Khoa học thần kinh Hệ thần kinh lan tỏa

Mục tiêu bài học: 1. Trình bày được định khu chức năng nhận thức của vỏ não. 2. Trình bày định nghĩa, phân loại, cơ chế hình thành trí nhớ 3. Trình bày vai trò hệ lưới trong hoạt động thức tỉnh, giấc ngủ và hôn mê 4. Trình bày sinh lý của giấc ngủ

Bài 8: Hệ thần kinh lan tỏa

1 Chức năng nhận thức ở vỏ não 2

1.1 Định khu chức năng vỏ não 2

1.2 Sự liên hệ giữa 2 bán cầu đại não 4

2 Trí nhớ 4

2.1 Định nghĩa 4

2.2 Phân loại 5

2.3 Các giai đoạn của trí nhớ 6

2.4 Cấu trúc não tham gia hình thành trí nhớ 6

2.5 Cơ chế thành lập trí nhớ 7

2.6 Đánh giá sự suy giảm trí nhớ 8

3 Hệ lưới với ý thức, hôn mê và giấc ngủ 9

3.1 Hệ lưới (reticular formation): 9

3.2 Ý thức 10

3.3 Hôn mê 10

4 Sinh lý giấc ngủ 11

4.1 Cơ chế giấc ngủ 11

4.2 Chu kỳ thức – ngủ (sleep – wake cycle) 11

4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng giấc ngủ 13

BÀI 8: HỆ THẦN KINH LAN TỎA

1 Chức năng nhận thức ở vỏ não

1.1 Định khu chức năng vỏ não

- Vỏ não được chia thành các vùng khác nhau với chức năng nhất định, bao gồm: + vỏ não nguyên phát: vận động, cảm giác (thông qua tủy gai, đồ thị)

+ vỏ não thứ phát (vỏ não liên hợp): kết nối các vùng não trong cùng bán cầu hoặc bán cầu đối bên

- Để nghiên cứu các vùng chức năng của vỏ não, người ta phân chia vỏ não theo nhiều cách khác nhau

 Phân chia theo bản đồ Brodmann là thông dụng hơn cả

1.1.1 Vỏ não vận động và cảm giác

Vùng

vận

động

Vùng vận

động chính 4

Thùy trán (hồi trước trung tâm)

- Là nơi xuất phát của bó tháp (trước rãnh Rolando)

- Chi phối các vận động thân thể Có diện tích

lớn nhất

Vùng tiền

vận động 6

- Là nơi xuất phát của các sợi

TK đi đến nhân xám dưới vỏ (hệ ngoại tháp)

- Chi phối các vận động tự động

Vùng cảm giác 1, 2, 3 Thùy đỉnh(hồi sau

trung tâm)

- Gồm: vùng CG chính + vùng CG liên hợp

- Nhận cảm giác của hầu hết các phần thân thể

- Vùng vỏ não vận động và cảm giác hoạt động theo quy luật:

 Quy luật bắt chéo: bán cầu não bên này chi phối vận động và cảm giác của nửa

thân bên kia

 Quy luật ưu thế: những cơ quan nào vận động nhiều và cảm giác tinh tế thì

chiếm vùng vỏ não rộng hơn (tay, miệng…)

 Quy luật lộn ngược: vùng vỏ não phía trên chi phối vận động và cảm giác của

các bộ phận phía dưới cơ thể và ngược lại

1.1.2 Vỏ não giác quan

1.1.3 Vùng ngôn ngữ

Vùng Broca bó cung Vùng Wernicke

Chi phối VĐ các cơ

quan tham gia vào các

động tác phát âm

(thanh quản, môi,

lưỡi, …)

Quan trọng trong hình thành tiếng nói (chi phối lời nói) và

tư duy (hiểu lời, hiểu

chữ) Phân bố không đều ở 2 bán cầu (Với người thuận tay phải (90%), phát triển rất rộng ở bán

cầu trái)

X

Thất ngôn Broca (mất ngôn ngữ vận ngôn)

- Nói không trôi chảy, khó khắn trong phát âm và nói từng từ

- Khả năng thông hiểu tốt

X - Không lặp lại từ đượcMất ngôn ngữ dẫn truyền

- Khả năng thông hiểu tốt

- Khả năng phát âm tốt

(mất ngôn ngữ cảm giác)

