Đánh giá tình trạng buồn ngủ của mắt bằng phương pháp đo điện động nhãn đồ EOG, khảo sát thiết bị đo tín hiệu MP_30 và chế tạo thiết bị cảnh báo buồn ngủ cho mắt

Cấu Trúc Luận Văn: - Phần I: Tổng Quan - Phần II: Giải phẫu học và sinh lý mắt - Phần III: Trạng thái buồn ngủ và tín hiệu EOG - Phần IV: Khảo sát thiết bị đo tín hiệu sinh học MP_30 và chương trình BS

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN

I.1 GIỚI THIỆU:

Năm 2005 giới cảnh sát đã phát hiện: nguyên nhân của 3034 vụ tai nạn, trongđó có 1786 vụ gây nên thương tích, chính là sự buồn ngủ và mất tập trung củangười lái, chiếm 0,5% các vụ tai nạn nghiêm trọng Tuy nhiên, các chuyên giaước tính rằng những trường hợp không thể xác định nguyên nhân chiếm 10 - 20%các vụ tai nạn Sự mệt mỏi và buồn ngủ của người lái dễ gây tai nạn hơn gấp 2,5lần so với bất kỳ nguyên nhân nào khác[1] Theo điều tra của các công ty bảohiểm Đức thì cứ 4 vụ tai nạn thảm khốc trên xa lộ, có 1 vụ là do sự buồn ngủ củatài xế gây ra Thực tế này cũng đã được kiểm chứng bởi các nhà nghiên cứu tainạn ở nhiều quốc gia khác nhau Trong đó tại Việt Nam, các tai nạn nghiêm trọngxảy ra do tình trạng buồn ngủ của tài xế cũng không phải là hiếm.

Để khắc phục tình trạng buồn ngủ, nhiều biện pháp tránh tai nạn ngày càngđược ứng dụng Các biện pháp chủ yếu được sử dụng là các công cụ xử lí ảnhchẳng hạn như nhờ vào sự quan sát động tác chớp mắt Theo đó, một camerahồng ngoại được đặt ngay trên đầu người lái sẽ liên tục ghi lại trạng thái chớpmắt và phân tích thời gian mắt nhắm lại Nếu thời gian này lâu hơn một khoảngthời gian định sẵn, khi đó nó sẽ phát ra âm thanh để cảnh báo Một vài phươngpháp khác dựa vào khả năng đo trạng thái của các động tác lái xe thông thườngnhư cách cầm vô lăng hay đạp thắng để phát tín hiệu cảnh báo Ví dụ nhưtrường hợp người lái không di chuyển vô lăng trong thời gian quá lâu

Tuy nhiên công cụ xử lí ảnh vẫn có những nhược điểm nhất định như xử líkhông được đối với trường hợp những người ngủ nhưng vẫn mở mắt Trong khiphương pháp EOG đánh giá tình trạng hoạt động của mắt thông qua các thông sốđiện sinh học được thu nhận qua các điện cực bề mặt có khả năng giải quyết đượctrường hợp trên Do đó nhóm quyết định đánh giá tình trạng buồn ngủ bằngphương pháp đo “điện động nhãn đồ_EOG” Vấn đề được đặt ra xoay quanh bacâu hỏi sau:

 Làm sao để thu nhận được tín hiệu EOG, cũng như là các thông tin có íchtừ EOG?

 Dùng EOG đánh giá tình trạng buồn ngủ có được hay không? Nếu được thì làm sao để cảnh báo tình trạng buồn ngủ?

I.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN:

Để trả lời câu hỏi thứ nhất, nhóm đã tìm được thiết bị MP_30 của hãngBIOPAC cùng chương trình BSL đi kèm cho phép thu nhận cũng như là phântích các dữ liệu thu được Chương trình BSL còn cho phép liên kết với cáccông cụ xử lí khác chẳng hạn như MATLAB để có thể rút ra các thông số cóích từ tín hiệu EOG.

