Ryggraden: anatomi och fysiologi
Ryggraden är en del av det centrala nervsystemet (CNS) tillsammans med hjärnan. Den sträcker sig från skallen ned till svanskotan.
31 ryggmärgsnerver är sammankopplade längs med ryggraden. Den består av en kärna av grå substans där nervcellskropparna ligger. Dessa omges i sin tur av vit substans, där axonerna finns. Intressant nog är fördelningen av grå och vit substans i ryggraden raka motsatsen till den i hjärnan. Sedan har vi ryggkotor, stödligament, hjärnhinnan och ryggradsvätska som skyddar ryggraden.
Ryggraden fyller flera funktioner. Den ansvarar för att motta och bearbeta (på ett ytligt sätt) information från sinnena. Den skickar även motorisk information från hjärnan. Dessa funktioner är av vital vikt. En skada kan således få allvarliga konsekvenser, såsom paralys på motorisk nivå eller förlust av känsel.
Grå substans i ryggraden
Den grå substansen ligger i den inre delen av ryggraden, till skillnad från i hjärnan. Det är här nervcellskropparna ligger och platsen där information bearbetas. Den är konfigurerad i olika “horn”: ventrala, dorsala, laterala och mellanliggande.
- Dorsala hornet: ansvarar för information från sinnena.
- Mellanliggande zonen: platsen där mellanneuroner som sammankopplar nervcellerna ligger. De är associationsnervceller.
- Laterala hornet: hittas endast på bröst- och ländryggsnivå. Det ansvarar för kroppens homeostas och reglerar det autonoma nervsystemet.
- Ventralhornet: ansvarar för motorisk information.
Vidare finns det inuti den grå substansen flera kärnor med olika funktioner:
- I-IV: ansvarar för exteroceptiva förnimmelser. De registrerar förnimmelserna de mottar från extern stimuli, såsom ljus.
- V-VI: ansvarar för proprioceptiva förnimmelser. De rapporterar stimuli som genereras internt.
- VIII: utför förmedlingen mellan mesencefalon och cerebellum. Det är platsen där nervcellerna från mesencefalon tar över för att gå till cerebellum och vice versa.
- IX: det huvudsakliga motoriska området. Det är platsen där nedåtgående nervcellskroppar som kommer från motoriska cortex dirigerar rörelseimpulser.
- X: nucleus som omger den centrala kanalen och innehåller gliaceller, som är stödneuroner.
Den grå substansen i ryggraden är primärt en förmedlare av motorisk och sensorisk information. Den måste även göra snabba bedömningar baserat på informationen innan den ens nått sitt mål. Det sistnämnda är nödvändigt för att aktivera reflexmekanismer i nödsituationer, såsom när man uppfattar smärtsamma stimuli.
Vit substans i ryggraden
Den vita substansen i ryggraden är platsen där fibrerna (axoner) finns, som skickar information uppåt och nedåt. Dess huvudsakliga funktion är att skicka information. Likt substantia nigra (svart substans) är den också uppdelad i delar. I detta fall kolumner:
- Dorsala kolumnen: skickar somatisk information.
- Ventrala och laterala kolumnen: de bortledande banorna som ansvarar för att skicka information från hjärnan till musklerna. De utgör en del av det motoriska systemet.
Inom den vita substansen finns det olika rutter – uppåtgående och nedåtgående. Banorna bär namnet hos de två strukturer mellan vilka informationen cirkulerar. Vidare skickar båda banorna olika information.
- Gracilis och cuneatus: hanterar urskiljande beröring och rörelser med händerna.
- Främre och bakre spinocerebellära: undermedvetna rörelser från musklerna, hudleder och subkutan vävnad.
- Spino-olivary: även om denna bana har lokaliserats är dess funktion inte helt förstådd än.
- Tractus spinothalamicus lateralis: smärt- och temperaturrelaterade förnimmelser.
- Spinotektala: inåtledande information för spinovisuella reflexer.
- Främre spinothalamiska: lätt beröring och tryck.
- Bakre och laterala kortikospinala: förmedlar smidighet och snabbhet till rörelser.
- Tektospinala: deltar i rörelser från visuell stimuli.
- Vestibulospinala: ansvarar för att bibehålla balansen.
- Olivospinala: influerar aktiviteten hos motoriska nervceller.
- Rubrospinala: hämmar aktiviteten hos extensormusklerna.
