ไขสันหลัง

ไขสันหลัง (อังกฤษ: spinal cord)คืออวัยวะที่มีลักษณะเป็นท่อยาวผอม ซึ่งมีเนื้อเยื่อประสาทเป็นส่วนประกอบสำคัญ อันได้แก่ เซลล์ประสาท (neuron) และ เซลล์เกลีย (glia) หรือเซลล์ที่ช่วยค้ำจุนเซลล์ประสาท ซึ่งไขสันหลังจะเป็นส่วนที่ยาวต่อลงมาจากสมอง (brain) สมองและไขสันหลังจะรวมกันเป็นระบบประสาทกลาง (central nervous system) ซึ่งบรรจุภายในและถูกปกป้องโดยกระดูกสันหลัง (vertebral column) หน้าที่หลักของไขสันหลังคือการถ่ายทอดกระแสประสาท (neural signals) ระหว่างสมองและส่วนต่างๆของร่างกาย ทั้งนี้เพียงตัวไขสันหลังเอง ยังสามารถควบคุมการเกิดรีเฟล็กซ์ (reflex) เช่นการยกขาทันทีเมื่อเผลอเหยียบตะปู และศูนย์สร้างรูปแบบการเคลื่อนไหวกลาง (central pattern generator)

โครงสร้าง

ไขสันหลังคือโครงสร้างหลักในการถ่ายทอดข้อมูลระหว่างสมองและระบบประสาทนอกส่วนกลาง (peripheral nervous system) ไขสันหลังมีความยาวน้อยกว่ากระดูกสันหลังที่ห่อหุ้มมันอยู่ โดยมันจะยาวต่อออกมาจากสมองส่วนเมดัลลาออบลองกาตา (medulla oblongata) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของก้านสมอง และยาวต่อไปถึงโครงสร้างที่เรียกว่าโคนัส เมดัลลาริส (conus medullaris) ซึ่งอยู่บริเวณกระดูกสันหลังส่วนเอว (lumbar vertebrae) และสิ้นสุดกลายเป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นเส้นใยเล็กๆที่เรียกว่าไฟลัม เทอร์มินาเล (filum terminale)
ไขสันหลังมีความยาวประมาณ 45 เซนติเมตรในผู้ชาย และ 43 เซนติเมตรในผู้หญิง มีภาคตัดเป็นรูปวงรี และมีการป่องออกที่บริเวณคอและเอว เมื่อดูในภาคตัดขวาง บริเวณรอบนอกของไขสันหลังจะมีสีอ่อนกว่าที่เรียกว่า เนื้อขาว (white matter) ซึ่งเนื้อขาวเป็นบริเวณที่มีเส้นใยประสาทที่งอกออกมาจากตัวเซลล์ประสาทอันได้แก่เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (sensory Neuron) เซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron) และเซลล์ประสาทเชื่อมข้อมูลภายในระบบประสาทส่วนกลางที่เรียกว่า เซลล์ประสาทประสานงาน (interneuron) ในส่วนกลางถัดเข้าไปจากบริเวณเนื้อขาวคือบริเวณที่มีสีเข้มกว่าเรียกว่า เนื้อเทา (gray matter) ซึ่งมีลักษณะคล้ายปีกผีเสื้อโดยในส่วนเนื้อเทานี้มีส่วนประกอบหลักของเนื้อเยื่อคือ ตัวเซลล์ประสาท (nerve cell bodies) บริเวณของเนื้อเทาจะล้อมรอบช่องกลาง (central canal) ซึ่งเป็นช่องว่างกลวงตรงใจกลางที่บรรจุน้ำหล่อสมองไขสันหลัง ซึ่งเป็นระบบท่อที่ต่อมาจากระบบท่อน้ำและห้องบรรจุน้ำในสมองที่เรียกว่าระบบโพรงสมอง (ventricular system)
ไขสันหลังถูกปกคลุมด้วยเนื้อเยื่อเป็นแผ่นๆอยู่สามชั้นเรียกว่า เยื่อหุ้มสมอง (meninges) ไล่จากชั้นนอกสุดไปสู่ชั้นในสุด ได้แก่ เยื่อดูรา (dura mater), เยื่ออะแร็กนอยด์ (arachnoid mater), และเยื่อเพีย (pia mater) ซึ่งเนื้อเยื่อเหล่านี้ คือเนื้อเยื่อเดียวกันต่อเนื่องกับที่ปกคลุมสมอง น้ำหล่อสมองไขสันหลังจะพบได้ในชั้น ช่องใต้เยื่ออะแร็กนอยด์ (subarachnoid space) ซึ่งเป็นช่วงว่างระหว่างเยื่ออะแร็กนอยด์และเยื่อเพีย ไขสันหลังถูกตรึงให้อยู่กับที่โดยการช่วยยึดโดยเอ็นที่เรียกว่า เดนทิคิวเลท ลิกาเมนต์ (denticulate ligaments) ซึ่งเป็นส่วนที่ยื่นออกมาจากเนื้อเยื่อของเยื่อเพีย ออกมาทางด้านข้างของไขสันหลังทั้งสองข้าง ซึ่งเอ็นนี้จะอยู่ระหว่างรากประสาทของไขสันหลังด้านหลังและด้านท้อง (dorsal and ventral roots) ส่วนถุงเยื่อดูรา (dural sac) คือถุงที่เกิดจากเยื่อหุ้มสมองชั้นเยื่อดูราจะสิ้นสุดที่ระดับกระดูกสันหลังส่วนกระเบนเหน็บ