- Nói trôi chảy, cấu trúc từ

bình thường

- Không hiểu ngôn ngữ

- Nói những từ và câu vô nghĩa

1.1.4 Vùng vỏ não liên hợp

- Nằm ngay cạnh các vùng vỏ não nguyên phát

- Chức năng: phân tích, phối hợp thông tin từ nhiều vùng chức năng của vùng vỏ não, dưới vỏ

- Các vùng vỏ não liên hợp quan trọng nhất:

 Vùng trước trán:

+ lên kế hoạch, ra quyết định và giải quyết vấn đề

+ định hướng và duy trì sự chú ý

 Vùng liên hợp đỉnh chẩm – thái dương:

+ chú ý, trí nhớ, nhận thức về bản thân, nhận thức về vị trí trong không gian

 Vùng liên hợp hệ viền:

+ xử lý cảm xúc và điều chỉnh hành vi

1.2 Sự liên hệ giữa 2 bán cầu đại não

- Vỏ não thực hiện nhiều chức năng, tuy nhiên các chức năng phân bố ở 2 bán cầu

không đều

 Mỗi bán cầu có những khả năng độc lập về ý thức, trí nhớ, thông tin, điều hòa VĐ

- Hai bán cầu kết nối và truyền thông tin qua vùng tương ứng bên đối diện nhờ thể chai và mép trước

+ thể chai: cần để 2 bên bán cầu não hợp tác hoạt động

+ mép trước: giữ vai trò quan trọng trong đáp ứng cảm xúc của 2 bán cầu

2 Trí nhớ

2.1 Định nghĩa

- Trí nhớ : là quá trình hoạt động của não bộ để ghi nhận, lưu trữ và nhớ lại thông tin khi cần thiết

- Hình thành trí nhớ cần có sự tham gia của nhiều vùng não: thùy trán, thùy thái dương,

đồi thị, hồi hải mã, hạnh nhân, tiểu não, …

- Một thông tin sẽ:

Ghi nhận (qua giác quan)  Mã hóa  Lưu trữ (trong não)

- Phân loại trí nhớ dựa trên:

+ nội dung thông tin cần nhớ (cách hình thành)

+ thời gian ghi nhớ

2.2 Phân loại

- Phân loại trí nhớ:

Trí nhớ hình tượng nhận các kích thích thông hình thành thông qua tiếp

qua giác quan

thị giác, thính giác, xúc giác, vị giác

Trí nhớ vận động hình thành thông qua thực hiện những động tác cụ

thể (kỹ năng, kỹ xảo)

đánh đàn, điều khiển máy móc, cầm đũa,

Trí nhớ cảm xúc hình thành thông qua cảm xúc nhờ các tác nhân kích

thích, các sự kiến, tiếng nói

buồn, vui, bực tức, thỏa

mãn,

Trí nhớ ngôn ngữ

hình thành khi tiếp nhận

ngôn ngữ với nội dung

chứa đựng trong đó tiếng nói, chữ viết

là loại trí nhớ chỉ có ở người + chủ đạo ở người

Trí nhớ cực ngắn

(giác quan)

thời gian lưu trữ: một vài

giây

chủ yếu qua âm thanh và

hình ảnh

Trí nhớ ngắn hạn

(hoạt động)

thời gian lưu trữ: vài phút hoặc vài giờ

lưu trữ thông tin có ý thức

dễ mất khi:

bị tác động của các yếu tố ảnh hưởng đến HĐ phối hợp của neuron (shock điện, chấn thương

sọ não, thuốc gây mê, )

chuyển hướng chú ý

Trí nhớ dài hạn

thời gian lưu trữ: nhiều hơn vài giờ, có thể vĩnh viễn

tích lũy và sở hữu tri thức, kinh nghiệm

bền vững với các yếu tố làm mất trí nhớ ngắn haạn

Trí nhớ dài hạn

Trí nhớ rõ ràng

Trí nhớ từng hồi dương trong, vỏ não mớiHồi hải mã, thùy thái

Trí nhớ ngữ nghĩa Vỏ não thái dương trước bên, vỏ não trước trán

Trí nhớ tiềm ẩn

Trí nhớ liên kết Hạnh nhân, tiểu não

Trí nhớ không

- Phân loại trí nhớ dài hạn:

