Рефлекторную функцию спинного мозга изучают в опытах на животных в условиях полной или частичной его перерезки на различных уровнях.
У млекопитающих максимально высокая перерезка спинного мозга при которой можно добиться длительного выживания животного, возможна на уровне 4-5-го шейного сегмента. Перерезка выше этих сегментов влечет за собой смерть вследствие прекращения дыхания, так как спинальные ядра диафрагмальных нервов не получают в этом случае импульсов от дыхательного центра. Если же произведена перерезка ниже 4-го шейного сегмента, то сохраняется диафрагмальное дыхание (диафрагмальный нерв отходит от 3—4-го шейного сегмента), и потому возможен достаточный объем легочной вентиляции. При более высокой перерезке спинного мозга жизнь животного можно поддержать только искусственным дыханием.
После полной поперечной перерезки спинного мозга возникает спинальный шок, выражающийся в резком падении возбудимости и угнетении рефлекторных функций всех нервных центров, расположенных ниже места перерезки. Нервные же центры, лежащие выше места перерезки, продолжают функционировать. Например, перерезка спинного мозга тотчас ниже выхода диафрагмального нерва влечет за собой угнетение рефлексов спинного мозга, осуществляемых центрами, расположенными ниже места перерезки.
Вместе с тем дыхательные движения диафрагмы продолжаются, очевидно, потому, что дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозгу, продолжает посылать ритмические импульсы к мотонейронам, иннервирующим диафрагму. После перерезки у собаки спинного мозга па уровне шейных сегментов исчезают вес двигательные рефлексы в ответ на раздражение туловища и конечностей, исчезают также рефлекторные акты мочеиспускания и дефекации, резко падает артериальное давление вследствие расширения сосудов, которое является результатом шока спинальных сосудодвигательных центров.
Спустя несколько часов у оперированной собаки начинают восстанавливаться рефлекторные сокращения скелетной мускулатуры; через несколько дней возвращается к нормальному уровню артериальное давление; через несколько недель восстанавливаются рефлексы мочеиспускания и дефекации, появляются сосудосуживающие рефлексы, выражающиеся в повышении артериального давления в ответ на болевые раздражители. Равным образом и у человека после полной поперечной перерезки или перерыва спинного мозга в результате ножевого ранения пли огнестрельной травмы, при которой пуля или металлические и костные осколки внедряются в спинномозговой канал, по прошествии недель и месяцев восстанавливаются некоторые рефлексы спинного мозга.
Тяжесть явлений шока и нарушений рефлекторных функций и их продолжительность различны у разных животных. Наиболее выражены явления шока у человека и обезьяны. Так, у обезьян после перерезки спинного мозга на уровне грудных позвонков коленный рефлекс отсутствует в течение суток и более, между тем у кролика этот рефлекс отсутствует всего лишь 15 минут. Это означает, что чем выше организована центральная нервная система животного, тем сильнее развит механизм центрального контроля рефлекторной деятельности спинного мозга.
Для понимания природы феномена спинального шока имеют принципиальное значение два факта: во-первых, то, что шоку подвергаются только нервные центры, расположенные ниже места перерезку и, во-вторых, то, что повторная перерезка спинного мозга, произведенная ниже первой в период восстановления функций спинного мозга, не вызывает, как правило, возникновения вновь явлений спинального шока. На основании этих фактов А. Шварц и Ч. Шеррингтон объяснили феномен спинального шока устранением импульсов, поступающих к спинному мозгу из вышележащих отделов центральной нервной системы. В возникновении спинального шока большое значение имеет выключение активирующих спинной мозг импульсов, поступающих от нейронов ретикулярной формации мозгового ствола.
Неоднократно высказывалось предположение, что спинальный шок обусловлен тем, что перерезка спинного мозга является сильным длительно действующим раздражением, вызывающим торможение спинальных рефлексов. Это предположение опровергается тем, что повторная перерезка спинного мозга в период восстановления рефлекторной функции не оказывает на нее влияния. Кроме того, против представления, что спинальный шок обусловлен раздражением, связанным с перерезкой спинного мозга, свидетельствуют опыты, в которых производилось локальное охлаждение или нескольких его сегментов («холодовая перерезка»). В этом случае травма отсутствовала, спинальный же шок возникал.
Через длительное время после исчезновения явлений спинального шока рефлекторная деятельность оказывается резко усиленной — наблюдается гиперрефлексия. Так, у человека с травмой спинного мозга отмечались так называемые массовые рефлексы: раздражение стопы вызывало отдергивание обеих ног, потоотделение, мочеиспускание и дефекацию. Гиперрефлексия обусловлена выпадением после перерезки тормозчщих влияний головного мозга, в частности прекращением поступления тормозящих спинной мозг импульсов, исходящих из ретикулярной формации. Эффекты, зависящие от устранения тормозящих влияний, могут сказываться лишь после того, как явления спинального шока постепенно исчезают.
