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これは血管を持たない繊細な膜で、その平滑な外側面は内皮に覆われ硬膜に向かい、狭い硬膜下腔Cavum subdurale, Subduralraumを内側から境している。クモ膜の内面は内皮に覆われた多数の小梁と小膜により粗で、毛羽立っている。これらの小梁と小膜がクモ膜を軟膜と結合し、クモ膜下組織と呼ばれる。このクモ膜下組織により、クモ膜と軟膜の間の空間が相互につながる大小様々な空間の集まりとなり、全体が軟膜腔Cavum leptomeningicumと呼ばれ、（クモ膜下の）髄液で満たされている。
終脳の凸面と平坦な表面にある諸回転上では、クモ膜下小梁が短く固いため、クモ膜と軟膜が合わさって1枚の膜とみなせる状態である（これが脳軟膜Leptomeninxである）。この1枚の膜は2枚の丈夫な境界板からなり、その内部に小梁と隙間がある。軟膜は脳溝内に入り込むが、クモ膜は脳溝の上を越えて伸びている。そこには比較的長い小梁や小膜、および大きな裂隙を持つ場所がある。脳底と脊髄への移行部では、クモ膜が特定の箇所で軟膜から大きく離れて持ち上がり、そのため大きなクモ膜下の空間、すなわち軟膜槽Cisternae leptomeningicaeが形成される。
軟膜槽の中で最大のものは小脳延髄槽（Cisterna cerebello-medullaris）で、脊髄の後面のクモ膜下腔の延長である。クモ膜は下虫と第四脳室脈絡組織の間に入り込まず、小脳下面から延髄後面へ橋渡しする。脊髄前面のクモ膜下腔も脳へ続き、延髄全体を広いクモ膜下腔が包む。橋の腹側では、このクモ膜下腔が中央と両側の腔所に分かれ、中橋槽（Cisterna pontis media）と外側橋槽（Cisternae pontis laterales）と呼ばれる。中央の槽は脳底動脈を取り囲む。クモ膜は橋の前縁から視神経交叉の前縁まで及ぶ。
この大きな腔所にはさらにいくつかの部分がある。漏斗から両側の動眼神経の出口まで達する不完全な隔壁により、前方の交叉槽（Cisterna chiasmatis）と後方の脚間槽（Cisterna intercruralis）に分かれる。視神経交叉の前上方には終板槽（Cisterna laminae terminalis）があり、背方には脳梁の凸面に沿って脳梁槽（Cisterna corporis callosi）が存在する。外側大脳谷と外側大脳裂には外側大脳谷槽（Cisterna valleculae lateralis cerebri）がある。迂回槽（Cisterna ambiens）は大脳脚を回って脳幹背側面へ延び、四丘板を囲み、脳梁上まで続く。大大脳静脈の周囲には大大脳静脈槽（Cisterna venae cerebralis magnae）がある。
脳の比較的太い血管はクモ膜下腔を走行する。より細い枝は軟膜の外面に達して固着し、これらは軟膜血管（Piagefäße）と呼ばれる（図448(脳皮質と血管の関係を示す断面図（半模式的）)、449(脳膜顆粒とその被膜の模式図) ）。
図448(脳皮質と血管の関係を示す断面図（半模式的）)、449(脳膜顆粒とその被膜の模式図)
クモ膜は（顕微鏡的には）密集した結合組織束の網目構造からなり、これらの束は両面を内皮で覆われた薄い膜を形成している。
脳膜顆粒（Granula meningica）は、以前パッキオニクモ膜顆粒（Granulationes arachnoidales [Pacchioni]）と呼ばれていた。
これはクモ膜特有の構造物で、膨らんだ棍棒状をなし、無血管である。クモ膜絨毛（arachnoidale Zotten）やパッキオニ顆粒（Pacchionische Granulationen）とも呼ばれる。完成した顆粒は硬膜組織内に様々な深さまで侵入し、硬膜を非常に薄くすることがある。そのため、これらの絨毛は一見骨壁に直接接し、硬膜の隙間内に存在するように見えるが、骨との間には必ず薄い硬膜層が介在する。顆粒周囲のリンパ腔（Perigranulärer Lymphraum、図448(脳皮質と血管の関係を示す断面図（半模式的）)、449(脳膜顆粒とその被膜の模式図) ）は硬膜下リンパ腔の外方への突出部で、両者は開放性に連続している。絨毛内部はクモ膜下小梁の網目構造からなり、血管を欠き、外面は内皮で覆われている。絨毛の柄の太さは様々である。これらの絨毛は主に上矢状静脈洞内およびその近傍、また横静脈洞や直静脈洞付近にも存在する。
脳膜顆粒の数と大きさは多様で、小児では欠如している。KeyとRetziusによれば、脳膜顆粒を介して漿液性の液体がクモ膜下腔から硬膜の静脈洞へより容易に移行する。
脳膜顆粒の機能として、単純な機械的役割も考えられる。クモ膜と軟膜および脳表面を硬膜および頭蓋冠に固定するボタンのようなもの（knopfartige Befestigungsmittel）とみなす見方もある。Bluntschli（Morph. Jahrb., 41. Bd., 1910）は、霊長類の中でも高等なものほどクモ膜絨毛がより多く存在し、より高度に分化していることを確認した。
硬膜が突起を出すように、クモ膜も様々な神経根にクモ膜鞘（Arachnoidalscheide）という鞘状の突起を送り出している。この突起は三叉神経の半月神経節とその根線維の領域、および内耳道内部で特に大きく、これらの場所では軟膜腔がかなり大きな陥凹を形成している（373頁参照）。これにより、脳と脊髄を包む硬膜下腔およびクモ膜下腔が神経のリンパ路と連続し、さらに神経以外のリンパ路とも連絡していることが理解できる。したがって、脳のクモ膜下腔から鼻粘膜のリンパ管、視神経周囲の腔、耳の迷路の外リンパ腔を人工的に満たすことが可能である（Iwanow, G., Arch. russ. Anat. 1929）。
脳と脊髄のクモ膜下腔は、以下の3カ所で脳内部の脳室系と連続している：
[図446]下垂体を通る正中断面（成人男性）
[図447] 松果体の横断面（成人男性）
[図448] 脳皮質と血管の関係を示す断面図（半模式的）
KeyとRetziusの図にもとづいて画いてある．*v, v', v'*毛細血管，vまだクモ膜下腔の内部にあるもの；5 クモ膜小梁と小膜；p 柔膜の内膜Intima pia，これは脳内に進入する血管の外膜鞘にロート状をなして続いている；a.p. 外膜周囲腔; pe ヒス周囲腔および ep (いわゆる脳表腔) はおそらくアーチファクトである。
[図449] 脳膜顆粒とその被膜の模式図
co：大脳半球の灰白質皮質、p：軟膜内膜（Intima pia）、sa：クモ膜小梁を含むクモ膜下腔（脳膜顆粒内に連続）、a：クモ膜、sd：硬膜下腔、sd¹：脳膜顆粒の硬膜下腔（顆粒の細い柄の周囲でsdと連続）、d：硬膜内板（静脈腔vにより外板*d’*から分離）、ds：脳膜顆粒の硬膜鞘