2.3 Các giai đoạn của trí nhớ

2.4 Cấu trúc não tham gia hình thành trí nhớ

Hạnh nhân

(amygdala)

- Nỗi sợ hãi và ký ức sợ hãi

- Khả năng học tập và ghi nhớ cảm xúc, củng cố kiến thức

Hồi hải mã

(hippocampus)

- Trí nhớ tường thuật

- Trí nhớ phân đoạn

- Trí nhớ nhận dạng

Tiểu não

(cerebellum) - Trí nhớ thủ tục và học tập vận động

Vỏ não trước trán

(prefrontal cortex)

- Trí nhớ ngữ nghĩa, phối hợp thông tin

2.5 Cơ chế thành lập trí nhớ

2.5.1 Thành lập trí nhớ ngắn hạn

Đặc điểm

- Tăng cường giải phóng chất dẫn truyền TK

- Kéo dài thời gian dẫn truyền xung động qua synapse

- Không biến đổi cấu trúc TK

Cơ chế

Thuyết tăng tính hưng phấn:

Neuron bài tiết serotonin

↓ Serotonin hoạt hóa adenylyl cyclase tạo AMP vòng (cAMP)

↓ cAMP hoạt hóa protein kinase gây ức chế kênh K+

↓

Tăng vọt vận chuyển Ca 2+ qua màng neuron

↓ Tăng tính hưng phấn  tăng truyền đại qua synapse

2.5.2 Thành lập trí nhớ dài hạn

Đặc điểm

- Biến đổi cấu trúc, chức năng tại synapse

+ có sự tăng số lượng các synapse mới

+ có sự thay dổi khoảng không gian synapse

+ có sự tăng số lượng các gai trên các sợi nhánh

+ có sự tăng số lượng các sợi nhánh

+ có sự tăng các tế bào đệm

+ có sự tăng khối lượng não (bao gồm cả trọng lượng vỏ bán cầu đại não)

- Hình thành engram nhớ

Cơ chế

Biến đổi ở màng trước synapse

- Tạo các nucleic vòng

- Phosphoryl hóa các protein và lipid màng tế bào

- Tổng hợp hàng loạt protein đặc hiệu và các peptide

- Hoạt hóa các proteinase, peptide dễ bị biến đổi của màng TB

=> giải phóng các chất truyền đạt thần kinh  tăng dẫn truyền qua synapse

Dẫn truyền ở màng sau synapse

- Các chất truyền đạt thần kinh giải phóng:

thay đổi dòng ion qua màng  thay đổi điện thế màng  thay đổi [K+] ở ngoài và [Ca2+] trong TB

(- Tăng Ca2+  hoạt hóa calpain – protein phụ thuộc Ca => hoạt hóa receptor glutamate  tăng thời gian dẫn truyền qua synapse

=> liên quan đến qua trình học tập và ổn định trí nhớ)

- Các neuropeptide (neuropeptide Y, opiate, somatostatin, …) làm tăng kết hợp giữa chất DTTK với các receptor màng sau synapse

=> tăng dẫn truyền Hình thành

engram nhớ

- Các trí nhớ được lưu trữ lại thông qua một hóa chất cụ thể (peptide, phân tử khác) ở não hoặc khắp cơ thể

- Khi có kích thích  giải phóng các chất DTTK đó  phản

xạ có điều kiện

2.6 Đánh giá sự suy giảm trí nhớ

- Suy giảm trí nhớ và nhận thức:

+ cấp tính: tai biến mạch máu não

+ viêm nhiễm: viêm não

+ mạn tính: bệnh Alzheimer (khởi phát)

- Các triệu chứng:

+ suy giảm trí nhớ: hay quên

+ suy giảm nhận thức và hành vi: thay đổi nhân cách, rối loạn hành vi, tâm than, thay đổi các HĐ hàng ngày

- Các chức năng nhận thức cần đánh giá bao gồm:

+ định hướng

+ tập trung chú ý

+ trí nhớ

+ chức năng thùy trán trong thực

hiện phối hợp động tác

+ ngôn ngữ + trí nhớ vận động + làm toán

+ thị giác không gian

- Phương tiện đánh giá:

+ test MMSE

+ test MOCA

+ test đồng hồ

+ …

3 Hệ lưới với ý thức, hôn mê và giấc ngủ

3.1. Hệ lưới (reticular formation):

- Vị trí:

+ không có định khu rõ rệt

+ nằm ở trung tâm hành não và trung não

- Tập hợp lan tỏa không rõ ràng của các neuron và sợi TK

 tạo thành mạng lưới

- Kéo dài từ đầu tủy sống đến phần dưới gian não

- Phân loại:

Theo vùng

chức năng

Vùng phía ngoài - Tiếp nhận các tín hiệu cảm giác hướng tâm

Vùng bên trong - Xử lý các thông tin vận động ly tâm

Hệ thống DTTK phóng chiếu

- Khắp các vùng của hệ TKTW

- Đưa tín hiệu lên đồi thị và vỏ não

- Giúp điều hòa trạng thái ý thức

Theo vùng

giải phẫu

(cắt ngang điểm

giữa cầu não)

Phần nửa trên/

HT hoạt hóa hướng lên

(RAS – reticular activating system)

- Hoạt hóa ý thức và sự thức tỉnh, chu kỳ giấc ngủ

Phần nửa dưới/

HT hoạt hóa hướng

xuống

- Liên quan đến các phản xạ thân não:

+ cử động nhãn cầu + tư thế

+ hô hấp, tim mạch + tiết nước bọt

- Chức năng:

(1) Điều hòa HĐ não bởi các tín hiệu kích thích liên tục từ hệ lưới thân não:

+ lọc các tín hiệu cảm giác đầu vào  chỉ truyền các tín hiệu quan trọng đến vỏ não  tránh quá tải

+ hoạt hóa vỏ não tăng cường HĐ não giúp tỉnh táo

+ liên kết với hạch nền và vỏ não, đảm bảo các vận động phối hợp chính xác + có thể ức chế hoặc tăng cường các phản xạ tủy

(2) Điều hòa HĐ não thông qua hệ thống hormone thần kinh :

+ khi HĐ: tiết ra các hormone thần kinh

+ 4 hệ thống hormone TK chính ở thân não:

Nhân xanh HT tiết norepinephrine - Quan trọng trong việc tạo ra giấc mơ

trong giai đoạn REM của giấc ngủ

Chất đen HT tiết dopamine - Ức chế hạch nền và kích thích ở vài

vùng khác của não bộ

Nhân đường giữa HT tiết serotonin - Tác dụng giảm đau, tác dụng ức chế giúp tạo ra giấc ngủ Nhân đại tế bào

(của hệ lưới hoạt hóa) HT tiết acetylcholine

- Gây ra trạng thái tinh thần tỉnh và kích thích

3.2 Ý thức

- Ý thức : là tình trạng trong đó 1 người hoàn toàn tỉnh táo và nhận thức được môi trường xung quanh

+ ý thức bao gồm: ý thức thức tỉnh + nhận thức bình thường

- Thức tỉnh được duy trì bởi chức năng toàn vẹn của hệ lưới hoạt hóa hướng lên (RAS)

ở phần trên thân não và phóng chiếu lên bán cầu đại não 2 bên qua đồi thị (chủ yếu ở thùy trán trước)

3.3 Hôn mê

- Hôn mê : là tình trạng giống như ngủ và người bệnh không có những đáp ứng có mục đích với môi trường xung quanh

 Ở bệnh nhân hôn mê:

+ 2 mắt nhắm và không mở tự nhiên

+ không nói chuyện

+ không có những vận động ý nghĩa ở mặt và tay chân

- Do rối loạn chức năng hệ thống hoạt hóa hướng lên (RAS) ở thân não/ ở cả 2 bán cầu

 BN rơi vào trạng thái mất ý thức cho dù bị kích thích mạnh

- Các cơ chế gây ra tình trạng hôn mê:

(1) Tổn thương chức năng vỏ não lan tỏa 2 bên (chấn thương sọ não)

(2) Tổn thương thân não (đột quỵ)

(3) Tổn thương chức năng vỏ não lan tỏa 2 bên kèm suy giảm chức năng thân não

(bệnh não do rối loạn chuyển hóa/ ngộ độc)

- Đánh giá ý thức: qua thang điểm Glasgow – đánh giá mức độ thức tỉnh

4 Sinh lý giấc ngủ

- Ngủ :

+ là một trạng thái có tính hành vi có thể đảo ngược được đặc trưng bởi sự không liên

hệ về mặt nhận cảm (thông qua các giác quan) và gia tăng đáng kể ngưỡng đáp ứng đối với kích thích từ môi trường

