Пірамідна система: будова та функції

Неврологія є найбільш точною наукою в медицині. Такою її робить топічна діагностика. Топічна діагностика дозволяє лікарю-неврологу за допомогою молоточка, розпитування та огляду, а також при виконанні проб і тестів локалізувати в ряді випадків вогнище ураження, що знаходиться в голові або спинному мозку з точністю до міліметра. Але раніше ця наука була прикладної, а ще раніше – описової, як і вся анатомія.

В результаті з’явилися такі назви, як «ніжки мозочка», «шкаралупа», «огорожа», «горбки четверохолмия», «водопровід», що проходить в глибині головного мозку, і багато інших освіти. Функції їх були довгий час абсолютно невідомі. Вчені розуміли, що головний і спинний мозок складається із сірої і білої речовини, але це, мабуть, і була єдина відмінність. Внутрішня структура не піддавалася аналізу.

Не були поки ще винайдені барвники, які дозволяли б точно показати нейрони і довести, що центральна нервова система складається з клітин, що мають самі довгі відростки (інколи до метра в довжину). Не була винайдена наука нейроанатомия. І тільки після появи клітинної теорії Вирхова, яка ставила функцію органу в пряму залежність від його клітинного складу після появи фізіології, яка вивчала функції нейронів, і чим вони відрізняються, виникло розуміння цілісної роботи нервової клітини. Наступні кроки були зроблені Сєченовим та Павловим.

Прекрасною ілюстрацією такого «внутрішнього освіти» є пірамідна система. Вона є головним ефекторів: з її допомогою відбуваються всі рухові свідомі акти. Якби пірамідна система була відсутня, то ми були б нерухомими тваринами, як губки або моховинка, і вся цивілізація була б неможлива. Зазвичай кажуть, що цивілізація створена мозком людини і його руками, але при цьому забувають сказати, що пірамідне шлях є як раз тим посередником, який доводить мозкові імпульси на рух до м’язів.

Які функції пірамідної системи? Яка схема пірамідних шляхів? Про це ми і розповімо.

Що це таке?

Пірамідні провідні шляхи (або система) – це друга назва кірково-спинномозкових, еферентних, або низхідних шляхів. Ці шляхи починаються в прецентральной звивині, в її сірому речовині. Саме там знаходяться тіла нейронів, які народжують імпульси на команди до поперечно, або скелетній мускулатурі. Ці імпульси є свідомими, пірамідальна система підкоряється нашій волі.

Пірамідна та экстрапирамидная система (несвідома) об’єднані в єдину систему руху, координації рівноваги і м’язового тонусу.

Закінчуються пірамідні шляху в передніх рогах спинного мозку на різних його рівнях – від шиї і до крижів. Саме там відбувається перемикання на великі мотонейрони, які безпосередньо закінчуються нервово-м’язовим з’єднанням, в якому медіатор ацетилхолін дає сигнал на м’язове скорочення. Таке визначення трохи розпливчасто, зате пояснює суть. Розглянемо докладно анатомію і організацію корково-спинномозкового шляху і його структур на різних рівнях.

Кора

Пірамідні шляхи починаються в прецентральной звивині, а точніше – в особливому її поле, яке вузькою смугою проектується вздовж неї, знизу вгору. Ця смуга має назву цитоархитектонического поля № 4 по Бродману (так, у кори головного мозку, як і у земної кори, є своя архітектура і архітектоніка).

У цьому полі знаходяться гігантські (вони і справді, дуже великі) пірамідні клітини Беца (в пам’ять про російською гистологе і анатоме Володимирі Беце, що відкривав у 1874 році ці клітини). Їх завдання – генерувати імпульси для точних і цілеспрямованих рухів.

В нижніх відділах знаходяться нейрони, що відповідають за рух глотки і фонацию, потім, вище – клітини, які іннервують мімічні м’язи, руки, потім тулуб і ноги.

Якщо ви заб’єте» в пошуковику назву «руховий гомункулус», то ви побачите картинку, як між ними розподіляються відносні «потужності» цієї зони кори. Величезна частина нервових клітин відповідає за мімічні рухи кистей і пальців рук, а також за мімічну і вокальну мускулатуру. А ось іннервація ніг, які виробляють невелику кількість стереотипних рухів, обходиться малим числом клітин.

Коркові імпульси, народжені великими клітинами Беца (наприклад, ви задумали поворухнути пальцем руки), повинні дійти як можна швидше до м’язи. Адже це не вегетативна нервова система, яка «потихеньку господарює» всередині організму. Від якості та швидкості довільних рухів залежить, наприклад, добування їжі. Тому аксони цих нейронів добре ізольовані, «по вищому класу». Їх волокна мають товсту, мієлінову оболонку. Це – «еліта» серед всіх провідних шляхів, до них відносять лише 3-4% аксонів від загального обсягу пірамідної системи. Інші джерела імпульсів – це більш дрібні нейрони які знаходяться в інших шарах кори.

Крім поля Бродмана, є і ще премоторные поля, які віддають свої імпульси, їх відносять також до кортикоспинальному шляху. Потрібно пам’ятати, що всі коркові структури, про яких ми згадали, виконують руху на протилежній стороні тіла. Ліві нейрони народжують руху праворуч, і навпаки. Справа в тому, що майже 90% всього обсягу волокон здійснюють нижче перехрест, і переміщуються на іншу половину тіла. Що ж відбувається далі?

