Các vùng các lớp và chức năng của vỏ não: cảm giác thân thể

2021-09-07 12:36 PM

Vùng cảm giác thân thể I nhạy cảm hơn và quan trọng hơn nhiều so với vùng cảm giác bản thể II đến mức trong thực tế, khái niệm “vỏ não cảm giác thân thể” hầu như luôn luôn có ý chỉ vùng I.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Sơ đồ vỏ não của người, được chia thành khoảng 50 vùng riêng biệt gọi là các vùng theo Brodmann dựa trên những sự khác nhau về cấu trúc mô học. Bản đồ này rất quan trọng vì gần như tất cả các nhà sinh lý học thần kinh và thần kinh học sử dụng nó để đề cập đến theo cách đánh số nhiều vùng chức năng khác nhau của vỏ não người.

Các vùng có cấu trúc riêng biệt, được gọi là vùng Brodmann

Hình. Các vùng có cấu trúc riêng biệt, được gọi là vùng Brodmann, của vỏ não người. Đặc biệt lưu ý các khu vực 1, 2 và 3, tạo thành khu vực cảm âm chính I, và các khu vực 5 và 7A, tạo thành khu vực liên kết cảm âm đạo.

Rãnh trung tâm lớn (còn gọi là khe trung tâm) mở rộng theo chiều ngang qua não. Nhìn chung, các tín hiệu cảm giác từ tất cả các phương thức cảm giác tận cùng ở vỏ não ngay sau rãnh trung tâm. Thông thường, nửa phía trước của thùy đỉnh liên quan với gần như toàn bộ sự tiếp nhận và phiên giải các tín hiệu cảm giác thân thể, nhưng nửa sau của thùy đỉnh lại đưa ra sự phiên giải với mức độ cao hơn.

Các tín hiệu hình ảnh tận cùng ở thùy chẩm và các tín hiệu âm thanh tận cùng ở thùy thái dương.

Trái ngược lại, phần vỏ não phía trước rãnh trung tâm và chiếm nửa sau của thùy trán được gọi là vỏ não vận động, nó hầu hết được dành để điều khiển sự co rút của cơ và sự chuyển động của cơ thể. Đóng góp chủ yếu của sự kiểm soát vận động này thể hiện trong sự đáp ứng với các tín hiệu cảm giác thân thể nhận được từ các phần cảm giác của vỏ não, tức là nó giữ cho vỏ não vận động truyền thông tin vào mỗi thời điểm về các tư thế và sự chuyển động của các phần khác nhau của cơ thể.

Các vùng cảm giác thân thể I và II

Hai phần cảm giác riêng biệt trong thùy đỉnh trước gọi là vùng cảm giác bản thể I và vùng cảm giác bản thể II. Lý do cho sự phân chia thành 2 vùng này là sự định hướng riêng biệt và rõ ràng của các phần khác nhau của cơ thể được tìm thấy ở mỗi vùng. Tuy nhiên, vùng cảm giác thân thể I nhạy cảm hơn và quan trọng hơn nhiều so với vùng cảm giác bản thể II đến mức trong thực tế, khái niệm “vỏ não cảm giác thân thể” hầu như luôn luôn có ý chỉ vùng I.

Hai vùng cảm giác thân thể ở vỏ não, vùng I và II

Hình. Hai vùng cảm giác thân thể ở vỏ não, vùng I và II.

Vùng cảm giác thân thể I có mức độ vị trí hóa các phần khác nhau của cơ thể cao, biểu diễn bằng tên của tất cả các phần của cơ thể. Trái ngược lại, sự vị trí hóa của vùng cảm giác thân thể II thì kém, mặc dù đại khái thì mặt được biểu diễn ở phần trước, tay ở giữa và chân thì ở phía sau.

