Ответ на пост «Срез спинного мозга»

Наконец дошли руки вдумчиво разобрать и объяснить, что же мы видим в этой красоте. Спасибо @mikrofoto за необрезанное фото.
Для начала, чтобы лучше понимать увиденное, немного разберёмся в строении нервной ткани.

Ответ на пост «Срез спинного мозга» Гистология, Спинной мозг, Нервная система, Биология, Ответ на пост, Длиннопост

Основные клетки нервной ткани - нейроны. Как и все клетки, они имеют оболочку, цитоплазму, ядро и прочие органеллы. Отличает их форма. От тела (основной части) нейрона отходит множество отростков. Большинство из них - дендриты. И всего один аксон. По дендритам сигналы идут строго в сторону тела, по аксону - строго от тела. 
Так как аксоны могут быть длинной более метра, на них имеется миелиновая оболочка. Её наличие существенно ускоряет проведение нервного импульса. А ещё она имеет белёсый цвет. Поэтому участки спинного и головного мозга, в которых аксоны собираются в пучки (нервные волокна), называются белым веществом. Серое вещество - это участки, где собрались тела нейронов. Разумеется, аксоны в сером веществе тоже присутствуют, но среди тел клеток и дендритов их заметить сложнее.
Ну а теперь к нашему срезу. За нормальным фото прошу обращаться сюда, я же тут начирикала  поясняющую схему.  Правда, сначала пришлось фото перевернуть. В анатомии имеются некоторые традиции, как размещать органы при демонстрации. И спиной мозг мы поворачиваем так, будто животное лежит на животе. Синий прямоугольник - фрагмент из оригинального поста.

Ответ на пост «Срез спинного мозга» Гистология, Спинной мозг, Нервная система, Биология, Ответ на пост, Длиннопост

Даже без моих подсказок можно заметить структуру в форме буквы Н. В учебниках по анатомии ещё любят писать, что она в форме бабочки, но никто, кроме самих анатомов этого сходства не видит. Это серое вещество. И судя по его толщине, мы имеет дело со срезом из поясничного отдела. На фото мы видим мешанину клеток разных форм и их отростков. Нервные ядра (скопления нервных клеток, выполняющих одинаковую функцию) не только тянут свои отростки в белое вещество, но и друг к другу. Выделяют задние (ЗР) и передние рога (ПР). В задние рога приходят сенсорные сигналы из тела. Там лежат ядра, которые перенаправляют эти сигналы вверх (на осознание головным мозгом) или в передние рога на мгновенный ответ (например отдёргивание конечности от огня). В передних рогах лежат двигательные ядра, которые дают мышцам сигналы к движению. Так как это поясничный отдел, данные сигналы относятся к пояснице и задним конечностям.

Ответ на пост «Срез спинного мозга» Гистология, Спинной мозг, Нервная система, Биология, Ответ на пост, Длиннопост

На схеме выше иннервация из поясничного отдела указана фиолетовым. Для животных и человека она будет аналогичной.
Вокруг серого вещества - белое. Нервные волокна (пучки аксонов в миелиновой оболочке), объединенные в проводящие пути. На фото белое вещество мы видим множеством точек - это отдельные аксоны, разрезанные поперёк. Каждый несёт сигнал от какого-либо рецептора или к какой-либо мышце или железе. Белое вещество спинного мозга можно поделить на три канатика: задний (ЗК), боковой (БК) и передний (ПК). Думаю, уже понятно, что канатиками их назвали по аналогии с канатами, которые собираются из множества мелких верёвочек.
Проводящие пути делят на восходящие (несут сенсорную информацию от тела в головной мозг) и нисходящие (несут команды из головного мозга в тело). И тут хотелось бы сказать, что есть чёткое разделение, какие пути в каких канатиках лежат... Но увы. Ниже представлена схема проводящих путей и ядер спинного мозга (Анатомия человека, М. Р. Сапин, Э. В. Швецов). На фото выше я схематично выделила синим цветом восходящие пути, красным - нисходящие. Для удобства, по половине среза.