Перша «розвилка» і корково-ядерний шлях

Всі знають, що крім м’язів на руках, ногах і тулубі, є ще мускулатура на обличчі та голові. Ще до проходження внутрішньої капсули (див. нижче), пучки розділяються. Тому перший, більший, пучок від кори йде для іннервації кінцівок і тулуба, а другий – менший – для перемикання на рухові ядра черепно-мозкових нервів, є також частинами довільного і свідомого руху. Перший залишається пирамидным пучком, а другий отримав назву корково-ядерного, чи кортико-нуклеарного шляху. До цих нервах, «отримують пірамідне харчування», відносять:

  • Глазодвигательный нерв (3 пари) – руху очей і повік;
  • Блоковий нерв (4 пара) — рухи очей;
  • Трійчастий нерв (5 пара) – жувальна мускулатура;
  • Відвідний нерв (6 пара) – рух очей;
  • Лицевий нерв (7 пара) – міміка особи;
  • Язикоглоткового нерв (9 пара) – шілоглоточная м’яз, глоткові констрикторы;
  • Блукаючий нерв (10 пара) – м’язи глотки, гортані;
  • Додатковий нерв (11 пара) – трапецієподібна та грудинно-ключично-сосцевидні м’язи;
  • Під’язиковий нерв (12 пара) – м’язи язика.

Практично, всі нерви, крім чисто чутливих нервів – 1 пар (нюхового) і 2 пари (зорового), отримують іннервацію допомогою тієї частини пірамідного шляху, який називається кортиконуклеарным, або кірково-ядерних. Потім обидва, вже розділилися пучки проходять повз внутрішньої капсули, де особливо щільно лежать провідники. Це місце найвищої концентрації «кабельній мережі» головного мозку.

Внутрішня капсула виглядає як невелика смуга в білій речовині, яка залягає між базальними гангліями. У ній на горизонтальному зрізі видно два «стегна», відхилені в різні боки, і з’єднує їх «коліно». Кортиконуклеарный тракт знаходиться в області «коліна», а отщепившийся вище кортикоспинальный, пірамідне пучок, займає передні 2/3 в «задньому стегні».

Після перемикання на ядра черепно-мозкових нервів, імпульс йде далі, і, вже за окремими нервах підходить до відповідних м’язів. Частина пучків теж перехрещуються, і проводять руху на протилежний бік, а частина – ні. Іншими словами, частина йде контрлатерально, а частина – іпсилатерально.

Власне пірамідне шлях

А що ж головний пучок, який повинен проводити руху до рук і ніг? Він поки що подорожує в надрах мозку, і, по мірі просування його до виходу через великий потиличний отвір, він стає щільнішим і товщим. Після того, як аксони покинуть внутрішню капсулу, праворуч і ліворуч ці пучки проходять у складі середин ніжок мозку, і опускаються до міст, pons. Там пірамідні шляхи формують кожну з половин мосту, і йдуть вниз, оточені «свитою» маси ядер мосту, волокон ретикулярної формації та іншими утвореннями.

Нарешті, залишаючи міст і вступаючи в довгастий мозок, пірамідні тракти починають ставати видимими для ока. З’являються подовжені, і ніби перевернуті піраміди, які розташовані симетрично від центру. Тому так і названі відповідні шляхи, що проводять руху.

Перехід в спинний мозок

Дійшовши до низу довгастого мозку, частина аксонів здійснює перехрест на протилежну сторону, про це говорилося вище. Ця перекрещенная частина формує так званий бічний пучок, а решта неперекрещенной частина називається переднім корково-спинномозковим шляхом. Дивно, але аксони нейронів цього пучка все одно переходять на дзеркальну бік, але вже в тому сегменті спинного мозку, який вони і повинні иннервировать. Перехід виникає в області білої спайки спереду, яка з’єднує праву і ліву половину спинного мозку.

Перехрещені, масивні частини спускаються вниз, звичайно, не самі по собі, а в складі однойменного (tractus corticospinalis lateralis) шляху в спинному мозку. Оскільки на рівні кожного сегмента віддаються волокна, цей пучок стає все тонше, як бурульки, «вмороженностью» в спинний мозок по обом сторонам. Нарешті, в ділянці крижового відділу цей пучок стає зовсім тонким і закінчується.

Майже 90% всіх волокон перемикаються не прямо на рухові мотонейрони у великих рогах спинного мозку, а на інтернейрони нейрони. Ці нейрони безпосередньо утворюють синапси з великими мотонейронами, і відрізняються від них функції. Можна сказати, що маса вставних нейронів, які замкнені в межах одного горизонтального (сегментарного) рівня, контактують з чутливими та руховими нервовими клітинами, і мають деяку автономію. У результаті на рівні кожного сегмента існують полісинаптичні «релейні підстанції». Цим і відрізняються пірамідне і екстрапірамідний шляхи регуляції рухів.

Экстрапирамидная система, що працює в повністю автономному режимі, не потребує такої великої кількості двосторонніх зв’язків, оскільки вона недоступна безпідставного контролю.

Замість висновку

Залишилося сказати кілька дуже важливих слів. Що буде, якщо виникне перешкода на шляху пірамідного пучка? Якщо виникне перерву аксонів внаслідок травми, їх загибель або порушення функції (пухлина, крововилив)? В результаті виникає параліч м’яза, яка залишилася без команди на рух. Неповний параліч, при якому частина аксонів все-таки «добирається» до м’язи, називається парезом, і проявляється слабкістю і гіпотрофією м’язів. Найцікавіше, що при загибелі центрального нейрона, або перерві шляху залишається цілим і неушкодженим другий нейрон – який лежить в передніх рогах спинного мозку і безпосередньо підходить до м’язі. Просто він втрачає «начальство зверху». Такий параліч називається центральним. А про те, що відбувається в результаті центрального паралічу, чому він виникає і як він виявляється – обов’язково буде розказано в наступних статтях

Переклад матеріалу з дозволу автора сайту mozgius