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

Chức năng tâm thất giống như bơm

Với cả sự tăng thể tích cuối tâm trương và giảm thể tích cuối tâm thu, thể tích co bóp có thể tăng hơn gấp đôi so với bình thường.

Vai trò của CO2 và Ion H+ điều hòa hô hấp: điều hòa hóa học trung tâm hô hấp

Nồng độ CO2 hay ion H+ quá cao trong máu tác động trực tiếp vào trung tâm hô hấp, làm tăng đáng kể lực mạnh của các tín hiệu vận động hít vào và thở ra tới các cơ hô hấp.

Điều hòa bài tiết insulin

Kích thích tiết insulin bởi amino acid là quan trọng bởi vì insulin lần lượt tăng cường vận chuyển amino acid tới tế bào, cũng như sự hình thành protein trong tế bào..

Sự phát triển của nang trứng giai đoạn nang của chu kỳ buồng trứng

Giai đoạn đầu tiên của sự phát triển nang trứng là sự phát triển ở mức trung bình của nang, đường kính tăng gấp đôi hoặc gấp ba. Sau đó theo sự lớn lên thêm vào của lớp tế bào hạt ở một số nang; những nang này được gọi là nang trứng nguyên phát.

Huyết áp động mạch: kiểm soát bằng lợi liệu áp lực

Lượng dịch vào và ra phải cân bằng tuyệt đối,  nhiệm vụ này được thực hiện bởi điều khiển thần kinh và nội tiết và bởi hệ thống kiểm soát tại thận, nơi mà điều hòa bài tiết muối và nước.

Trao đổi chất của cơ tim

ATP này lần lượt đóng vai trò như các băng tải năng lượng cho sự co cơ tim và các chức năng khác của tế bào. Trong thiếu máu mạch vành nặng, ATP làm giảm ADP, AMP và adenosine đầu tiên.

Chức năng của Mineralocorticoids Aldosterone

Aldosterol chiếm phần lớn hoạt tính mineralocorticoid của hormon vỏ thượng thận, nhưng corticoid là glucocorticoid chính được tiết ở vỏ thượng thận, cũng tham giá đáng kể vào hoạt tính của mineralocorticoid.

Giải phóng hormon thyroxine và triiodothyronine từ tuyến giáp

Trong quá trình biến đổi phân tử thyroglobulin để giải phóng thyroxine và triiodothyronine, các tyrosine được iod hóa này cũng được giải thoát từ phân tử thyroglobulin, chúng không được bài tiết vào máu.

Đại cương sinh lý thần kinh cao cấp

Người và các loài động vật cao cấp có một số hành vi và thái độ đáp ứng với hoàn cảnh mà các quy luật sinh lý thông thường không giải thích được. Ở ngườiì khi vui thì ăn ngon miệng, khi buồn thì chán không muốn ăn, mặc dầu đói.

Giải phẫu sinh lý của hệ giao cảm: hệ thần kinh tự chủ

Hệ thần kinh tự chủ cũng thường hoạt động thông qua các phản xạ nội tạng. Đó là, những tín hiệu cảm giác nội tại từ các cơ quan nội tạng có thể truyền tới các hạch tự chủ, thân não, hoặc vùng dưới đồi.

Cử động định hình của mắt: cử động làm cho mắt tập trung

Vận động chú ý tự ý được điều hòa bởi một vùng vỏ não ở hai bên vùng tiền vận động của thùy trán. Mất chức năng hai bên hoặc tổn thương vùng này gây khó khăn cho việc mở khóa mắt.

Hệ thống bạch huyết: vai trò chính trong điều hòa nồng độ protein, thể tích và áp suất dịch kẽ

Chức năng của hệ thống bạch huyết như một “cơ chế tràn” để nhận lại protein dư thừa và lượng nước thừa trong khoảng kẽ vào tuần hoàn chung.

Tác dụng của hormon PTH lên nồng độ canxi và phosphate dịch ngoại bào

PTH có hai cơ chế để huy động canxi và phosphate từ xương. Một là cơ chế nhanh chóng thường bắt đầu trong vài phút và tăng dần trong vài giờ.

