Vòng phản xạ thần kinh: sự ổn định và mất ổn định

2021-09-06 09:45 AM

Hầu như tất cả các phần của não kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp với tất cả các phần khác, nó tạo ra một thách thức nghiêm trọng. Nếu phần đầu tiên kích thích phần thứ hai, phần thứ hai kích thích phần thứ ba, phần thứ ba đến phần thứ tư và cứ như vậy.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Sự nhận biết của chúng ta về những tín hiệu bên trong cơ thể và từ môi trường xung quanh được thực hiện qua trung gian là hệ thống phức tạp các receptor cảm giác giúp phát hiện các kích thích như đụng chạm, âm thanh, ánh sáng, đau, lạnh và nhiệt.

Hầu như tất cả các phần của não kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp với tất cả các phần khác, nó tạo ra một thách thức nghiêm trọng. Nếu phần đầu tiên kích thích phần thứ hai, phần thứ hai kích thích phần thứ ba, phần thứ ba đến phần thứ tư và cứ như vậy cho đến khi tín hiệu kích thích lại phần đầu tiên, rõ ràng là một tín hiệu kích thích đi vào bất kỳ phần nào của não sẽ tạo ra một chu trình kích thích đáp lại liên tục ở tất cả các phần. Nếu chu trình này xảy ra, não sẽ bị tràn ngập bởi một lượng lớn các tín hiệu phản xạ mất kiểm soát - các tín hiệu tín hiệu được truyền đi nhưng không có thông tin, tuy nhiên, chúng sẽ bị sử dụng trong vòng phản xạ của não để không một tín hiệu thông tin nào có thể được truyền đi. Một hậu quả như vậy xảy ra trên diện rộng của não trong cơn động kinh. Vậy làm thế nào để hệ thần kinh trung ương ngăn chặn hậu quả này xảy ra ở mọi thời điểm? Câu trả lời nằm chủ yếu ở hai cơ chế cơ bản là chức năng trên toàn bộ hệ thần kinh trung ương: (1) vòng ức chế và (2) sự mỏi của các synap thần kinh.

Vòng ức chế như một cơ chế để ổn định chức năng của hệ thần kinh trung ương

Hai loại vòng ức chế trên diện rộng của não giúp ngăn chặn sự lan rộng quá mức của các tín hiệu:(1) các vòng phản hồi ức chế, trở về từ trạm cuối của các con đường quay trở lại các nơ-ron kích thích ban đầu của cùng con đường đó (các vòng này xảy ra ở hầu như tất cả các con đường thần kinh cảm giác và ức chế hoặc các nơron hướng tâm hoặc các nơ-ron trung gian trong con đường giác khi trạm cuối trở nên quá kích thích), và (2) một số trạm thần kinh gây ra sự tổng kiểm soát ức chế trên diện rộng của bộ não (ví dụ, nhiều hạch nền gây ra tác dụng ức chế trên toàn hệ thống kiểm soát cơ bắp).

Sự mỏi synap như một phương tiện để ổn định hệ thần kinh

Phản xạ cơ gấp liên tiếp thể hiện sự mỏi dẫn truyền qua con đường phản xạ

Hình. Phản xạ cơ gấp liên tiếp thể hiện sự mỏi dẫn truyền qua con đường phản xạ.

Sự mỏi synap chỉ đơn giản có nghĩa là dẫn truyền qua synap dần dần trở nên yếu đi làm giai đoạn kích thích kéo dài hơn và dữ dội hơn. HÌNH 47-18 biểu diễn ba bản ghi kế tiếp của một phản xạ co cơ tạo ra ở một con vật do bị nện đau vào chân. Chú ý trong mỗi bản ghi, cường độ co cơ giảm dần; hầu như kết quả này là do sự mỏi của các synap trong vòng phản xạ co cơ. Hơn nữa, khoảng cách giữa các phản xạ liên tiếp càng ngắn thì cường độ của đáp ứng phản xạ tiếp theo càng giảm đi.

Sự điều chỉnh tự động ngắn hạn của con đường nhạy cảm bằng cơ chế mỏi. Bây giờ chúng ta hãy áp dụng hiện tượng mỏi này vào các con đường khác trong bộ não. Những con đường bị lạm dụng thì thường bị mỏi, do đó độ nhạy cảm của chúng giảm đi. Ngược lại, những thứ không được tận dụng sẽ dừng hoạt động và độ nhạy cảm của chúng tăng lên. Như vậy, sự mệt mỏi và sự hồi phục sau mệt mỏi chiếm một giai đoạn ngắn mà quan trọng có ý nghĩa làm giảm nhẹ độ nhạy cảm của các vòng phản xạ khác nhau của hệ thần kinh. Những chức năng này giữ cho vòng phản xạ hoạt động trong một phạm vi cảm nhất định và hoạt động hiệu quả.

