...Kiến thức của bạn - Niềm vui chung của chúng tôi - Nụ cười của bệnh nhân
Hotline: 0908247755

HỆ LƯỚI VÀ CÁC TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG CỦA NÃO

Ths.Bs. Trần Văn Tú

(Textbook of Medical Physiology -  Arthur C. Guyton and John E. Hall)

 

 

      

        Nếu không có sự truyền liên tục tín hiệu từ thân não lên não, thì não không hoạt động được. Thật vậy, sự chèn ép thân não nặng nề ở phần nối não giữa và đại não, như bị bướu tuyến tùng, sẽ làm bệnh nhân hôn mê suốt quãng đời còn lại.

  • Tín hiệu từ thân não hoạt hoá đại não bằng hai cách:
  • Kích thích trực tiếp của hệ lưới ở thân não lên các hoạt động cơ bản ở những vùng não rộng lớn.
  • Hoặc hoạt hoá hệ thống nội tiết - thần kinh, tiết ra chất dẫn truyền thần kinh chuyên biệt giống như hormon, có tác dụng hỗ trợ hay ức chế ở những vùng chọn lọc của não bộ.
  • Hai hệ thống này hoạt động phối hợp nhau, không tách biệt nhau.

 

 

ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG CỦA NÃO BỞI NHỮNG TÍN HIỆU KÍCH THÍCH LIÊN TỤC TỪ HỆ LƯỚI THÂN NÃO

 

Hệ lưới hoạt hoá ở phần cầu não và não giữa

 

  • Chính là vùng lưới ở thân não đã truyền các tín hiệu hỗ trợ xuống tuỷ sống, duy trì trương lực cơ của các cơ chống trọng lực, và điều hoà mức độ hoạt động của các phản xạ tuỷ sống.
  • Ngoài ra vùng lưới này còn truyền rất nhiều tín hiệu đi lên, phần lớn tiếp hợp với đồi thị, và được phân phối tới tất cả các vùng của vỏ não, mặc dù số khác đi tới tiếp hợp ở những cấu trúc dưới vỏ khác ngoài đồi thị.
  • Tín hiệu thần kinh tiếp hợp ở đồi thị gồm hai loại
  • Một loại tín hiệu xuất phát từ thân tế bào thần kinh có kích thước rất lớn
  • Nằm khắp chất lưới
  • Có điện thế động truyền nhanh
  • Kích thích đại não trong vòng vài mili giây, đầu tận cùng tiết ra acetylcholin
  • Có tác dụng  trong vài giây trước khi bị phân huỷ
  • Có lẽ có vai trò tạo ra giấc ngủ cử động mắt nhanh.
  • Loại tín hiệu thứ hai xuất phát từ số lượng lớn những tế bào thần kinh rất nhỏ
  • Nằm rải rác khắp chất lưới hoạt hoá
  • Phần lớn sợi thần kinh có kích thước nhỏ
  • Dẫn truyền rất chậm đến tiếp hợp với nhân trong lá và nhân lưới ở bề mặt của đồi thị, sau đó cho ra thêm những sợi thần kinh rất nhỏ, đi đến tất cả mọi nơi ở vỏ não
  • Tác dụng kích thích bởi hệ thống này có thể kéo dài liên tục trong nhiều giây đến một phút hay hơn nữa
  • Hệ thống này có nhiệm vụ quan trọng trong việc điều hoà mức độ kích thích cơ bản kéo dài của não.
  • Ngoài ra đồi thị gồm nhiều nhân khác, còn là trung tâm phân phối điều hoà hoạt động của những vùng chuyên biệt của não
  • Kích thích điện vào một điểm chuyên biệt của đồi thị, sẽ làm hoạt hoá một vùng nhỏ chuyên biệt tương ứng ở vỏ não
  • Hơn nữa tín hiệu còn đều đặn dội đi dội lại giữa đồi thị và vỏ não.
  • Người ta nghĩ rằng một phần của quá trình suy nghĩ để giúp thành lập trí nhớ dài hạn có thể là kết quả từ sự dội đi dội lại của các tín hiệu thần kinh
  • Tuy nhiên, đồi thị có nhiệm vụ gợi lại những trí nhớ đặc hiệu hay không thì chưa biết. Chắc chắn đồi thị có vòng thần kinh thích hợp để làm điều này.