คัพภวิทยา

ไขสันหลังเจริญมาจากส่วนหนึ่งของหลอดประสาท (neural tube) เมื่อหลอดประสาทเริ่มเจริญ โนโตคอร์ด (notochord) จะหลั่งสารเคมีที่ชื่อ Sonic hedgehog หรือ SHH ซึ่งทำให้ floor plate ของหลอดประสาทเริ่มหลั่งสาร SHH ตาม ซึ่งสารนี้จะทำให้ basal plate ของไขสันหลัง พัฒนาเป็นเซลล์ประสาทสั่งการ (motor neurons) ในขณะนั้นเอ็กโทเดิร์มจะขับ bone morphogenetic protein (BMP) ซึ่งโปรตีนนี้จะกระตุ้น roof plate ให้หลั่ง BMP เช่นกัน ซึ่ง BMP จะกระตุ้นให้ alar plate พัฒนาเซลล์ประสาทรับความรู้สึก (sensory neurons) alar plate และ basal plate เป็นส่วนของหลอดประาทที่ถูกแบ่งโดยร่องที่อยู่บนผิวด้านในของหลอดประสาทที่ชื่อว่า ซัลคัส ลิมิแทนส์ (sulcus limitans)
ทั้งนี้ floor plate ก็จะหลั่ง เนทริน (netrins) ร่วมด้วย สารนี้ทำหน้าที่เป็นสารเคมีเหนี่ยวนำ (chemoattractants) ให้เกิดการไขว้ทแยง (decussation) ของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเจ็บปวดและอุณหภูมิ (pain and temperature sensory neurons) ใน alar plate โดยไขว้กันตรงบริเวณที่เรียกว่า anterior white commissure ซึ่งเป็นจุดที่เซลล์ประสาทจะส่งเส้นใยนำสัญญาณประสาทขึ้นไปสู่สมองส่วนทาลามัส (thalamus)
จากการศึกษาของวิคเตอร์ แฮมเบอร์เกอร์ (Viktor Hamburger) และริตา เลวี-มงตาลชินี (Rita Levi-Montalcini) ในเอ็มบริโอไก่ แสดงให้เห็นว่าการตายของเซลล์ประสาทหรืออะพอพโทซิสนั้นมีความจำเป็นในการจัดเรียงโครงสร้างที่เป็นระเบี่ยบของไขสันหลังในภายหลังมาก