Nhiều khi ít được biết về chức năng của vùng cảm giác thân thể II. Chúng ta biết rằng các tín hiệu đi vào vùng này từ thân não, dẫn truyền lên từ cả 2 phía của cơ thể. Thêm vào đó, nhiều tín hiệu đến thứ cấp từ vùng cảm giác thân thể I, cũng như từ các vùng khác của não, thậm chí cả từ vùng thị giác và thính giác. Phần đi ra khỏi vùng cảm giác thân thể I cần thiết cho chức năng của vùng cảm giác thân thể II. Tuy nhiên, việc loại bỏ các phần của vùng cảm giác thân thể II không có ảnh hưởng rõ ràng đến sự đáp ứng của các nơ-ron trong vùng cảm giác thân thể I. Do đó, nhiều thứ chúng ta biết về cảm giác thân thể có vẻ như được giải thích bởi chức năng của vùng cảm giác thân thể I.

Sự định hướng theo không gian của các tín hiệu từ các phần khác nhau của cơ thể trong vùng cảm giác thân thể I

Vùng cảm giác thân thể I nằm ngay sau rãnh trung tâm, trong cuộn não sau trung tâm của vỏ não người (vùng 3,1 và 2 theo Brodmann)

Đại diện của các khu vực khác nhau của cơ thể trong khu vực cảm âm I của vỏ não

Hình. Đại diện của các khu vực khác nhau của cơ thể trong khu vực cảm âm I của vỏ não.

Thiết diện cắt ngang qua naõ ở mức ngang cuộn não sau trung tâm, giải thích cho sự biểu diễn các phần khác nhau của cơ thể bằng những vùng riêng biệt của vỏ não cảm giác thân thể I. Tuy nhiên, cần chú ý rằng, mỗi bên của vỏ não nhận thông tin cảm giác hầu như chỉ riêng từ phần cơ thể bên đối diện.

Một số vùng của cơ thể được biểu diễn bởi những vùng lớn hơn trong vỏ não thân thể - môi được biểu diễn bởi vùng lớn nhất, sau đó đến mặt và ngón tay cái - trong khi đó thân mình và phần dưới của cơ thể được biểu diễn bởi những vùng tương đối nhỏ. Kích thước của các vùng này tương xứng với số lượng các receptor cảm giác chuyên biệt ở mỗi vùng ngoại vi tương ứng của cơ thể. Ví dụ, một số lượng lớn các tận cùng thần kinh được tìm thấy ở môi và ngón tay cái, trong khi đó chỉ có một lượng nhỏ được phát hiện trên da ở thân mình.

Chú ý rằng đầu được biểu diễn ở phần ngoài nhất của vùng cảm giác thân thể I, và phần dưới của cơ thể thì được biểu diễn ở giữa.

Các lớp của vỏ não và chức năng của chúng

Vỏ não chứa 6 lớp nơ-ron, bắt đầu với lớp I liên tiếp với bề mặt não và mở rộng sâu dần vào trong đến lớp VI. Các nơ-ron trong mỗi lớp thực hiện các chức năng khác nhau. Một số chức năng trong đó là:

Cấu trúc của vỏ đại não

Hình. Cấu trúc của vỏ đại não. I, lớp phân tử; II, lớp hạt bên ngoài; III, lớp tế bào hình tháp nhỏ; IV, lớp hạt bên trong; V, lớp tế bào hình chóp lớn; và VI, lớp tế bào fusiform hoặc đa hình.

1. Tín hiệu cảm giác đầu vào kích thích lớp nơ-ron thứ IV đầu tiên; sau đó, tín hiệu lan truyền về phía bề mặt vỏ não đồng thời đi sâu vào các lớp bên trong.

2. Các lớp I và II nhận các tín hiệu đầu vào không đặc trưng, khuếch tán từ các trung tâm não bên dưới, thuận hóa cho các vùng đặc biệt của vỏ não. Những tín hiệu đầu vào này chủ yếu kiểm soát toàn bộ mức độ của tính dễ bị kích thích của các vùng kích thích tương ứng.

3. Các nơ-ron ở lớp II và III cho các sợi trục đến các phần của vỏ não bên đối diện qua thể chai.

4. Các nơ-ron ở lớp V và VI cho các sợi trục đến các phần nằm sâu bên trong của hệ thần kinh. Các nơ-ron nằm trong lớp V thường có kích thước lớn và đi ra nhiều vùng ở xa, như đến hạch nền, thân não, và tủy sống, nơi chúng kiểm soát sự dẫn truyền các tín hiệu. Từ lớp VI, một số lượng đặc biệt lớn các sợi trục chạy dài đến tận đồi thị, đưa các tín hiệu từ vỏ não đến để tương tác và giúp kiểm soát các mức độ kích thích của các tín hiệu cảm giác đi vào đồi thị.

Vỏ não cảm giác được tổ chức thành các cột nơ-ron; mỗi cột phát hiện một điểm cảm giác khác nhau trên cơ thể với một phương thức cảm giác riêng

Về mặt chức năng, các nơ-ron của vỏ não cảm giác thân thể được sắp xếp thành các cột thẳng đứng kéo dài qua suốt 6 lớp của vỏ não, với mỗi cột có kích thước từ 0.3-0.5 mm và chứa khoảng 10000 thân tế bào nơ-ron. Mỗi cột này đảm nhiệm một phương thức cảm giác riêng; một số cột khác đáp ứng với sự căng giãn các receptor quanh các khớp, số khác đáp ứng với sự kích thích của các lông xúc giác, số khác là với các điểm áp lực nằm riêng biệt trên da, vv. Ở lớp IV, nơi các tín hiệu cảm giác hướng tâm đi vào vỏ não, các cột nơ-ron chức năng gần như tách riêng khỏi những cái khác. Ở các phân mức khác nhau của các cột nơ-ron xảy ra sự tương tác, đó là những phân tích đầu tiên về ý nghĩa của các tín hiệu cảm giác.

Trong gần hết phần phía trước rãnh sau trung tâm 5-10 mm, nằm sâu bên trong rãnh trung tâm ở vùng 3A theo Brodmann, có một phần đặc biệt lớn các cột nơ-ron thẳng đứng đáp ứng với các receptor ở cơ, gân, và receptor căng giãn ở khớp. Nhiều tín hiệu từ các cột cảm giác này sau đó lan truyền về phía trước, trực tiếp đến vỏ não vận động nằm ngay ở phía trước rãnh trung tâm. Các tín hiệu này đóng vai trò chủ yếu trong việc kiểm soát dòng tín hiệu vận động đi ra để kích thích chuỗi đáp ứng co giãn của cơ.

Khi dịch về phía sau trong vùng cảm giác thân thể I, ngày càng có nhiều cột nơ-ron đáp ứng với các receptor thích nghi chậm của da, tiếp tục dịch về phía sau là một số lượng lớn hơn các cột nơ-ron nhạy cảm với áp lực sâu.

Trong gần hết phần phía sau của vùng cảm giác thân thể I, khoảng 6% các cột nơ-ron thẳng đứng chỉ đáp ứng khi một kích thích chuyển động ngang qua da theo một hướng xác định. Như vậy, đây là cấp cao hơn trong sự phiên giải các tín hiệu cảm giác; quá trình thậm chí trở nên phức tạp hơn khi các tín hiệu lan truyền ra xa ngược về phía sau từ vùng cảm giác thân thể I đến vỏ não thùy đỉnh, một vùng gọi là vùng liên hợp cảm giác thân thể, như chúng ta sẽ thảo luận sau đây.

Chức năng của vùng cảm giác thân thể I

Sự loại bỏ phần chủ yếu 2 bên của vùng cảm giác thân thể I làm mất khả năng phán đoán các loại cảm giác sau:

1. Con người không thể định khu riêng rẽ các cảm giác khác nhau từ các phần khác nhau của cơ thể. Tuy nhiên, họ có thể xác định sơ qua vị trí những cảm giác này, như là ở tay, ở phần chính của thân mình hay ở một bên chân. Như vậy, rõ ràng là thân não, đồi thị hoặc các phần của vỏ não coi như không liên quan với các cảm giác thân thể, có thể thực hiện một số mức độ của sự định khu cảm giác.

2. Con người không thể nhận định được mức độ nghiêm trọng của những áp lực đè lên cơ thể.

3. Con người không thể nhận định được trọng lượng của vật thể.

4. Con người không thể nhận định hình dạng hoặc cấu tạo của vật thể. Tình trạng này gọi là mất nhận thức xúc giác.

5. Con người không thể nhận định kết cấu của vật liệu vì loại nhận định này phụ thuộc vào những cảm giác có tính quyết định cao tạo ra bởi sự di chuyển của đầu ngón tay trên bề mặt vật liệu.