Những thay đổi dài hạn trong sự nhạy cảm của synap gây ra bởi sự điều chỉnh lên hoặc xuống một cách tự động của các receptor của synap. Sự nhạy cảm dài hạn của các synap có thể bị ảnh hưởng rất lớn bởi số lượng các protein receptor điều chỉnh lên ở vị trí của synap khi có sự kém hoạt động và các receptor điều chỉnh xuống khi có sự hoạt động quá mức. Cơ chế cho quá trình này là: Các protein receptor có cấu trúc nhất định nhờ lưới nội chất - hệ thống bộ máy Golgi và được đặt vào bên trong receptor màng synap thần kinh. Tuy nhiên, khi các synap bị lạm dụng, các chất dẫn truyền thần kinh kết hợp với các protein receptor sẽ bị dư thừa, nhiều receptor loại này sẽ bị bất hoạt và bị loại bỏ khỏi màng của synap.

Thật vậy, có một điều may mắn là các receptor điều chỉnh lên và xuống cũng như các cơ chế kiểm soát quá trình điều chỉnh sự nhạy cảm của các synap, điều chỉnh liên tục sự nhạy cảm trong mỗi vòng phản xạ đến mức chính xác với chức năng phù hợp. Thử nghĩ xem điều này sẽ trở nên nghiêm trọng như thế nào nếu sự nhạy cảm của một vài vòng phản xạ này trở nên cao bất thường; có lẽ sau đó sẽ là sự xuất hiện các cơn giật cơ liên tục, cơn động kinh, rối loạn tâm thần, ảo giác, căng thẳng tâm thần, hoặc các rối loạn thần kinh khác. May mắn là, sự kiểm soát tự động giúp tái điều chỉnh một cách bình thường sự nhạy cảm của các vòng phản xạ quay trở lại để sắp xếp có trật tự các phản ứng hồi đáp bất cứ khi nào vòng phản xạ bắt đầu bị hoạt hóa hoặc suy giảm quá mức.

Bài viết cùng chuyên mục

Đại cương về hệ nội tiết và hormon

Hoạt động cơ thể được điều hòa bởi hai hệ thống chủ yếu là: hệ thống thần kinh và hệ thống thể dịch. Hệ thống thể dịch điều hoà chức năng của cơ thể bao gồm điều hoà thể tích máu, các thành phần của máu và thể dịch như nồng độ các khí, ion.

Trở kháng thành mạch với dòng máu của hệ tuần hoàn

Trở kháng là sự cản trở với dòng máu trong mạch, không thể đo bằng phương tiện trực tiếp, chỉ được tính từ những công thức, phép đo của dòng máu và sự chênh lệch áp lực giữa 2 điểm trên mạch.

Trạm thần kinh: sự chuyển tiếp các tín hiệu

Một số lượng lớn các tận cùng thần kinh từ mỗi sợi đến nằm trên các nơ-ron gần nhất trong “vùng” của nó, nhưng một số lượng nhỏ hơn các tận cùng thần kinh thì nằm trên các nơ-ron cách rất xa.

Giai đoạn thể tích và áp lực của tuần hoàn động mạch và tĩnh mạch

Sự duy trì trương lực là một trong những cách hệ tuần hoàn tự động thích nghi trong thời gian khoảng vài phút đến vài giờ nếu lượng máu bị mất sau một xuất huyết nặng.

Vận chuyển Glucose trong cơ thể qua màng tế bào

Glucose có thể được vận chuyển từ một phía của màng tế bào sang phía bên kia, sau đó được giải phóng, glucose sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn là theo chiều ngược lại.

Tổng hợp ATP do oxy hóa Hydrogen - Sự Phosphoryl-Oxy hóa

Oxy hóa hydro được thực hiện, bởi một chuỗi các phản ứng được xúc tác bởi các enzym trong ty thể, biến mỗi nguyên tử hydro thành ion H+ cùng với một electron và sau đó dùng electron này gắn với oxy hòa tan.

Loại dịch trong cơ thể người: đo bằng chỉ thị mầu

Dựa trên nguyên tắc bảo toàn vật chất, có nghĩa là tổng lượng vật chất sau khi hòa vào dịch bằng với tổng lượng vật chất trước khi được bơm vào.

Chức năng sinh lý của thể hạnh nhân

Thể hạnh nhân nhận xung động thần kinh từ vùng vỏ limbic, và cả từ thùy thái dương, thùy đỉnh và thùy chẩm – đặc biệt từ vùng thính giác và thị giác. Do những phức hợp liên kết này, thể hạnh nhân được gọi là “cửa sổ”.

Sinh lý tuần hoàn địa phương (mạch vành, não, phổi)

Động mạch vành xuất phát từ động mạch chủ, ngay trên van bán nguyệt. Động mạch vành đến tim, chia thành động mạch vành phải và trái. Động mạch vành trái cung cấp máu cho vùng trước thất trái và nhĩ trái.