Den vita substansen i ryggraden ansvarar alltså för förmedling av motorisk och sensorisk information i ett brett spann av rörelser och förnimmelser, och kommunicerar mellan olika områden.
Uppåtgående (sensorisk)
De uppåtgående banorna ansvarar för att skicka information som samlats av de externa sinnena (exteroceptiv information) eller inre stimuli (proprioceptiv) till cerebrala cortex (hjärnbarken), där djupare bearbetning äger rum. De flesta av de uppåtgående banorna slutar i talamus, bortsett från doftstimuli, som går direkt till luktloben.
De är uppåtgående, centripetala, sprungna ur periferin och tillhandahåller information till de högre centren. Vissa av nervfibrerna tjänar för att sammankoppla olika segment av ryggraden. Samtidigt går andra uppåt från ryggraden till de övre centren, och sammankopplar därmed ryggraden med hjärnan. De förmedlar alltså information som kan nå medvetandet.
I dess simplaste form består banan som går upp till medvetandet av tre nervceller. Men vissa afferenta banor använder fler eller färre. Många av nervcellerna som finns i de uppåtgående banorna förgrenar sig, medan andra deltar i muskelreflexer.
De är de rutter som dirigerar information från somatiska receptorer. Det finns två huvudsakliga sätt som denna information färdas på:
- Nocioceptiva banor: förmedlar smärta och temperaturinformation.
- Mekaniska banor: förmedlar information om ytlig och djup beröring, proprioception och vibration.
Nedåtgående (motorisk)
Pyramidbanorna är de nedåtgående (motoriska) nervbanorna. De har hand om frivilliga, snabba, smidiga, finmotoriska och precisa rörelser. Det finns tre nervceller som är involverade i att skicka information för att utföra en rörelse. De följer denna krets:
- Nervcell 1: nervcellen som finns i precentrala och premotoriska cortex.
- Nervcell 2: existerar inte alltid i samma bana. Det är en interneuron eller internuncial neuron.
- Nervcell 3: ligger i främre hornet i ryggraden. Alla pyramidbanor uppvisar kontralateralitet, vilket innebär att en lesion i högra motoriska cortex kommer orsaka en skada på den vänstra sidan av kroppen, till exempel.
Den extrapyramidala rutten ansvarar för ofrivilliga rörelser och kommer från vissa subkortikala strukturer som går till ryggraden. Den reglerar alltså igångsättandet av ofrivilliga rörelser (gång, hållning, muskelton, vakenhet och instinktivt beteende. Till skillnad från det pyramidala systemet börjar det inte i cerebrala cortex, utan i olika subkortikala strukturer.
En annan kritisk funktion hos de nedåtgående motoriska banorna är att modulera reflexkretsarna i ryggraden. Anpassningsförmågan hos ryggmärgsreflexerna kan förändras beroende på beteendesammanhanget. Ibland måste styrkan eller till och med tecknet (extension kontra flexion) förändras så att rörelsen anpassar sig till omständigheterna. Nedåtgående banor ansvarar för att kontrollera dessa variabler.
Reflexer i ryggraden
Det finns rörelser som vi gör undermedvetet innan den sensoriska informationen från stimuluset når hjärnan. Dessa är reflexrörelser, såsom att ta bort handen från en het yta eller att sluta ögonen när vi hör ett högt ljud. Vi råder alltså inte över dessa rörelser.
Reflexen är en enkel krets i nervsystemet. Den börjar med receptorerna, som är strukturer som omvandlar energin från ett stimulus till en elektrisk laddning i de perifera afferenta nervbanorna. Dessa driver impulser till integreringscentret – interneuronen. Därefter passerar informationen till de efferenta motoriska neuronerna, så att effektorn (muskeln) utför reflexrörelsen.
Dessa rörelser utförs tack vare reflexbågen. Nervcellens soma är belägen i gangliet av den bakre roten, passerar genom den dorsala där den kommunicerar med interneuronen, vilken är associationsneuronen som integrerar informationen och skickar den till motorneuronen i ventralhornet för att lämna ventralroten och rikta nervimpulsen till muskeln för dess sammandragning.
Bibliografi
Carlson R. (2014). Fisiología de la conducta. Madrid, España: Pearson educación
Tortora G. J., Derrickson B.(2013). Principios de anatomía y fisiología. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana
Kandell E.R., Schwartz J.H. y Jessell T.M.(2001). Principios de Neurociencia. Madrid: McGraw-Hill/Interamericana.