Đo thể tích hô hấp: ghi lại những thay đổi trong phép đo thể tích phổi

Thay đổi của thể tích phổi dưới tình trạng thở khác nhau. Mô tả sự kiện thông khí phổi, không khí trong phổi có thể được chia thành 4 thể tích và 4 dung tích  trung bình cho người lớn trẻ.

Trí nhớ trung hạn của con người

Bằng cách gián tiếp, mục đích của kích thích cúc tận cùng được thuận hóa ở cùng thời gian cúc tận cùng cảm giác được kích thích gây ra kéo dài tăng độ nhạy của cúc tận cùng cảm giác, thành lập dấu vết trí nhớ.

Đại cương sinh lý tim mạch

Vòng tiểu tuần hoàn mang máu tĩnh mạch từ tim phải theo động mạch phổi lên phổi, ở mao mạch phổi, khí cacbonic được thải ra ngoài và máu nhận oxy để trở thành máu động mạch, theo tĩnh mạch phổi về tim trái, tiếp đó bắt đầu một chu trình tương tự qua vòng đại tuần hoàn.

Phản xạ duỗi chéo: phối hợp vận động của các chi

Các tín hiệu thần kinh cảm giác vào tủy sống thì bắt chéo sang bên đối diện để kích thích duỗi cơ. Vì phản xạ duỗi chéo chỉ bắt đầu từ 200 - 500 ms sau khi kích thích đau xảy ra.

Sự xâm nhập tinh trùng vào trứng: các enzyme thể đỉnh và phản ứng thể đỉnh

Chỉ vài phút sau khi tinh trùng đầu tiên xâm nhập qua lớp màng sáng, các ion calci xâm nhập vào bên trong, tế bào phát động phản ứn g vỏ đổ các chất đặc biệt vào xoang quanh noãn.

Chức năng gan của trẻ sơ sinh

Bởi vì gan của trẻ sơ sinh thiếu hình thành các protein huyết tương, nồng độ protein huyết tương giảm trong những tuần đầu ít hơn trẻ lớn. Thỉnh thoảng nồng độ protein máu giảm đến mức thấp gây phù.

Kiểm soát giải phóng năng lượng trong tế bào

Cơ chế xúc tác phản ứng hoá học của enzyme, trước hết là nhờ sự kết hợp lỏng lẻo với một trong các chất phản ứng, thay thế cầu nối bền chặt trong phân tử chất để có thể phản ứng được với các chất khác.

Khoảng các từ vật tới mắt: xác định chiều sâu

Nếu ta đã biết một người nào đó cao 6 feet, ta có thể biết được người đó cách ta bao xa thông qua kích thước ảnh của người đó trên võng mạc.

Tín hiệu nội bào sau khi receptor hormone được kích hoạt

Nhiều loại mô khác nhau có cùng loại receptor nội bào giống nhau, tuy nhiên gen được kích thích bởi các receptor ở một số mô lại khác nhau.

Kích thích riêng và đồng loạt bởi hệ giao cảm và phó giao cảm

Trong một số trường hợp, hầu hết toàn bộ các phần của hệ thần kinh giao cảm phát xung đồng thời như một đơn vị thống nhất, hiện tượng này được gọi là sự phát xung đồng loạt.

Nút xoang tạo nhịp bình thường của tim: điều chỉnh kích thích và dẫn truyền

Nút xoang kiểm soát nhịp của tim bởi vì tốc độ phóng điện nhịp điệu của nó nhanh hơn bất kỳ phần nào khác của tim. Vì vậy, nút xoang gần như luôn luôn tạo nhịp bình thường của tim.

Trạm thần kinh: sự kéo dài tín hiệu thần kinh bằng trạm thần kinh “Sự kích ứng tồn lưu”

Khi các synap kích thích trên bề mặt của sợi nhánh hay thân của một nơ-ron, một điện thế sau synap tạo ra trong tế bào thần kinh và kéo dài trong nhiều mili giây, đặc biệt là khi có mặt một số chất dẫn truyền ở synap hoạt hóa kéo dài.