По косточкам: сегменты спинного мозга можно рассчитать

Сегменты спинного мозга растут с разной скоростью в зависимости от созревания расположенных в них нейронных сетей. При этом в любом возрасте их относительные длины можно рассчитать математически. К такому выводу пришли сотрудники подведомственного Минобрнауки России Института физиологии имени И. П. Павлова РАН. Результаты их работы важны как для экспериментальных исследований спинного мозга, так и для планирования клинических при восстановительной терапии.

«Наши исследования показали, что можно предсказать характеристики одного сегмента спинного мозга на основе описания определенного позвонка. Устанавливать же соотношения между различными сегментами помогают уравнения кубической регрессии. Эти показатели важны как для экспериментальных исследований спинного мозга, так и для планирования клинических воздействий. Поскольку нейронные сети, отвечающие за определенные физиологические функции, расположены в разных сегментах, знание динамики положения сегментов относительно позвонков имеет важное значение при выборе зоны электрической стимуляции спинного мозга при восстановлении двигательной функции конечностей, функций мочевого пузыря и кишечника», — сообщила кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории нейроморфологии Института физиологии имени И. П. Павлова РАН Полина Шкорбатова.

По словам исследователей, различные сегменты растут с разной скоростью, характеризующей созревание расположенных в них нейронных сетей. Например, скорость роста нижнегрудных сегментов приблизительно в два раза выше скорости роста нижнепоясничных и крестцовых. При этом в любом возрасте относительные длины сегментов можно вычислить с помощью уравнений кубической регрессии, что позволяет предсказать характеристики одного сегмента на основе характеристик определенного позвонка.

На фото: А). Положение сегментов спинного мозга по отношению к позвонкам для 35-дневных и взрослых животных. Видно нисхождение сегментов T13, L1 и L2 — меняется угол отхождения их корешков, в то время как угол отхождения корешков сегментов L5–L6 не изменяется. Б). Аппроксимация относительных длин сегментов с помощью уравнений кубической регрессии для животных разного возраста

В экспериментах специалисты сравнивали относительные размеры сегментов нижнегрудного, поясничного и крестцового отделов. Ученые, в частности, увидели, что скорость роста верхних сегментов позвоночника значительно выше, чем нижних.

Известно, что у млекопитающих спинной мозг короче, чем позвоночный канал, в котором он располагается. Именно эта анатомическая особенность позволяет врачам делать эпидуральную анестезию нижней части тела без риска повредить спинной мозг. При этом зоны спинного мозга, выделяемые на основании отхождения от спинного мозга корешков, оказываются смещенными относительно соответствующих им позвонков.

Как пояснили физиологи, такое положение спинной мозг занимает не сразу: у эмбрионов на ранних стадиях развития длины спинного мозга и позвоночного канала равны. Затем, в процессе внутриутробного развития и роста после рождения, позвоночник растет быстрее и как бы «обгоняет» спинной мозг — этот феномен называется «восхождением» спинного мозга. В большинстве исследований этот сложный процесс оценивается посредством единственного параметра — положения конца спинного мозга.

«Мы изучали рост позвоночника и спинного мозга при нормальном развитии. Случаи с имеющимися нарушениями развития, травмами или генетическими аномалиями требует частного рассмотрения», — пояснила Полина Шкорбатова.

Исследование выполнялось по грантам РНФ и РФФИ. Результаты опубликованы в одном из научных журналов.