Ответ на пост «Срез спинного мозга» Гистология, Спинной мозг, Нервная система, Биология, Ответ на пост, Длиннопост

На фото из первого поста, вызвавшем такой интерес, часть белого вещества мы видим не точками (срезанными поперёк аксонами), а линиями. Вставляю здесь только фрагмент, чтобы было понятно. Белой линией показана граница серого и белого вещества. Под этой границей - белая спайка спинного мозга. Аксоны в ней идут не вдоль, а поперёк, поскольку они соединяют левую и правую половины белого вещества.

Ответ на пост «Срез спинного мозга» Гистология, Спинной мозг, Нервная система, Биология, Ответ на пост, Длиннопост

Между передними канатиками на фото мы видим достаточно широкую переднюю срединную щель. Между задними канатиками тоже есть щель (задняя срединная), она обычно заметна хуже. В центре серого вещества - центральный спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Она поддерживает постоянство давления и гомеостаз в спинном мозге. Вокруг белого вещества (на фотографии среза частично отвалились) оболочки спинного мозга. Они защищают мозг и питают его благодаря пронизывающим их сосудам.

Надеюсь, хоть кому-нибудь это было интересно, а подписавшиеся специально ради этого поста остались удовлетворены.

Наука | Научпоп

7.8K поста78.9K подписчика

Добавить пост

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.

2
Автор поста оценил этот комментарий

Почему повреждения спинного мозга являются невосстановимыми?

раскрыть ветку (1)
7
Автор поста оценил этот комментарий
Потому что "нервные клетки не восстанавливаются". Ну, не совсем так. Если повреждено только белое вещество, аксоны могут восстановиться. Но зависит от степени повреждения. Чем больше нервов затронуто - тем меньше шансов, что они удачно срастутся (или их сошьет нейрохирург). А вот сами ядра (серое вещество) в спинном мозге не регенерирует никак.
При регенерации других тканей может быть два варианта: либо делятся взрослые клетки этой ткани, либо у ткани есть ресурс низкоспециализированных клеток (они уже не стволовые, но в пределах одной ткани могут делиться и специализироваться). Нейроны же делиться не могут, а ресурс новых клеток у человека есть только в гиппокампе (зона мозга, ответственная за память; и дальше гиппокампа они не расползаются).
Сейчас активно идут исследования того, как способные к делению и специализации клетки перенаправлять из гиппокампа в другие части нервной системы.
показать ответы
4
Автор поста оценил этот комментарий

Вот что подумалось. Я не нейробиолог, но насколько имею представление, прикинуть могу:

Средняя скорость прохождения сигнала по нервам около 120 м/с. Если взять размер нейрона 10 мкм, то время его срабатывания 80 нс, что соответствует "тактовой частоте" 12 МГц.

Дальше. Нейрон обрабатывает аналоговую информацию глубина которой, я думаю, не превышает 10 бит, пусть даже 8 (если бы было больше, то нас бы жестоко глючило из-за электромагнитных помех, которые есть в наших домах). В общем и целом нейрон занимается тем,  что перемножает приходящие сигналы на их "веса" и потом между собой.


Теперь обратимся к вычислительной технике. Чтобы смоделировать работу нейрона, нужно целочисленное перемножение восьмибитных слов. Никаких плавающих точек. При этом в реальной работе как правило резко меняется только один входной сигнал, остальные (вялые, фоновые) могут быть давно перемножены и храниться в кеше. Поэтому примем, что на одно "срабатывание" нейрона нужно в среднем два такта максимум.

Возьмём средний современный процессор: 4 ядра по 64 бита, 4 ГГц. Каждое ядро 2 млрд раз в секунду может выдавать решения за 8 нейронов, или за 1330 нейронов в реальном времени. Весь процессор, стало быть, заменит 5300 нейронов.