Đại cương sinh lý thận tiết niệu

Chức năng nội tiết: thận bài tiết ra các hormon để tham gia điều hòa huyết áp, kích thích sản sinh hồng cầu và góp phần vào chuyển hóa Calci

Dẫn truyền synap: một số đặc điểm đặc biệt

Quá trình thông tin được truyền qua synap phải qua nhiều bước: đưa các bọc nhỏ xuống, hòa màng với màng của cúc tận cùng, chất truyền đạt giải phóng và khuếch tán trong khe synap, gắn với receptor ở màng sau synap, mở kênh ion gây khử cực màng.

Quá trình phân tích hình ảnh quan sát: trung khu thần kinh của sự kích thích

Vỏ não thị giác phát hiện không những sự hiện diện của các tia và ranh giới ở những vùng khác nhau của hình ảnh võng mạc mà còn định hướng hướng của mỗi tia và ranh giới.

Phức bộ QRS: nguyên nhân gây ra điện thế bất thường

Một trong các nguyên nhân gây giảm điện thế của phức bộ QRS trên điện tâm đồ là các ổ nhồi máu cơ tim cũ gây giảm khối lượng cơ tim, làm cho sóng khử cực đi qua tâm thất chậm và ngăn các vùng của tim khử cực cùng 1 lúc.

Các van tim ngăn sự quay lại của dòng máu kỳ tâm thu

Đặc điểm giải phẫu của van động mạch chủ và van động mạch phổi phải được cấu tạo với một mô sợi đặc biệt mạnh mẽ nhưng cũng phải rất mềm dẻo để chịu đựng được thêm gánh nặng vật lý.

Điều hòa vận động: ứng dụng lâm sàng của phản xạ căng cơ

Trong thăm khám lâm sàng, chúng ta thường kiểm tra các phản xạ căng cơ nhằm mục đích xác định mức độ chi phối của não đến tủy sống. Các thăm khám này có thể thực hiện như sau.

Sóng hô hấp trong áp suất động mạch

Tăng huyết áp trong giai đoạn sớm của thì thở ra và giảm trong phần còn lại của chu kỳ hô hấp. Khi thở sâu, huyết áp có thể tăng 20mmHg với mỗi chu kỳ hô hấp.

Vitamin D và vai trò kiểm soát nồng độ canxi huyết

Vitamin D3 còn gọi là cholecalciferol là hợp chất quan trọng nhất, được hình thành trong da do kết quả nhờ chiếu xạ của 7-dehydrocholesterol, một chất có trên da, bởi tia cực tím từ mặt trời.

Androgen của thượng thận

Androgen thượng thận cũng gây tác dụng nhẹ ở nữ, không chỉ trước tuổi dậy thì mà còn trong suốt cuộc đời, phần lớn sự tăng trưởng của lông mu và nách ở nữ là kết quả hoạt động của các hormon này.

Ức chế đối kháng: cung phản xạ đồi kháng

Phản xạ gấp mạnh hơn này gửi các thông tin ức chế đến chi ban đầu và làm giảm độ co cơ ở chi này, nếu ta loại bỏ kích thích ở chi gấp mạnh hơn, chi ban đầu lại trở về co cơ với cường độ như ban đầu.

Sinh lý hoạt động trí nhớ

Trí nhớ là khả năng lưu giữ thông tin về môi trường ngoài tác dụng lên cơ thể. Nơi lưu giữ thông tin, chủ yếu là những cấu trúc của não, có tác giả cho rằng ở cả phần dưới cuả hệ thần kinh.

Tăng huyết áp: gây ra bởi sự kết hợp của tăng tải khối lượng và co mạch

Tăng huyết áp di truyền tự phát đã được quan sát thấy ở một số chủng động vật, bao gồm các chủng chuột, thỏ và ít nhất một chủng chó.

Các phản xạ tự chủ của hệ thần kinh

Nhiều chức năng nội tạng của cơ thể được điều chỉnh bởi các phản xạ tự chủ. Một vài phản xạ của hệ tim mạch giúp kiểm soát huyết áp động mạch và tần số tim. Một trong nhưng phản xạ đó là phản xạ baroreceptor.

Báo động hoặc phản ứng stress của hệ thần kinh giao cảm

Hệ giao cảm cũng đặc biệt được kích hoạt mạnh mẽ trong nhiều trạng thái cảm xúc. Ví dụ, trong trạng thái giận dữ, vùng dưới đồi sẽ bị kích thích, các tín hiệu sẽ được truyền xuống qua hệ thống lưới của thân não.

Cuồng động nhĩ: rối loạn nhịp tim

Cuồng nhĩ gây ra nhịp dẫn truyền nhanh nhĩ thường là 200-350 nhịp/ phút. Tuy nhiên, bởi vì một phía của nhĩ co trong khi phía kia đang giãn, lượng máu nhĩ bơm rất ít.

Lách: kho dự trữ hồng cầu

Trong mô lách, các mao mạch thì cho máu thấm qua, bao gồm các tế bào hồng cầu, máu rỉ ra từ các thành của mao mạch vào các mắt xích nằm ngang khớp nhau, tạo nên mô lách màu đỏ.