 

Có hai loại kích thích làm tăng hoạt động của hệ lưới hoạt hoá

 

  • Tín hiệu cảm giác từ ngoại biên cho các nhánh bên vào hệ lưới làm tăng hoạt tính của hệ lưới hoạt hoá, và từ đó làm tăng hoạt tính của toàn não bộ.
  • Cảm giác đau làm tăng kích thích hệ lưới hoạt hoá và làm cho não tăng sự chú ý nhiều
  • Nếu cắt thân não phía trên chỗ thần kinh V đi vào cầu não (thần kinh V là thần kinh ở vị trí cao nhất truyền những tín hiệu cảm giác của cơ thể vào não), thì hoạt tính của hệ lưới hoạt hoá bị giảm ngay lập tức, có thể đưa đến trạng thái hôn mê thường xuyên.
  • Tuy nhiên nếu cắt thân não ở phía dưới thần kinh sọ V, chừa tín hiệu cảm giác từ vùng mặt và vùng miệng đến hệ lưới hoạt hoá, thì có thể ngăn ngừa hôn mê.
  • Ngoài ra các tín hiệu từ đại não đến làm tăng hoạt động của hệ lưới hoạt hoá
  • Khi vỏ não được hoạt hoá bởi quá trình suy nghĩ, hay quá trình vận động, tín hiệu được truyền ngược lại hệ lưới hoạt hoá, làm tăng hoạt động lên, và sau đó hệ lưới hoạt hoá lại gửi nhiều tín hiệu hơn tới vỏ não, điều này giúp cho sự duy trì mức độ kích thích của vỏ não và tăng cường nó.
  • Đó là cơ chế tổng quát của sự điều hoà ngược dương tính, khiến cho bất cứ hoạt động nào khởi đầu từ não bộ sẽ giúp cho nhiều hoạt động khác, như vậy làm cho tinh thần tỉnh táo và thức tỉnh.

 

Hệ lưới ức chế ở phần thấp hơn của thân não

 

  • Nằm ở phía trong và phía bụng của hành não
  • Vùng này có thể ức chế vùng hệ lưới hoạt hoá, như vậy giảm trương lực của tín hiệu thần kinh truyền đến tuỷ sống, đến các cơ chống trọng lực
  • Cũng chính hệ lưới ức chế khi bị kích thích sẽ làm giảm hoạt tính của phần não phía trên.
  • Một trong những cơ chế mà hệ lưới ức chế sử dụng là kích thích các tế bào thần kinh tiết serotonin ở những điểm quan trọng của não.

 

 

ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG CỦA NÃO BẰNG HỆ THỐNG HORMON THẦN KINH

 

 

  • Hệ thống hormon thần kinh khi hoạt động sẽ làm tiết ra hormon thần kinh, có tác dụng kích thích hay ức chế vào trong chất của não, tồn tại hàng phút hay hàng giờ, như vậy có thể điều khiển hoạt động của não lâu hơn.
  • Ba hệ thống hormon thần kinh ở não chuột
  • Hệ thống tiết ra norepinephrin, hệ thống tiết dopamin và hệ thống tiết serotonin.
  • Norepinephrin thường là chất kích thích
  • Serotonin thường là chất ức chế
  • Dopamin là chất kích thích ở vài vùng và ức chế ở những nơi khác
  • Hệ thống norepinephrin phân phối hầu hết đến tất cả các vùng của não bộ, xuất phát từ nhân xanh, trong khi hệ thống dopamin chính yếu phân phối cho vùng hạch nền, và hệ thống serotonin đến cấu trúc ở đường giữa.