+ là tình trạng mất tri giác tạm thời và có thể đánh

thức bởi tín hiệu cảm giác hay kích thích khác

4.1 Cơ chế giấc ngủ

- Cơ chế sinh học: chưa hoàn toàn rõ ràng

- Sự kích thích ở các vùng não sau gây ra giấc ngủ:

(1) Nhân raphe: phần lưng cầu não và hành não, có

các TB tiết serotonin

(2) Nhân bó đơn độc

(3) Nhân chéo thị hoặc nhóm nhân đường giữa

4.2. Chu kỳ thức – ngủ (sleep – wake cycle)

4.2.1 Đặc điểm chung

- Người trưởng thành trung bình ngủ mỗi ngày từ 7 – 8 giờ

- 2 cơ chế sinh lý tương tác và cân bằng với nhau:

(1) Nhịp ngày đêm (caircadian rhythm/ process C):

+ các quá trình bên trong cơ thể và ngưỡng thức tỉnh được quy định bởi đồng hồ sinh học

(2) Quá trình nội môi (sleep – wake homeostasis/ process S):

+ sự tích lũy các chất gây ngủ trong não

4.2.2 Các giai đoạn của giấc ngủ

- Giấc ngủ bình thường gồm 4 – 5 chu kỳ

- Mỗi chu kỳ từ 90 – 120 phút

- Bao gồm:

Giấc ngủ không cử

động mắt nhanh

(non-REM)

1

Ru giấc ngủ

- rất ngắn: vài phút, chuyển tiếp từ thức sang ngủ

- nhịp a được thay thế bằng HĐ θ (2 – 7 Hz), xen kẽ HĐ nhanh điện thế thấp (12 – 14 Hz)

2 Ngủ nông- HĐ θ (4 – 7 Hz) xen kẽ HĐ nhanh (12 – 14 Hz), kéo dài ít nhất 0,5s và phức hợp K (sóng 2 pha điện thế cao)

3

Ngủ sâu

- các dấu hiệu sinh tồn đều giảm: nhiệt độ, nhịp tim, nhịp thở, huyết áp

- trương lực cơ giảm

- sóng chậm d, điện thế cao (1,5 – 2 Hz) chiếm < 50% thời gian

4

Ngủ rất sâu

- các dấu hiệu sinh tồn giảm thấp nhất

- sóng chậm d > 50% thời gian

Giấc ngủ cử động mắt nhanh

(REM – rapid eye movement)

- xảy ra sau khoảng 70 – 90 phút sau giai đoạn 1

- kéo dài: 10 phút

- tăng: nhiệt độ, nhịp tim, nhịp thở, huyết áp

- giảm: nhu động dạ dày, ruột

- mất: trương lực cơ

- có cử động mắt nhanh qua lại và giấc mơ => giấc ngủ nghịch thường: nhịp a (như GĐ thức) nhưng ngủ rất sâu

=> là GĐ nơi giấc mơ xảy ra

Sau giấc ngủ REM - Thức tỉnh trong 1 thời gian rất ngắn (1 vài phút)- Tiếp tục chu kỳ mới cho tới sáng

Biểu đồ ngủ (hypnogram)

4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng giấc ngủ

4.3.1 Các yếu tố môi trường – xã hội

- Nghề nghiệp

- Môi trường

- Stress

- Nghỉ hưu, mất người thân

- Vệ sinh giấc ngủ kém:

+ ngủ ngày nhiều + chu kỳ thức – ngủ không đều đặn + rượu

+ thuốc lá

4.3.2 Các thuốc ảnh hưởng

Ảnh hưởng đặc tính giấc ngủ Gây ngủ nhiều

 Thuốc giảm sung huyết

 Đồng vận chuyển b dạng xịt

 Caffein

 Theophylline

 Thuốc chống trầm cảm có tính kích

thích

 Selegiline

 Corticosteroids

 Ức chế b

 Ức chế acetylcholinesterase

 Một số thuốc chống loạn nhịp

 Giảm đau an thần (narcotics)

 Chống trầm cảm (amitriptyline, trazodone)

 Hạ áp (clonidine)

 Kháng histamine

 Đồng vận dopamine

 Chống động kinh (neurontin)