Спинной мозг обладает сегментарным строением.
Участок серого вещества спинного мозга с парой входящих и выходящих корешков называется сегментом спинного мозга. Сегмент спинного мозга входит в состав метамера тела, к которому определенный участок кожи (дерматом), группа мышц (миотом), кости (склеротом) и внутренние органы (спланхнотом), иннервируемые одним сегментом.
Белое вещество окружает со всех сторон серое и разделяется, как уже упомянуто было выше, на три канатика: передний, задний, боковой.
Белое вещество состоит из покрытых миелиновыми оболочками проекционных нервных волокон, связывающих сегменты спинного мозга с центрами головного мозга. Проекционные нервные волокона сливаются в отдельные системы, которые называются проводящими путями.
Выделяют нисходящие, или двигательные (эфферентные) пути:
1) кортикоспинальный боковой (пирамидный) путь − tractus corticospinalis (pyramidalis) lateralis − в боковых канатиках;
2) кортикоспинальный передний (пирамидный) путь − tractus corticospinalis (pyramidalis) anterior − в передних канатиках;
3) руброспинальный путь (tractus rubrospinalis), или пучок Монакова, − в боковых канатиках;
4) тектоспинальный путь (tractus tectospinalis) в передних канатиках;
5) вестибулоспинальный путь (tractus vestibulospinalis), или пучок Левенталя, − в передне-боковых канатиках;
6) ретикулоспинальный путь (tractus reticulospinalis) — в передне-боковых канатиках;
7) задний продольный пучок (fasciculus longitudinalis dorsalis posterior) − в передних канатиках.
Восходящие или чувствительные (афферентные) пути:
1) спинно-таламический путь (tractus spinothalamicus) − в боковых канатиках;
2) спинно-церебеллярный передний путь (tractus spinocerebellaris ventralis), или пучок Говерса, − в боковых канатиках в вентральных отделах;
3) спинно-церебеллярный задний путь (tractus spinocerebellaris dorsalis), или пучок Флексига, − в боковых канатиках в дорсальных отделах;
4) тонкий пучок (fasciculus grudlis), или пучок Голля, − в задних канатиках медиально;
5) клиновидный пучок (fasciculus cuneatus), или пучок Бурдаха, − в задних канатиках латерально.
Волокна всех нисходящих проводников заканчиваются у клеток передних рогов спинного мозга. Следовательно, периферический двигательный нейрон получает импульсы от всех отделов нервной системы, относящихся к мышечному тонусу и движению. В то же время посредством восходящих путей через спинной мозг в центральную нервную систему поступает афферентная импульсация. Участки спинного мозга, прилегающие к серому веществу, заняты короткими восходящими и нисходящими проводниками − интерсегментарными или ассоциативными путями, устанавливающими связи между отдельными сегментами спинного мозга.
Используя контуры "бабочки" серого вещества, белое вещество спинного мозга условно разделяют на три канатика (столба): задний (кнутри от заднего рога), боковой (между задним и передним рогами) и передний (кнутри от переднего рога). Два задних канатика плотно прилегают друг к другу, а передние разделяются передней срединной щелью. В центре спинного мозга правая и левая половины серого вещества соединяются тонким перешейком (срединное промежуточное вещество), в центре которого располагается отверстие центрального канала.
Задние канатики образованы восходящими проводниками глубокой чувствительности. Медиально располагаются проводники глубокой чувствительности от нижних конечностей (тонкий пучок Голля), латерально − от верхних конечностей (клиновидный пучок Бурдаха). Кроме того, в задних канатиках представлены проводники тактильной чувствительности (2/3 проводников).
В боковых канатиках спинного мозга располагаются нисходящие и восходящие проводники. К нисходящим относятся волокна пирамидного (латерального корково-спинномозгового) пути, расположенного в задних отделах боковых канатиков у средней части заднего рога. Кпереди от пирамидного пути проходит красноядерно-спинномозговой путь, а также латеральный ретикулоспинномозговой путь. Все нисходящие пути заканчиваются у клеток переднего рога спинного мозга. Вдоль всего латерального края бокового столба идут волокна восходящих спинно-мозжечковых путей: переднего спинно-мозжечкового пути Говерса и заднего спинно-мозжечкового пути Флексига. Кнутри от пути Говерса проходят восходящие волокна поверхностной чувствительности (латеральный спинноталамический путь). Помимо этого, в боковых канатиках проходит восходящий спиннопокрышечныи путь, несущий проприоцептивную информацию к ядрам четверохолмия.
Передние канатики спинного мозга составлены преимущественно нисходящими путями от передней центральной извилины, стволовых и подкорковых образований к переднему рогу спинного мозга (передний пирамидный путь, вестибулоспинальныи путь, оливоспинномозговой путь и покрышечно-спинномозговой путь, передний ретикулоспинномозговой путь). Кроме этого, в передних канатиках проходит тонкий чувствительный пучок − передний спиноталамический путь.
Строение спинного мозга в общих чертах одинаково в различных сегментах. Однако, по форме поперечного среза спинного мозга можно достоверно идентифицировать его уровень. Так, спинной на поперечном срезе имеет определенную форму: в верхнем шейном и верхнем грудном отделах имеет форму поперечного овала, в грудном отделе – почти круглую, в поясничном – квадратную со сплюснутой передней поверхностью, в крестцовом и копчиковом – квадратную со сплюснутой задней поверхностью. Что же касается взаимоотношения масс серого и белого веществ, то в проекции шейного и поясничного утолщений серое вещество сильно развито, преимущественно за счет значительного развития в этих отделах передних рогов спинного мозга. Белое вещество хорошо развито в шейном и грудном отделах. По направлению к поясничному отделу и ниже белое вещество уменьшается в объеме и по направлению к conus medullaris оно представляет лишь тонкую полоску по периферии относительно сильно развитого здесь серого вещества.