 

Hệ thống hormon thần kinh ở não người

      Có 4 hệ thống chính

  • Nhân xanh và hệ thống tiết noradrenalin
  • Nhân xanh là một vùng nhỏ nằm ở hai bên và phía sau chỗ tiếp nối giữa cầu não và não giữa
  • Sợi thần kinh từ nhân xanh phân bổ khắp não bộ và tiết ra norepinephrin
  • Một cách tổng quát, norepinephrin kích thích não bộ làm tăng hoạt động, tuy nhiên nó có tác dụng ức chế ở vài nơi trên não, vì có những thụ thể ức chế ở một số xinap
  • Hệ thống này có lẽ có vai trò quan trọng trong việc tạo ra giấc mơ trong giai đoạn cử động mắt nhanh của giấc ngủ và sự thức tỉnh.

 

 

  • Chất đen và hệ thống dopamin
  • Nằm ở phía trước của phần trên não giữa, cho sợi thần kinh tận cùng chính yếu ở nhân đuôi và nhân bèo sẫm, nơi đó tiết ra dopamin.
  • Những tế bào thần kinh ở vùng lân cận cũng tiết ra dopamin
  • Những sợi thần kinh đi đến các vùng ở vùng bụng hơn của não bộ, đặc biệt là đến vùng dưới đồi và hệ viền.
  • Dopamin hoạt động như là chất ức chế ở hạch nền, ở vài vùng khác của não bộ, nó có thể là chất kích thích
  • Nếu phá huỷ hệ thống tiết dopamin ở chất đen thì sẽ bị Parkinson.

 

 

  • Nhân đường giữa và hệ thống tiết serotonin
  • Ở đường giữa của cầu não và hành não, có vài nhân mỏng, gọi là nhân đường giữa.
  • Nhiều tế bào thần kinh của nhân này tiết serotonin, cho nhiều sợi thần kinh tới gian não, và một vài sợi thần kinh đến vỏ não, còn nhiều sợi khác đi xuống tuỷ sống
  • Những sợi thần kinh đến tuỷ sống làm giảm đau
  • Serotonin tiết ra ở gian não và đại não chắc chắn đóng vai trò chính yếu ức chế, giúp tạo ra giấc ngủ.

 

 

  • Nhân đại tế bào của hệ lưới hoạt hoá và hệ thống tiết acetylcholin
  • Các tế bào thần kinh khổng lồ có sợi thần kinh chia thành hai nhánh, nhánh đi lên vùng cao hơn của não và nhánh khác qua bó lưới-tuỷ vào tuỷ sống, đầu tận cùng tiết ra acetylcholin
  • Ở phần lớn các nơi, acetylcholin là chất kích thích ở những xinap chuyên biệt, kích thích các tế bào thần kinh này gây ra trạng thái tinh thần thức tỉnh và phấn khích.
  • Tuy nhiên có những tế bào thần kinh hiện diện ở vài vùng của gian não tiết ra acetylcholin
  • Vài rối loạn chức năng tâm lý của não kết hợp với sự giảm chức năng hoặc phá huỷ những tế bào thần kinh này.
  • Những chất dẫn truyền thần kinh và hormon thần kinh khác
  • Các chất này hoặc có tác dụng ở xinap, hoặc được phóng thích vào chất dịch của não bộ: enkephalin, gamma-aminobutyric acid (GABA), glutamate, vasopressin, ACTH, epinephrin, endorphin, angiotensin II, neurotensin.

 

 

 

GIẤC NGỦ

     

       Ngủ là tình trạng mất ý thức tạm thời, và có thể được đánh dấu bởi tín hiệu cảm giác hay các kích thích khác. Cần phân biệt rõ ngủ và hôn mê là tình trạng bệnh nhân mất tri thức mà không thể đánh thức dậy được.

