مسیر عصبی انتقال پیام های حسی در نخاع (سامانه حسی-پیکری):

در نخاع، ماده سفید، ماده خاکستری را دربرگرفته و ماده خاکستری، منظره ای شبیه به پروانه (H شکل) دارد که در وسط آن، مقطع مجرای مرکزی central canal (مجرای اپاندیم ependymal canal) قرار گرفته است. بنابراین، نخاع هم، به دلیل برخورداری از ماده خاکستری می تواند در ارتباط با پردازش های اطلاعات، اهمیت داشته باشد (درنتیجه، پایین ترین سطح پردازش کننده اطلاعات در CNS ، نخاع محسوب می شود).

در سامانه های حسی به ویژه حس های پیکری، نقشی از نخاع مربوط به انتقال پیام های عصبی از طریق ماده سفید نخاع مورد توجه است. در ماده سفید، ساختارهایی ازجمله تعداد زیادی آکسون میلین دار وجود دارد. ماده سفید می تواند به بخش های مختلفی تقسیم شود.

در ماده سفید نخاع تعداد زیادی مسیر عصبی (tract) وجود دارد که برخی مسیرهای حسی و بعضی مسیرهای حرکتی دربرگرفته اند. مبدأ مسیر حسی، خارج از CNS یعنی محیط و مقصد نهایی، مغز است که اطلاعات اِعمال اثر محرک را دریافت و به CNS مخابره می کنند. مبدأ مسیر حرکتی، مغز و مقصد آن، ساختارهای خارج CNS مانند عضلات ارادی و غدد با مسیرهای هرمی یا خارج هرمی می باشند. راه هرمی (قشری-نخاعی)، جنبه ارادی (اراده انسان) است که به عمل حرکتی منجر می شود. راه خارج هرمی به مسیر هرمی کمک می کند و طرح عالی (ظریف و ماهرانه ای) را به اجرا می گذارد تا الگوی ارادی به حرکت درآید؛ همچنین به حفظ تعادل بدن کمک می کند. گاهی عضلات ارادی بدن تحت تاثیر مسیرهای حرکتی خارج هرمی می توانند دچار انقباضات غیرارادی شوند (مانند لرزیدن قبل از تب که نشانه حرارت بالا است تا زمانی که قطع شود).

.

دو مسیر عصبی-نخاعی بسیار مهم برای حس های پیکری وجود دارد (مسیرهای عصبی مربوط به حس های پیکری در نخاع):

(مسیر عصبی اول مربوط به حس های پیکری در نخاع)

1. ستون خلفی (Posterior Column): یکی از مسیرهای عصبی یا سامانه های عصبی، سیستم ستون خلفی (نوار مانند Lemniscus) مرتبط با مخابره پیام های عصبی حس های پیکری در نخاع است که بخشی از ساختمان ماده سفید نخاع (در مجاورت ستون مهره های پشتی) می باشد. در واقع، بخشی داخل مغز (موقعیت آناتومی آن در CNS) است که از محیط شروع شده، داخل نخاع امتداد پیدا کرده و بصورت باریکه نوار مانندی (در بخش میانی) در مغز درآمده است. این سیستم مربوط به حس های پیکری با حس های دقیق جهت مخابره پیام های عصبی مرتبط می باشد مانند لمس، فشار، لرزش و حس های وضعیتی دقیق.
2. ستون قدامی (در مجاورت سطح شکمی) و ستون جانبی (در جداره نخاع) قرار دارند.

.

شاخص هایی که درمورد سامانه های حسی (مسیر عصبی ستون خلفی یا سیستم Lemniscus) باید به آنها توجه کرد که برمبنای آنها می توان حواس مختلف در سیستم های حسی گوناگون را مقایسه کرد:

1. شاخص وفاداری انتقالی (fidelity): در بعضی مسیرهای عصبی-حسی، هنگام انتقال یا مخابره اطلاعات به مغز، مغز می تواند موقعیت مکانی و شدت محرک را به خوبی درک کرده؛ یعنی اطلاعات محرکی که اثر کرده، با وفاداری زیادی به مغز، مخابره می شود. مغز می تواند موقعیت را دقیق تشخیص دهد و متوجه تغییر شدت محرک شود. هرچه تعیین موقعیت مکانی اِعمال اثر محرک و تغییرات شدت اثر محرک، درک دقیق تری برای مغز داشته باشد، در این مسیر عصبی، وفاداری انتقالی سیستم Lemniscus بالاتر است مانند fine touch (لمس سبک)، pressure (فشار سبک)، vibration (لرزش) و…. برای مثال، احساس کردن حرکت حشره بر روی پوست.
2. شاخص سرعت انتقال پیام عصبی در Lemniscus (سرعت بالا): حس وضعیتی (proprioception)؛ مغز لحظه به لحظه وضعیت اندام های مختلف و مفاصل را می داند به لحاظ اینکه تحت چه نیرو و فشاری قرار گرفتند؟ چقدر کشیدگی داشته اند؟ بدن نسبت به محیط پیرامون سه بعدی چه امتدادی داشته است؟ (معروف به حس حرکت). اطلاعات عصبی-حسی بسیار دقیق از بعضی گیرنده های موجود در پوست، مفاصل یا عضلات لحظه به لحظه باید به مغز، به ویژه مخچه، مخابره شوند و اطلاعات دقیق (و پرسرعتی) را درمورد حالت و وضعیت دقیق این ساختارها در اختیار مخچه قرار دهند (اطلاعات حسی وضعیتی) تا منجر به کنترل تعادل بدن شود و اجرای عمل حرکتی ماهرانه و ظریف به خوبی صورت گیرد.