В организме человека примерно 100 млрд нейронов. Таким образом наша нервная система обладает мощностью в 19 млн десктопных процессоров. Применив закон Мура с основанием в 18 месяцев, можно прикинуть, что процессор, на котором можно запустить человеческий разум, будет серийно выпускаться примерно через 40 лет.


Специалисты в обеих областях, простите меня за глазное кровотечение, я хотел лишь хоть как-то прикинуть одно к другому.

раскрыть ветку (1)
4
Автор поста оценил этот комментарий
Только добавьте сюда, что размеры у нейронов сильно отличаются, а их "время срабатывания" зависит не только от размера. Плюс есть ещё порог срабатывания, зависящий от входящего сигнала и состояния самого нейрона. Про глубину информации сказать ничего не могу, это не моя область.
1
Автор поста оценил этот комментарий

Понятненько. А откуда тогда берутся опухоли нервной системы?

раскрыть ветку (1)
4
Автор поста оценил этот комментарий

Любая опухоль - это сломанный механизм деления и специализации клеток. Нейроны в норме не должны делиться, но в случае нарушения процессов они могут образовывать опухоли. Кроме нейронов в нервной системе есть и другие клетки, называемые глией. Они защищают, изолируют, питают нейроны. Клетки глии делятся как и клетки других тканей. Чаще всего опухоли мозга развиваются именно из глии.

показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий

Скажите, а почему после запоя начинается, типа, эпилептическая трясучка тела?

Что так сильно нарушает этанол в проведении импульсов?

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий
В нервной системе в балансе находятся возбуждающие и тормозящие процессы. "Трясучка" возникает из-за угнетения тормозящих функций.
показать ответы
8
Автор поста оценил этот комментарий

Строение нейронов это довольно простая тема, достаточно широко известная. А вот как они работают, как передают нервный импульс по трубочке аксона - это высшая математика). В вузах курс физиологии как раз начинается с этой адски сложной темы физиологии возбудимых тканей и потенциала действия.

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

О-оо! Уравнение Ходжкина-Хаксли мне в кошмарах порою снится.

2
Автор поста оценил этот комментарий

Прекрасное описание! И простыми словами. Спасибо!

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Спасибо за отзыв) Я правда старалась понятно написать. Обычно приходится объяснять людям с багажом хотя бы начальных курсов биологии.

Автор поста оценил этот комментарий


Читал где-то, что ещё из носа берут клетки на нейронную "рассаду" 🌱

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий
Забирают рецепторные клетки из обонятельного эпителия. Там  имеются молодые клетки, специализацию которых можно остановить.
Этот эпителий, кстати, и разрушается во время ковида. Восстанавливается потом с переменным успехом.
показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий
Я спинальник, мне интересно изучить тему спинного мозга, проходящих путей и спастики. Много поверхностной информации прочитал, но хотел бы узнать побольше, посоветуйте для не специалиста материал для прочтения)
раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Я для непрофессионалов мало чего знаю. Или совсем детский уровень, или надо базу иметь.
Советую выучить термины: нейрон, аксон, дендриты, нервный путь, серое и белое вещество мозга, нервные ядра (их иногда ещё ганглиями называют). Это есть даже в школьной программе. И уже с этой базой почитать функциональную анатомию нервной системы Гайворонского. Там сухим языком написано, но очень подробно.
Автор поста оценил этот комментарий

Скажите, а ночные судороги ног имеют тоже происхождение?

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Это нельзя сказать, не зная анамнеза. Для такого симптома причин может быть полно, от дефицита магния до опухоли мозга.
Автор поста оценил этот комментарий

Рисунок с расположением проводящих путей и ядер - ностальгия) мы на анатомии в универе также рисовали)

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Мы еще и продольно по сегментам спинного мозга и ствола головного рисовали... И отвечали на экзамене. Это, правда, магистратура уже была.

показать ответы