  • Các giai đoạn của giấc ngủ
  • Giấc ngủ sóng chậm
  • Hầu hết chúng ta đều có thể hiểu được giấc ngủ sóng chậm bằng cách nhớ lại những lần ta phải thức hơn 24 giờ, sau đó đi ngủ và ngủ sâu trong 1 giờ đầu
  • Giấc ngủ này rất yên tĩnh, giảm trương lực của mạch máu ngoại vi, và các hoạt động thực vật khác của cơ thể đều giảm, áp huyết, nhịp thở và chuyển hoá năng lượng giảm từ 10%-30%
  • Mặc dù giấc ngủ sóng chậm thường được gọi là "giấc ngủ không có mơ" nhưng thật ra giấc mơ và đôi khi có cả ác mộng xảy ra trong giai đoạn này
  • Tuy nhiên dường như chỉ có những giấc mơ trong giấc ngủ cử động mắt nhanh mới được nhớ, điều này có nghĩa là trong giai đoạn giấc ngủ sóng chậm, quá trình củng cố giấc mơ vào trí nhớ không xảy ra.
  • Giấc ngủ cử động mắt nhanh
  • Trong một đêm ngủ bình thường, các đợt giấc ngủ này kéo dài từ 5-30 phút, và thường xuất hiện sau mỗi 90 phút
  • Đợt đầu tiên xảy ra sau khi ngủ được từ 80-100 phút. Khi một người rất buồn ngủ, thời gian kéo dài của mỗi đợt rút ngắn lại và có thể không có
  • Ngược lại khi một người được nghỉ ngơi suốt buổi tối thì thời gian của giấc ngủ này kéo dài ra.
  • Các đặc điểm quan trọng của giấc ngủ này là:
  • Nó thường kèm theo giấc mơ sinh động
  • Khó đánh thức so với giấc ngủ sóng chậm. Tuy nhiên ta thường hay thức dậy buổi sáng trong khi đang ở giai đoạn giấc ngủ này.
  • Trương lực cơ khắp cơ thể giảm rất nhiều, chứng tỏ có sự ức chế mạnh vùng chất lưới hoạt hoá ở thân não, không cho kích thích hệ γ đi đến tuỷ sống.
  • Nhịp tim và nhịp thở thường không đều, đó là biểu hiện của sự đang nằm mơ.
  • Mặc dù có sự ức chế mạnh các cơ ngoại biên, vẫn có một vài cử động cơ bất thường, đặc biệt là cử động nhanh của mắt.
  • Não hoạt động rất mạnh, và chuyển hoá năng lượng của toàn thể não bộ tăng lên 20%. Ngoài ra điện não đồ cho thấy dạng sóng β giống như dạng sóng ghi được khi đang thức, vì vậy giấc ngủ này còn gọi là giấc ngủ nghịch thường.
  • Những lý thuyết cơ bản của giấc ngủ
  • Trước đây có lý thuyết cho rằng hệ thống lưới hoạt hoá bị mệt sau một thường gian thức tỉnh vào ban ngày, do đó trở nên bất hoạt và gây ngủ, đó là lý thuyết thụ động của giấc ngủ.
  • Một thí nghiệm quan trọng cho thấy giấc ngủ có lẽ được tạo ra nhờ cách ức chế chủ động
  • Cắt thân não ở vùng giữa cầu não sẽ làm con vật bị mất ngủ.
  • Một cách khác, dường như có vài trung tâm nằm dưới vùng giữa cầu não ở thân não cần để gây ra giấc ngủ, bằng cách ức chế các vùng khác của não bộ.
  • Các trung tâm gây ngủ - Các chất dẫn truyền gây ngủ và các cơ chế có thể tạo giấc ngủ. Vai trò đặc biệt của serotonin
  • Kích thích vài vùng đặc biệt ở não có thể tạo ra giấc ngủ rất giống ngủ tự nhiên. Các vùng đó là:
  • Nhân đường giữa ở nửa dưới cầu não và hành não
  • Sợi thần kinh của các nhân này phân phối rộng rãi đến chất lưới, đồi thị, vỏ não mới, vùng dưới đồi và hầu hết các vùng của hệ viền, ngoài ra còn đi xuống tuỷ sống, tận cùng ở sừng sau, để ức chế các tín hiệu đau đi vào.
  • Nhánh tận của các sợi thần kinh này tiết ra serotonin.
  • Khi cho vào con vật một chất thuốc chặn sự tạo thành serotonin, con vật thường bị mất ngủ trong vài ngày sau đó.
  • Như vậy, người ta cho rằng serotonin là chất dẫn truyền thần kinh chính gây ra giấc ngủ.
  • Tuy nhiên, người ta đo thấy nồng độ serotonin trong máu lúc ngủ thấp hơn lúc thức.
  • Do đó người ta đang nghiên cứu xem bên cạnh serotonin, còn có thêm vài chất gây ngủ của hệ thống nhân đường giữa không.
  • Kích thích vài vùng ở nhân của bó đơn độc