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về EOG và cũng đã có nhiều bài báocông bố kết quả dùng EOG đánh giá tình trạng hoạt động của mắt và một sốbệnh về thần kinh Do đó, có thể dùng EOG đánh giá tình trạng buồn ngủthông qua hoạt động của mắt Nhóm đã nghiên cứu và bước đầu đã lập đượcmột số thông số liên quan giữa tình trạng buồn ngủ và hoạt động của mắt.Trạng thái buồn ngủ thực ra rất phức tạp và tạo nên nhiều hiệu ứng khác nhau.Dựa vào các phép tính xác suất để so sánh các dữ liệu với nhau rồi lưu trữ,một thư mục thông tin cá nhân về người lái sẽ được khởi tạo Từ đó kịp thờiđưa ra những cảnh báo về trạng thái buồn ngủ Nói cách khác, tài xế đã đượccảnh báo kịp thời ngay khi chuyển đổi trạng thái tỉnh táo sang buồn ngủ trongkhi lái xe Đây cũng là phương pháp luận của nhóm để có thể hoàn thành đềtài này.

CHƯƠNG II:

GIẢI PHẪU HỌC VÀ SINHLÝ MẮT

CHƯƠNG II: GIẢI PHẪU HỌC VÀ SINH LÝ MẮT

Ở con người, mắt hình thành rất sớm, vào khoảng tuần lễ thứ 3 của thai kỳ.Khi đó, phôi chỉ dài 3 mm Mắt bắt nguồn từ não dưới dạng 2 túi thị nguyên thủy,lồi dần ra phía trước để cuối cùng tạo nên… võng mạc Đây là phần nhạy cảmnhất của mắt đối với ánh sáng Về sau, vào khoảng tháng thứ 2 của thai kỳ, lớp dacủa thai mới tạo nên những thành phần khác của mắt (như thủy tinh thể….).

II.1 CẤU TẠO MẮT[2][3]:

Mắt (organon visus) gồm có nhãn cầu, thần kinh mắt và những bộ phận phụ

thuộc như mí mắt, lông mi, các cơ mắt, các cân mạc, tuyến lệ và các màng tiếp

hợp (Hình 2.1).

Hình 2.1: Cấu tạo mắt

Nhãn cầu tương tự như máy thu của hệ thống quang học, chuyển năng lượngánh sáng thành xung thần kinh Những xung thần kinh theo đường dẫn truyền thịgiác tới vỏ não chẩm và ở đây chuyển thành hình ảnh thị giác Nhãn cầu muốnhoạt động tốt cần phải có những bộ phận phụ thuộc Bộ phận che chở đó là xươnghốc mắt bảo vệ phía sau và mí mắt cử động bảo vệ phía trước Bộ phận cơ ngoạinhãn giúp nhãn cầu hoạt động mọi hướng Bộ lệ để gìn giữ giác mạc luôn được

sẫm có nhiều mạch máu chạy qua Chúng vừa có vai trò cung cấp máu cho phầncòn lại của mắt, vừa là một lớp màng để hấp thu ánh sáng.

Ngay trước vùng tiếp nối giữa phần chính của củng mạc và giác mạc, mạch

mạc trở nên mỏng hơn và có nhiều cơ trơn bên trong Phần này được gọi là thểmi (ciliary body) Phía trước thể mi, mạch mạc tách khỏi cầu mắt và mở rộngvào xoang mắt, hình thành mống mắt (iris) Mống mắt có nhiều sợi cơ trơn sắpthếp theo hình vòng và hình tia Khi các sợi cơ vòng co lại, đồng tử (pupil) ở

trung tâm mống mắt củng co và ngược lại Như vậy, mống mắt có vai trò trongviệc điều hòa lượng ánh sáng đi vào mắt.

Hình 2.2: Sơ đồ lát cắt ngang mắt người

Hố mắt giữa nằm trong khu vực gần chính giữa võng mạc, và nằm thẳng dọc

theo trục chính của mỗi mắt Cũng gọi là “điểm vàng”, hố mắt nhỏ (dưới 1

mm2), nhưng rất chuyên biệt Những vùng này chứa các tế bào hình nón chi chít,mật độ cao (trên 200.000 tế bào hình nón/mm2 đối với mắt người trưởng thành,

xem Hình 2.3).

Hố mắt giữa là khu vực nhìn sắc nét nhất, và tạo ra độ phân giải không gian,độ tương phản và màu sắc rõ nhất Mỗi mắt có chừng bảy triệu tế bào hình nón,chúng rất mỏng (đường kính 3 mm) và thon dài Mật độ tế bào hình nón giảm ởbên ngoài hố mắt do tỉ lệ tế bào hình que so với tế bào hình nón tăng dần lên

(Hình 2.3).

