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

ปล้องของไขสันหลัง

ปล้อง (segments) ในแต่ละปล้องจะมีคู่ของเส้นประสาทไขสันหลัง (spinal nerve) difdkxcvdi-ขวา ซึ่งเส้นประสาทเหล่านี้เป็นเส้นประสาทที่มีเส้นใยประสาทแบบผสม คือมีทั้งส่วนที่รับความรู้สึกและสั่งการ รากเล็กๆ ของประสาทสั่งการ (motor nerve rootlets) 6–8 เส้น จะงอกออกมาอย่างสม่ำเสมอจากแต่ละข้างของร่องด้านท้องร่วมด้านข้าง (ventro lateral sulci; ร่องของไขสันหลังที่อยู่ด้านท้องและค่อนมาด้านข้าง ทั้งสองข้างของไขสันหลัง) รากประสาทเส้นเล็กๆจะรวมตัวกันเป็นรากอันใหญ่เรียกว่า รากประสาท ซึ่งในส่วนของเส้นประสาทรับความรู้สึกเองก็เช่นกัน ที่จะมีเส้นรากประสาทเล็กๆ งอกออกมาจากบริเวณร่องด้านหลังร่วมด้านข้าง (dorsal lateral sulci; ร่องของไขสันหลังที่อยู่ด้านหลังและค่อนมาด้านข้าง) และรวมกันเป็นเส้นรากขนาดใหญ่ ทั้งรากประสาทส่วนรับความรู้สึกและสั่งการนั้นจะรวมกันอีกทีเป็นเส้นประสาทไขสันหลัง (spinal nerves) ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยประสาทแบบผสม คือมีทั้งส่วนที่รับความรู้สึกและสั่งการ เส้นประสาทไขสันหลังจะก่อตัวขึ้นภายในช่องระหว่างกระดูกสันหลัง (intervertebral foramen; IVF) ยกเว้นเส้นประสาทในระดับ C1 and C2

ในมนุษย์จะมีเส้นประสาทไขสันหลัง 31 คู่ และท่อนส่วนไขสันหลัง 31 ท่อน (ทั้งนี้หนังสือบางเล่มอาจกล่าวว่ามี 26 ท่อน เพราะนับระดับกระเบนเหน็บเป็น 1 ท่อน) โดยแบ่งเป็น

• 8 ปล้องส่วนคอ (cervical segments) ให้เส้นประสาทไขสันหลังส่วนคอ (cervical nerves) 8 คู่ (เส้นประสาทไขสันหลัง C1 ออกจากไขสันหลังระหว่างกะโหลกศีรษะส่วน ท้ายทอย และกระดูกสันหลังส่วนคอชิ้นที่ 1 ส่วนเส้นประสาท C2 ออกมาระหว่างโค้งด้านหลัง (posterior arch) ของกระดูกสันหลังระดับ C1 และแผ่นกระดูกปกไขสันหลังของกระดูกสันหลังระดับ C2 ส่วนเส้นประสาท C3-C8 ออกผ่านช่องระหว่างกระดูกสันหลังเหนือกระดูกสันหลังที่มีชื่อระดับเดียวกัน เว้นคู่ C8 ที่ออกทางช่องระหว่างกระดูกสันหลัง C7 และ T1
• 12 ปล้องส่วนอก (thoracic segments) ให้เส้นประสาทไขสันหลังส่วนอก 12 คู่ (ออกผ่านช่องระหว่างกระดูกสันหลังใต้กระดูกสันหลังที่มีชื่อระดับเดียวกัน คือ T1-T12)
• 5 ปล้องส่วนบั้นเอว (lumbar segments) ให้เส้นประสาทไขสันหลังส่วนเอว 5 คู่ (ออกผ่านช่องระหว่างกระดูกสันหลังใต้กระดูกสันหลังที่มีชื่อระดับเดียวกัน คือ L1-L5)
• 5 (หรือ 1) ปล้องส่วนกระเบนเหน็บ (sacral segments) ให้เส้นประสาทไขสันหลังส่วนกระเบนเหน็บ 5 คู่ (ออกผ่านช่องระหว่างกระดูกสันหลังใต้กระดูกสันหลังที่มีชื่อระดับเดียวกัน คือ S1-S5)

Ċ* efclfeofflxzcoas(coccygeal segment) ให้เส้นประสาทไขสันหลังส่วนก้นกบ 1 คู่ (ออกผ่านช่องกระดูกก้นกบ (sacral hiatus))

เนื่องจากกระดูกสันหลังมีความยาวมากกว่าไขสันหลัง ดังนั้นในผู้ใหญ่ ปล้องไขสันหลังจะมีหมายเลขระดับไม่ตรงกับระดับของชิ้นกระดูกสันหลัง โดยเฉพาะในส่วนล่างๆของไขสันหลัง ซึ่งต่างจากในทารกในครรภ์ที่จะมีชื่อระดับตรงกัน ในผู้ใหญ่ไขสันหลังจะสิ้นสุดที่ระดับกระดูกสันหลังที่ L1/L2 และกลายตัวเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า โคนัส เมดัลลาริส (conus medullaris)

แม้ไขสันหลังส่วนที่มีตัวเซลล์จะสิ้นสุดที่ระดับกระดูกสันหลัง L1/L2 แต่เส้นประสาทไขสันหลังจะออกจากกระดูกสันหลังที่มีชื่อระดับเป็นระดับเดียวกัน ซึ่งสำหรับเส้นประสาทไขสันหลังระดับล่างๆแล้ว มันต้องยาวไปหากระดูกสันหลังซึ่งอยู่ต่ำกว่าจุดที่มันออกมาจากไขสันหลังมาก ทำให้ได้มัดของเส้นประสาทที่มีลักษณะคล้ายหางม้า ที่เรียกว่า กลุ่มรากประสาทคล้ายหางม้า (cauda equina)

ในไขสันหลังมีสองส่วนที่ป่องออก คือ

• ส่วนขยายช่วงคอ (Cervical enlargement) - การป่องออกบริเวณระดับคอซึ่งเป็นบริเวณท่อนส่วนไขสันหลังที่ C4 ถึง T1 ซึ่งเนื่องมาจากการที่มันให้เส้นประสาทข่ายประสาทแขน (brachial plexus nerves) ซึ่งเป็นกลุ่มเส้นประสาทที่เลี้ยงรยางค์บน (แขน) ซึ่งพบที่ระดับกระดูกสันหลัง C4-T1

• ส่วนขยายช่วงใต้กระเบนเหน็บร่วมเอว (Lumbosacral enlargement) - การป่องออกบริเวณเอวและกระเบนเหน็บ บริเวณท่อนส่วนไขสันหลังที่ L2-S3 ซึ่งเนื่องมาจากการที่มันให้เส้นประสาทข่ายประสาทใต้กระเบนเหน็บร่วมเอว (lumbosacral plexus nerves) ซึ่งเป็นกลุ่มเส้นประสาทที่เลี้ยงรยางค์ล่าง (ขา) ซึ่งพบที่ระดับกระดูกสันหลัง T9-T12

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