  • Là vùng cảm giác ở hành não và cầu não, nhận những tín hiệu cảm giác nội tạng vào não qua dây thần kinh IX và X, cũng gây ngủ, nhưng với điều kiện là nhân đường giữa không bị phá huỷ.
  • Có lẽ các vùng này hoạt động bằng cách kích thích nhân đường giữa và hệ thống serotonin.
  • Kích thích vài vùng ở gian não cũng gây ngủ
    • Vùng trước của vùng dưới đồi, chủ yếu là vùng trên giao thoa thị giác.
      • Vài vùng ở các nhân rải rác của đồi thị.
  • Hậu quả do tổn thương các trung tâm gây ngủ
  • Tổn thương riêng biệt ở nhân đường giữa  đưa đến trạng thái thức tỉnh cao độ.
  • Tổn thương hai bên ở phần trước trong của phần trên giao thoa thị giác của vùng dưới đồi trước cũng làm cho sinh vật thức mãi.
  • Trong cả hai trường hợp trên nhân lưới hoạt hoá thoát khỏi sự ức chế. Thực vậy, đôi khi chấn thương ở vùng trước vùng dưới đồi, có thể gây thức mãi khiến sinh vật bị chết vì kiệt sức.
  • Những chất dẫn truyền thần kinh có thể liên hệ đến giấc ngủ
  • Thí nghiệm cho thấy ở dịch não tuỷ, máu, nước tiểu của những con vật bị thức tỉnh liên tục trong vòng vài ngày, có chứa một hay nhiều chất gây ngủ khi chích vào não thất của con vật khác.
  • Một chất được định danh là muramyl peptide, có trọng lượng phân tử thấp, tích tụ ở dịch não tuỷ và nước tiểu của con vật thức lâu.
  • Một chất khác là nonapeptide được phân lập từ máu của con vật được gây ngủ bằng cách trên. Tuy nhiên còn một yếu tố thứ ba gây ngủ cũng được phân lập từ mô thần kinh của thân não của con vật thức lâu trong vài ngày.
  • Như vậy có thể tình trạng thức tỉnh kéo dài gây tích tụ một yếu tố gây ngủ, hay nhiều yếu tố gây ngủ ở thân não, dịch não tuỷ dẫn đến mất ngủ.
  • Nguyên nhân của giấc ngủ cử động mắt nhanh
  • Tại sao giấc ngủ chậm lại bị xen kẽ vào từng đợt bởi giấc ngủ cử động mắt nhanh, câu hỏi này vẫn chưa được trả lời rõ.
  • Tuy nhiên, những chất bắt chước tác dụng của acetylcholin sẽ làm tăng sự xuất hiện của giấc ngủ này
  • Bởi vậy, người ta thừa nhận những tế bào thần kinh có kích thước lớn ở phần hệ lưới hoạt hoá tiết acetylcholin
  • Có thể qua sự phân phối rộng của các sợi thần kinh, hoạt hoá nhiều phần của não bộ
  1. Điện thế hoạt động "cầu-gối-chẩm" phát xuất từ hệ lưới ở cầu não đi thể gối ngoài, sau đó đến vỏ não thuỳ chẩm gây ra giấc ngủ cử động mắt nhanh
  2. Ngoài ra còn hoạt hoá vùng hệ lưới ức chế, nên làm giảm trương lực cơ toàn cơ thể, và các phản xạ cũng giảm
  • Ngoài ra khi có điện thế động "cầu-gối-chẩm" thì nhân xanh và nhân đường giữa sẽ không hoạt động, nên sự thức tỉnh không xảy ra.
  • Chu kỳ giữa tình trạng thức và ngủ
  • Khi các trung tâm ngủ không được hoạt hoá, hệ lưới hoạt hoá thoát sự ức chế, sẽ tự phát động, từ đó kích thích vỏ não và hệ thần kinh ngoại biên.
  • Kế đến, tín hiệu điều hoà ngược dương từ các vùng này làm các hệ lưới hoạt hoá càng hoạt hoá hơn.
  • Như vậy mỗi khi trạng thái thức tỉnh bắt đầu, nó có khuynh hướng tự nhiên tự duy trì tình trạng thức này nhờ các tín hiệu điều hoà ngược dương.
  • Sau khi được hoạt hoá trong nhiều giờ, các tế bào thần kinh của hệ hoạt hoá bị mệt.
  • Kết quả là vòng điều hoà ngược dương tính giữa hệ lưới hoạt hoá và vỏ não tắt dần, và tác dụng ức chế của các trung tâm ngủ sẽ làm chuyển tiếp nhanh chóng từ thức sang ngủ.
  • Sau đó, trong thời gian ngủ kéo dài, các tế bào thần kinh của hệ lưới hoạt hoá sẽ dần dần được kích thích trở lại sau khi được nghỉ ngơi một thời gian dài, trong khi các tế bào thần kinh ức chế của các trung tâm ngủ trở nên kém linh hoạt, vì đã hoạt động quá độ, như vậy dẫn đến chuyển tiếp giai đoạn thức.

