принципиальное значение. Каждый сегмент спинного мозга связан с определённым уровнем тела и обеспечивает его чувствительную, двигательную и частично вегетативную регуляцию.

Спинной мозг хорошо защищён механически и трофически (снабжен питанеим). Его окружают позвонки, три оболочки — твёрдая, паутинная и мягкая, — а также эпидуральное и подпаутинное пространства. В подпаутинном пространстве циркулирует ликвор, который выполняет защитную, амортизирующую и средообразующую функции.

Внутреннее строение
На поперечном срезе спинного мозга хорошо различимы серое и белое вещество. Серое вещество расположено центрально и имеет характерную форму, напоминающую бабочку, поэтому его называют бабочкой серого вещества. Оно образовано главным образом телами нейронов, дендритами, синапсами и глиальными клетками, то есть именно теми структурами, на уровне которых происходит локальная переработка информации.

Белое вещество окружает серое и состоит преимущественно из аксонов, образующих проводящие пути. Его функция заключается в передаче сигналов между сегментами спинного мозга, а также между спинным и головным мозгом. В центре спинного мозга проходит центральный канал, содержащий ликвор, хотя основной объём спинномозговой жидкости находится не в нём, а в подпаутинном пространстве вокруг спинного мозга.

Серое вещество подразделяют на передние, задние и боковые рога.

• В передних рогах располагаются тела соматических мотонейронов, аксоны которых направляются к скелетным мышцам.
• Задние рога принимают и первично перерабатывают чувствительную информацию, поступающую от рецепторов.
• Боковые рога особенно выражены в грудных и верхних поясничных сегментах и связаны прежде всего с вегетативной регуляцией, поскольку здесь расположены тела преганглионарных вегетативных нейронов.

Существенную часть серого вещества спинного мозга составляют интернейроны (вставочные нейроны). Особенно велика их роль в задних рогах, где происходит первичная переработка сенсорной информации. Интернейроны не просто передают сигнал дальше, а сопоставляют афферентные входы между собой, фильтруют их значимость, связывают чувствительные потоки с мотонейронами и вегетативными нейронами, а также обеспечивают влияние нисходящих сигналов из головного мозга на спинальные реакции. Именно благодаря интернейронным сетям спинной мозг способен не только проводить, но и локально организовывать ответ.

Форма серого вещества не одинакова на разных участках спинного мозга. Она изменяется от сегмента к сегменту в зависимости от того, какие области тела обслуживает данный уровень. Особенно выражены два утолщения — шейное и пояснично-крестцовое, поскольку именно на этих уровнях сосредоточено большее количество нейронов, обеспечивающих иннервацию верхних и нижних конечностей. В грудном отделе, напротив, относительно сильнее выражены боковые рога, что отражает большую роль вегетативной регуляции внутренних органов.

Соотношение белого и серого вещества по ходу спинного мозга также меняется. В верхних отделах белого вещества больше, поскольку здесь проходят волокна, связывающие головной мозг не только с данным сегментом, но и со всеми нижележащими уровнями. По мере продвижения вниз объём белого вещества уменьшается, тогда как доля серого вещества относительно возрастает.

Также и позвонки отличаются в зависимости от расположения — чем они ниже, тем крупнее, в связи с необходимость выдерживать большую нагрузку.

Корешки и связь с периферией
Связь спинного мозга с периферией осуществляется через задние и передние корешки. По задним корешкам в спинной мозг входят афферентные, то есть чувствительные, волокна, а по передним выходят эфферентные волокна к скелетным мышцам и вегетативным структурам. После соединения переднего и заднего корешков формируется смешанный спинномозговой нерв.

На задних корешках находятся спинномозговые узлы, или спинальные ганглии. В них располагаются тела чувствительных нейронов. Это принципиально отличает их от соматических мотонейронов и преганглионарных вегетативных нейронов, тела которых лежат внутри центральной нервной системы. С морфологической точки зрения чувствительные нейроны спинномозговых ганглиев являются псевдоуниполярными, что обеспечивает быстрое проведение сигнала от рецепторов к спинному мозгу.

Для общей физиологической логики важно, что спинной мозг постоянно работает в режиме двусторонней связи. Он не только передаёт команду к мышце, но и непрерывно получает обратную информацию о длине мышцы, натяжении сухожилия, положении сустава, давлении на кожу и ряде параметров внутренней среды. Благодаря этому любой ответ на спинальном уровне строится не как слепой выходной сигнал, а как результат сопоставления команды и текущего сенсорного состояния.

Проводниковая и интегративная роль
Одна из главных функций спинного мозга — проводниковая. Через белое вещество проходят восходящие пути, по которым к вышележащим отделам мозга передаётся информация о прикосновении, положении тела, боли, температуре и других параметрах, а также нисходящие пути, по которым к спинальным нейронам поступают команды из коры, ствола и подкорковых структур.

Но не менее важна и его интегративная функция. На уровне серого вещества сходятся сенсорные входы, влияния от вышележащих центров и локальные межнейронные связи, после чего формируется конкретный выходной ответ. Поэтому спинной мозг нельзя рассматривать как пассивный проводник между телом и головным мозгом. Он сам перерабатывает информацию, распределяет возбуждение между нейронными группами, регулирует выраженность рефлексов и участвует в организации двигательного ответа.

Наиболее наглядно эта роль проявляется в рефлекторной деятельности. Рефлексы на спинальном уровне обеспечивают быстрые автоматические ответы на изменение состояния рецепторов, положения тела или характера опоры. В спортивной практике именно такие механизмы лежат в основе быстрой коррекции позы, перераспределения мышечного напряжения и сохранения устойчивости при неожиданном изменении условий движения.

Помимо отдельных рефлекторных дуг, в спинном мозге существуют более сложные нейронные сети, способные формировать координированные ритмические двигательные последовательности. Эти сети называют центральными генераторами паттернов. Их строение и роль в организации локомоции и двигательных навыков будут подробно рассмотрены далее, в разделе о физиологии ловкости.

Даже произвольное движение, инициированное корой, не реализуется непосредственно на периферии без участия спинного мозга. На спинальном уровне нисходящая команда конкретизируется, соотносится с текущей сенсорной информацией и распределяется между мотонейронами и вставочными нейронами. Иными словами, спинной мозг выполняет значительную часть реальной исполнительной работы двигательной системы.


Выводы:
В контексте физиологии спорта спинной мозг выполняет роль не просто проводящей магистрали, но и активного уровня управления, без которого невозможна реализация ни одной двигательной задачи.

• Во-первых, он обеспечивает первичную сенсомоторную интеграцию, мгновенно сопоставляя нисходящие корковые команды с непрерывным потоком афферентной (входящей) информации от проприорецепторов и кожных анализаторов.
• Во-вторых, через механизмы рефлекторной регуляции и центральные генераторы паттернов он берёт на себя основной объём бессознательной исполнительной работы: поддерживает заданную позу, перераспределяет мышечный тонус и осуществляет быструю координационную коррекцию при потере равновесия.
• В-третьих, он создаёт тот необходимый физиологический фундамент, над которым надстраиваются все высшие центры. Дальнейшее изучение ствола мозга, промежуточного мозга и коры должно опираться на понимание того, что эти отделы не управляют мышцами «с нуля», а постоянно используют готовые спинальные сети для точного и эффективного выполнения любой моторной программы.