Иннервация сегмента спинного мозга многогранна. Здесь начинаются соматическая и автономная нервные системы. С одной стороны, афферентные нервные волокна идут от заднего рога в спинной мозг, с другой стороны, афференты отходят от сегмента через передний рог. Между ними, в самом спинном мозге, мы обнаруживаем большое число синапсов этих двух типов нервов. При передаче афферентных импульсов на вставочные нейроны возникает вероятность различных модуляций исходного нервного импульса. Стимул может усиливаться, но может и ослабляться Механизмы этого феномена частично располагаются на сегментарном уровне, однако эффект также оказывают и усиливающие или подавляющие воздействия со стороны черепных центров, например, через экстрапирамидную систему.

Если рассматривать афференты сами по себе, то можно разделить сегмент спинного мозга на несколько отделов. Афферентные нервы возникают из склеротома. Здесь мы имеем в виду иннервацию не только костей, но также суставов (включая хрящ), суставных капсул, фасций, синовия и связок. Задачей этих склеротомных нейронов также является восприятие чувства глубины и боли.

Точно так же, по сегментам, иннервируется мускулатура — из миотома. Мышцы поставляют информацию о чувстве глубины и боли через ассоциированные волокна и сенсоры сухожилий.

Кожная область, которая иннервируется исключительно спинномозговым сегментом, — это дерматом. Здесь через афферентные волокна идет восприятие поверхностной чувствительности.

Последней иннервируемой областью сегмента является висцеротом. К спинному мозгу проводится афферентная информация о боли или общих вредных воздействиях.

То, что касается афферентов, также справедливо и для афферентов. К любой иннервируемой области имеется афферентный подход от спинного мозга. Будь то фасция или мышцы кожи, внутренние органы или скелетные мышцы, иннервация является моторной.

Все это, так сказать, аппаратное оборудование сегмента, «железо». Программное обеспечение — это то, что мы называем «облегченным сегментом». Афферентные стимулы обрабатываются и модулируются преимущественно на уровне спинного мозга, а затем посылаются как ответы в качестве эфферентных импульсов. В некоторых случаях эта обработка может захватывать все иннервируемые области сегмента, и реакция, соответственно, тоже будет многоуровневой.

Пример. Человек страдает от язвы двенадцатиперстной кишки. Информация о повреждении слизистой передается к спинному мозгу через висцеральные афференты. Реакция на эту информацию провоцирует весь сегмент. С одной стороны может среагировать висцеротом: повысился тонус гладкой мускулатуры — возникает спазм кишечных стенок. Через спинной мозг синапсы могут также ожидать реакции в дерматоме: сегментарные зоны двенадцатиперстной кишки могут давать повышение чувствительности, циркуляторные изменения (побледнение или покраснение) или пиломоторную активность. Склеротом реагирует сокращением фасции в поврежденной области, направленным на иммобилизацию воспаленного отдела кишечника. Альтернативно возникает блокада сегментарных суставов в физиологическом двигательном паттерне. И, в конечном итоге, происходит образование триггерных точек в миотоме, то есть в мышцах живота. Такая комплексная сегментарная реакция является причиной регенерации, самолечения тела: все отделы тела работают на то, чтобы убрать язву из двенадцатиперстной кишки.