      Lý thuyết tổng quát này có thể cắt nghĩa được sự chuyển tiếp nhanh chóng từ trạng thái ngủ sang thức và ngược lại. Lý thuyết này cũng cắt nghĩa được sự thức tỉnh không ngủ được xảy ra ở một người đang có chuyện gì lo nghĩ, tình trạng thức tỉnh do các vận động của cơ thể, và nhiều tình trạng khác ảnh hưởng đến tình trạng ngủ hay thức.

 

Chức năng sinh lý của giấc ngủ

 

  • Ảnh hưởng trên hệ thần kinh trung ương
  • Sự thức kéo dài lâu ngày thường gây ra sự bất thường về hoạt động tinh thần, và đôi khi gây ra những hành vi không bình thường của hệ thần kinh trung ương.
  • Tất cả chúng ta đều quen thuộc với tình trạng suy nghĩ chậm chạp xảy ra sau một thời kỳ không ngủ kéo dài, hơn nữa, người ta còn trở nên dễ bực tức hay bị loạn thần nếu bắt buộc phải thức tỉnh kéo dài.
  • Như vậy giấc ngủ có nhiệm vụ duy trì hoạt động bình thường, và sự quân bình bình thường giữa những bộ phận khác nhau của hệ thần kinh trung ương, vì nếu ở trạng thái thức tỉnh lâu dài, thì sự sử dụng quá mức vài trung tâm của não bộ sẽ làm mất quân bình giữa các trung tâm này với phần còn lại của hệ thần kinh trung ương.
  • Ảnh hưởng trên những cơ quan khác của cơ thể
  • Tình trạng thức hay ngủ nhiều không có tác dụng hại trên những cơ quan khác trong cơ thể, nhưng tình trạng kích thích thần kinh tăng lên khi thức, và giảm đi khi ngủ cũng có tác dụng sinh lý vừa phải trên cơ thể.
  • Khi thức tỉnh, có sự tăng hoạt động giao cảm, tăng xung động thần kinh tới cơ vân làm tăng trương lực cơ. Ngược lại, trong giấc ngủ sóng chậm, hoạt động giao cảm giảm, hoạt động đối giao cảm tăng, áp huyết động mạch giảm, nhịp tim giảm, mạch máu da giãn nở, hoạt động của hệ tiêu hoá đôi khi gia tăng, trương lực cơ vân giảm, chuyển hoá năng lượng của toàn cơ thể giảm từ 10%-30%.

 

Tham khảo: Lú lẫn, mê sảng và hôn mê


HỎI ĐÁP

VIDEO

                                
                            

Thống Kê Truy Cập