Tại vùng rìa của võng mạc, tổng số cả hai loại cơ quan thụ cảm thị giác nàyđều giảm về cơ bản, gây ra sự mất mát sâu sắc độ nhạy thị giác tại rìa ngoài củavõng mạc Điều này có thể bù lại bởi thực tế thì người ta nhìn liên tục các vậttrong tầm nhìn (do cử động mắt nhanh tự nhiên), nên ảnh nhận được có độ nétđồng đều Trong thực tế, khi ảnh bị ngăn cản không cho chuyển động tương đốiso với võng mạc (thông qua một quang cụ nào đó), thì mắt không còn cảm nhậnđược cảnh sau một vài giây.

Hình 2.3 : Sự phân bố tế bào hình que và hình nón trên võng mạc

Nhãn cầu có thể tích 6,5 ml (khoảng 1/6 thể tích hốc mắt), nặng 7,5 mg, chuvi 75 mm, đường kính trước sau 24 mm Nó được cấu tạo bởi 3 lớp vỏ bọc chứađựng các môi trường trong suốt bên trong đó là thủy dịch, thủy tinh thể và pha lêthể lần lượt từ trước ra sau Hai lớp ngoài của vỏ bọc tương tự như màng não củahệ thống thần kinh trung ương, còn lớp trong cùng tương tự như mô não.

Màng xơ bọc ngoài (màng cứng) có nhiệm vụ che chở , gồm có giác mạc (1/6chu vi trước) và củng mạc (5/6 còn lại) Nơi củng mạc và giác mạc gặp nhau gọilà rìa giác củng mạc Màng mạch máu giữa (màng nuôi và màng nhện) gồm cóhắc mạc, thể mi, và mống mắt gọi chung là màng bồ đào Nó cung cấp dinhdưỡng phần lớn cho những lớp khác Lớp trong cùng là võng mạc Đây là lớpcảm thụ quang chuyên hóa cao tinh tế có nguồn gốc từ ngoại bì thần kinh và

nghèo khả năng tái sinh (Hình 2.2).

II.1.1.1 CÁC LỚP MÀNG BỌC:

 CÁC LỚP MÀNG BỌC:GIÁC MẠC:

Giác mạc là phần trước nhất của lớp bọc ngoài, trong suốt so với củng mạcmàu trắng đục Đó là mặt khúc xạ chính của mắt, chiếm 2/3 công suất khúc xạcủa toàn bộ nhãn cầu, khoảng 43 D ở mặt trước giác mạc.

Cấu tạo: giác mạc có 5 lớp cơ bản đó là biểu mô, màng Bowmann, chủ mô,

màng Descemet và nội mô ( Hình 2.4).

Hình 2.4 : Cấu tạo củagiác mạc

Dinh dưỡng: dinh dưỡng giác mạc thông qua bơm thủy dịch cung cấp

glucose, muối khoáng, vitamine C và lấy đi những chất biến dưỡng Máy bơm nộimô chịu trách nhiệm cho sự trong suốt của giác mạc thông qua sự khử nước (94%), 6% còn lại thông qua sự bốc hơi ngang qua biểu mô Hệ thống mạch máu rìacũng góp phần nhỏ vào sự dinh dưỡng giác mạc.

Thần kinh: giác mạc rất nhạy cảm gồm các thần kinh mi ngắn và mi dài sau

từ mặt trong củng mạc ra ngoài rìa rồi vào giác mạc bằng 70  80 nhánh Đikhoảng 2-3 mm những nhánh này mất bao myeline và chia thành hai nhóm:(1) Nhóm trước đi dưới màng Bowmann, xuyên qua tạo thành mạng dưới biểu mô;(2) Nhóm sâu đi trong lớp sâu của chủ mô nhưng không đến vùng trung tâm.

CŨNG MẠC :

Lớp sợi có vai trò chính bảo vệ nhãn cầu Nó có màu trắng đục do cấu tạo củacác sợi đan chéo nhau và có kích thước khác nhau, có độ ngậm nước cao hơn sovới giác mạc (68% là nước).

Cấu tạo: củng mạc có 3 lớp không rõ ràng (lớp thượng củng mạc, lớp nhủ

mô và lớp trong cùng gồm bó sợi nhỏ hơn, chứa tế bào sắc tố và sợi đàn hồi).Củng mạc được nuôi dưