Dẫn truyền các tín hiệu vận động từ vỏ não tới các cơ

Đa số các vận động có ý thức khởi phát từ vỏ não được hình thành khi vỏ não hoạt hóa các chương trình được tích hợp trong các khu vực của não dưới - tủy sống, thân não, hạch nền, và tiểu não. Những trung tâm ở dưới thấp này, đến lượt mình, gửi các tín hiệu chi phối tới các cơ.

Tuy nhiên, ở một số ít dạng vận động, vỏ não có con đường gần như trực tiếp tới các neuron vận động vùng trước của tủy sống, bỏ qua một vài trung tâm kể trên.

Hình. Các khu vực chức năng vận động và cảm giác của vỏ não. Các số 4, 5, 6 và 7 là vùng vỏ não theo cách của Brodmann.

Hình biểu diễn nhưng vùng chức năng của vỏ não. Phía trước rãnh trung tâm, chiếm khoảng 1/3 sau của thùy trán, là vỏ não vận động. Phía sau rãnh trung tâm là vỏ não cảm giác thân thể, nơi gửi nhiều tin hiệu khởi phát vận động đến vỏ não vận động.

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: (1) vùng vận động sơ cấp (primary motor cortex); (2) vùng tiền vận động (premotor area), (3) vùng vận động bổ sung (supplementary motor area).

Các tín hiệu vận động được dẫn truyền trực tiếp từ vỏ não xuống tủy sống thông qua bó vỏ-tủy và gián tiếp qua các đường phụ bao gồm hạch nền, tiểu não và những nhân khác nhau ở thân não. Nói chung, con đường trực tiếp liên quan nhiều hơn tới các cử động riêng lẻ, chi tiết (tinh tế), đặc biệt là ở đầu chi, nhất là ở là bàn tay và ngón tay.

Hình. Dải vỏ tuỷ (bó tháp).

Dải vỏ tùy (bó tháp). Con đường đi ra quan trọng nhất từ vỏ não vận động là dải vỏ-tủy, còn được gọi là bó tháp, 30% dải vỏ-tủy bắt nguồn từ vùng vận động sơ cấp, 30% từ vùng tiền vận động và vùng vận động bổ sung, 40% từ các vùng cảm giác thân thể nằm sau rãnh trung tâm.

Sau khi rời vỏ não, bó này đi qua trụ sau của bao trong (giữa nhân đuôi và nhân bèo sẫm của nhân nền) và sau đó đi xuống thân não, tạo nên bó tháp ở hành não. Phần lớn các sợi của bó tháp sau đó bắt chéo sang bên đối diện ở phần thấp của hành não và đi xuống tủy sống tạo thành dải vỏ-tủy bên, cuối cùng phần lớn tận hết (tạo synap) ở neuron trung gian nằm trong vùng trung gian của chất xám tủy, một số tận hết ở neuron cảm giác ở sừng sau, và rất ít tận hết trực tiếp ở các neuron vận động ở sừng trước để gây co cơ.

Một số sợi không bắt chéo sang bên đối diện ở hành não mà đi thẳng xuống tủy sống trong dải vỏ- tủy trước. Rất nhiều, nếu không phải là hầu hết, những sợi này cuối cùng bắt chéo sang bên đối diện hoặc ở cổ hoặc ở đoạn ngực trên. Những sợi này có thể liên quan tới sự chi phối các chuyển động tạo tư thế ở 2 bên (bilateral postural movements) bởi vùng vận động bổ sung.

Hầu hết các sợi có kích thước lớn trong bó tháp là một quần thể các sợi được myelin hóa với đường kính trung bình là 16 micromet. Những sợi này bắt nguồn từ tế bào tháp khổng lồ - tế bào Betz, chỉ được tìm thấy ở vùng vỏ não vận động sơ cấp. Các tế bào Betz có đường kính 60 micromet, và những sợi của chúng dẫn truyền xung động thần kinh tới tủy sống với tốc độ khoảng 70m/s, tốc độ dẫn truyền xung động nhanh nhất từ não tới tủy sống. Có khoảng 34000 sợi này ở mỗi dải vỏ tủy. Tổng số sợi ở mỗi dải vỏ tùy là hơn 1 triệu sợi, do vậy, những sợi có kích thước lớn này chỉ chiếm 3%. 97% còn lại chủ yếu là những sợi có đường kính nhỏ hơn 4 micromet, dẫn truyền những tín hiệu giúp duy trì trương lực cơ bản của cơ (background tonic signals) đến vùng vận động ở tủy sống.