.

(مسیر عصبی دوم مربوط به حس های پیکری در نخاع)

1. مسیر نخاعی-تالاموسی (spinothalamic): این مسیر در قسمت های قدامی و جانبی یا طرفی ماده سفید نخاع قرار گرفته که برمبنای مبدأ و مقصد، نامگذاری شده است؛ این مسیر عصبی حسی در انتقال پیام های عصبی-حسی مانند حس درد، خارش، حرارت (گرما و سرما)، قلقلک و فشارهای عمیق نقش دارد. این مسیر، وفاداری انتقالی و سرعت هدایت کمتری دارد.

.

{خلاصه مسیر عصبی-حسی ستون خلفی (dorsal columns) که بسیار دقیق است مانند حس وضعیتی}

انواع نورون ها در هر یک از مسیرهای حسی حضور دارند و نقشی را به اجرا می گذارند. وضعیت ستون خلفی از سطح نخاعی (سطح اول) شروع شده، سپس از بصل النخاع (سطح دوم) وارد مغز میانی (سطح سوم) و درنهایت، وارد ساختارهای قدامی تر مغز (سطح چهارم) می شود. این چهار سطح از مسیرها مورد تاکید هستند. سیستم های حسی با گیرنده های حسی به عنوان نخستین صحنه پرداز، پیام های عصبی را با گیرنده های محیط، ایجاد و منتشر می کنند تا به سمت نخاع وارد شود.

.

در مسیر ستون خلفی، سه نوع نورون با هم سیناپس می دهند (مجموعه نورون های موجود در ستون خلفی):

1. نورون های شماره یا گروه یا دسته اول (Type 1 or First Order):

اطلاعات حسی را از گیرنده های حسی دریافت می کنند تا پیام عصبی را به درون نخاع مخابره کنند. گیرنده های حسی این نوع نورون، خارج از CNS از بافت های محیطی منشأ می گیرند. ساختاری در نخاع به نام “عقده ریشه ای پشتی یا گانگلیون حسی ریشه ای پشتی (dorsal root ganglion)“، (تجمع عقده های حسی) است.

31 عصب زوجی نخاعی وجود دارد که هر عصب نخاعی شامل دو قسمت است که با 2 ریشه (root) نامگذاری می شوند. یکی از ریشه ها، ریشه حسی و دیگری، ریشه حرکتی است که از نخاع، خارج شده و درنهایت، بهم ملحق می شوند و عصب نخاعی (Spinal Nerve) را تشکیل می دهند. در ریشه حسی، بخش متورم تر وحجیم تر، “عقده عصبی حسی (sensory ganglia)” است.

اجسام سلولی نورون T1 در عقده های ریشه پشتی قرار دارند. امتداد نورون ها و آکسون وارد نخاع می شود و در ماده سفید به سمت بالا صعود می کند (که در سطح پشتی نخاع، ماده سفید، مسیر ستون خلفی قرار دارد)

1. این مسیر ادامه می یابد تا به بصل النخاع برسد و در آنجا با نورون های نوع دوم (Type 2 or Second Order) در محل 2 هسته بصل النخاع، سیناپس دهند. هسته های عصبی مربوط به مسیر ستون پشتی، هسته گراسیل (gracile nucleus) و کونئات (cuneate) هستند.

نورون های T1 در نخاع در همان سمت هستند (همان طرف ipsilateral) که به سمت بالا حرکت می کنند تا به بصل النخاع برسند (بنابراین، منشأ یا مبدأ نورون T2، بصل النخاع است) و آنجا آکسون های نورون T2 با هم، تقاطعی ایجاد می کنند و به سمت مقابل مغز میانی می روند (طرف مقابل contralateral).

1. آکسون نورون T2 با باریکه میانی (medial lemniscus) امتداد می یابد تا به تالاموس برسد و آنجا با نورون نوع سوم (Type 3 or Third Order) سیناپس دهد (مبدأ سیناپس نورون های T3، تالاموس است) و درنهایت آکسون آن به قشر مغز (قشر حسی پیکری؛ ایستگاه نهایی مسیرها) می رود.

مسیر دوم، نخاعی-تالاموسی که از نظر تکاملی نسبت به مسیر ستون خلفی، قدیمی تر بوده و زودتر ایجاد شده است.

نورون T1 از گیرنده های حسی منشأ گرفته، جسم سلولی در همان عقده ریشه حسی پشتی قرار داشته، آکسون وارد نخاع شده و برخلاف مسیر قبلی (ستون خلفی)، در خود ماده خاکستری با نورون های T2 سیناپس می دهد؛ جسم سلولی T2 داخل نخاع، تقاطعی ایجاد می کند و آکسون در طرف مقابل تا خود تالاموس بالا می رود، سپس نورون های T3 از تالاموس منشأ گرفته و به قشر حسی پیکری (ایستگاه مقصد) می روند.