Chú ý rằng trong danh sách trên, không nhắc đến sự mất cảm giác đau và nhiệt. Trong những thiếu sót đặc biệt chỉ ở vùng cảm giác thân thể I, sự đánh giá về các phương thức cảm giác này vẫn được duy trì cả về tính chất và cường độ. Tuy nhiên các cảm giác khu trú kém cho thấy rằng sự định khu cảm giác đau và nhiệt phụ thuộc nhiều vào bản đồ định vị của cơ thể trong vùng cảm giác thân thể I để định vị nguồn tác động.

Bài viết cùng chuyên mục

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.

Giải phẫu và chức năng của nhau thai

Các tế bào lá nuôi nhô ra, trở thành lông nhung, nơi mao mạch của nhau thai phát triển. Như vậy các nhung mao mang máu thai nhi, được bao quanh bởi các xoang chứa máu của mẹ.

Nhĩ thu và thất thu với các sóng: điện tâm đồ bình thường

Trước khi co bóp của cơ có thể xảy ra, sự khử cực phải lan truyền qua cơ. Sóng P xảy ra vào lúc bắt đầu của co bóp của tâm nhĩ, và phức bộ QRS của các sóng xảy ra vào lúc bắt đầu co bóp của tâm thất.

Hệ thống thần kinh của ruột: chi phối thần kinh đường tiêu hóa

Mặc dù hệ thần kinh ruột có chức năng độc lập với hệ thần kinh ở bên ngoài, nhưng khi bị kích thích bởi hệ giao cảm và phó giao cảm có thể làm tăng hoặc giảm chức năng của ruột, điều này chúng ta sẽ thảo luận sau.

Ô xy của tế bào: sự chuyển hóa và sử dụng

Càng tăng nồng độ của ADP làm tăng chuyển hóa và sử dụng O2 (vì nó kết hợp với các chất dinh dưỡng tế bào khác nhau) thì càng tăng giải phóng năng lượng nhờ chuyển đổi ADP thành ATP.

Chẩn đoán sinh lý đái tháo đường

Các hiệu ứng cơ bản của tình trạng thiếu insulin hoặc kháng insulin đến quá trình chuyển hóa glucose là ngăn chặn sự hấp thu và sử dụng hiệu quả glucose của hầu hết các tế bào của cơ thể, ngoại trừ những tế bào trong não.

Bài tiết acetylcholine hoặc noradrenalin của các sợi thần kinh giao cảm và phó giao cảm

Toàn bộ hoặc gần như toàn bộ các tận cùng thần kinh của hệ phó giao cảm đều tiết acetylcholin. Gần như tất cả các tận cùng thần kinh của hệ giao cảm đều tiết noradrenalin, tuy nhiên một vài sợi tiết ra acetylcholine.

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.

Tái nhận xung vòng vào lại: nền tảng của rung thất rối loạn điện tim

Đường đi dài gặp trong giãn cơ tim, giảm tốc độ dẫn truyền gặp trong block hệ thống Purkinje, thiếu máu cơ tim, tăng kali máu, thời gian trơ ngắn thường diễn ra trong đáp ứng với vài thuốc như epinephrine hoặc sau kích thích điện.

Phát hiện mầu sắc bằng tương phản mầu sắc

Cơ chế của phân tích phát hiện màu sắc phụ thuộc vào sự tương phản màu sắc, gọi là “đối thủ màu sắc”, kích thích các tế bào thần kinh đặc hiệu.

Lưu lượng máu đến ruột chịu ảnh hưởng của hoạt động và tác nhân chuyển hóa ruột

Mặc dù các nguyên nhân chính xác gây tăng lượng máu khi đường tiêu hóa hoạt động vẫn chữa được biết rõ, nhưng một vài phần đã được làm sáng tỏ.

Đám rối thần kinh cơ ruột và đám rối thần kinh dưới niêm mạc

Đám rối thần kinh cơ ruột không hoàn toàn có tác dụng kích thích vì một số neuron của nó có tác dụng ức chế; tận cùng của các sợi đó tiết ra một chất ức chế dẫn truyền, có thể là “polypeptide hoạt mạch ruột”.

Tần số âm thanh: định nghĩa nguyên lý vị trí thính giác

Phương pháp chủ yếu để hệ thần kinh phát hiện ra các tần số âm thanh khác nhau là xác định vị trí trên màng nền nơi mà nó được kích thích nhiều nhất, nó được gọi là nguyên lý vị trí trong xác định tần số âm thanh.

Cấu trúc vi tuần hoàn và hệ mao mạch

Tại nơi mỗi mao mạch bắt nguồn từ một tiểu động mạch, chỉ còn một sợi cơ trơn thường vòng từng quãng quanh các mao mạch. Cấu trúc này được gọi là cơ thắt trước mao mạch.

Gen trong nhân tế bào kiểm soát tổng hợp protein

Tầm quan trọng DNA nằm trong khả năng kiểm soát sự hình thành của protein trong tế bào. Khi hai sợi của một phân tử DNA được tách ra, các bazơ purine và pyrimidine nhô ra ở mặt bên của mỗi sợi DNA.

Phân loại cơ trơn

Cơ trơn ở mỗi cơ quan có các đặc điểm khác nhau: (1) kích thước (2) sự sắp xếp trong các bó (3) đáp ứng với các kích thích khác nhau (4) đặc điểm phân bố thần kinh (5) chức năng.

Vùng vận động sơ cấp: chức năng vận động của vỏ não và thân não

Vỏ não vận động được chia làm 3 vùng nhỏ, mỗi vùng lại có bản đồ hình chiếu riêng cho các nhóm cơ và có những chức năng riêng biệt: vùng vận động sơ cấp, vùng tiền vận động, vùng vận động bổ sung.

Rung thất: rối loạn nhịp tim

Rung thất gây ra bởi nhịp phát nhịp trong khối cơ thất, gây ra khử cực toàn cơ thất, tiếp sau đó là 1 nhịp khác, rồi tiếp tục, và cuối cùng điều hòa ngược chính nó để tái khử cưc khối cơ thất liên tục không ngừng.

Điều hòa lưu lượng máu bằng cách phát triển tuần hoàn bàng hệ

Sự mở các tuần hoàn bàng hệ sau đó trong vòng nhiều giờ kế tiếp, sao cho trong vòng 1 ngày, một nửa mô cần máu có thể được đáp ứng, và trong vòng 1 vài ngày dòng máu thường đủ để đến các mô.

Chức năng thính giác của vỏ não: cơ chế thính giác trung ương

Mỗi neuron riêng lẻ trong vỏ não thính giác đáp ứng hẹp hơn nhiều so với neuron trong ốc tai và nhân chuyển tiếp ở thân não. Màng nền gần nền ốc tai được kích thích bởi mọi tần số âm thanh, và trong nhân ốc tai dải âm thanh giống vậy được tìm thấy.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất động mạch lên hoạt động của tim

Khi nhiệt độ giảm mạnh thì nhịp tim cũng giảm, có lẽ do sự giảm chậm vài nhịp trên phút khi một người gần qua đời do giảm thân nhiệt cơ thể.

Cung lượng tim: chỉ số khi nghỉ ngơi và khi gắng sức

Cung lượng tim được điều chỉnh suốt cuộc đời thông qua chuyển hóa cơ bản chung của cơ thể. Vì vậy chỉ số cung lượng tim giảm biểu thị sự giảm hoạt động thể chất hay giảm khối cơ tương ứng với tuổi.

Kích thích cảm giác: sự phiên giải cường độ

Khi giải thích từng phần của những kết quả này, biểu diễn mối liên quan của điện thế nhận cảm tạo ra bởi tiểu thể Pacinian với cường độ của các kích thích cảm giác.

Sinh lý học thính giác và bộ máy thăng bằng (tiền đình)

Tai ngoài có loa tai và ống tai ngoài. Loa tai ở người có những nếp lồi lõm, có tác dụng thu nhận âm thanh từ mọi phía mà không cần xoay như một số động vật.

Tiêu hóa thực phẩm khi ăn bằng thủy phân

Tất cả ba loại thức ăn, quá trình thủy phân cơ bản giống nhau. Sự khác biệt chỉ nằm ở những loại enzyme cần thiết để thúc đẩy những phản ứng thủy phân cho từng loại thức ăn.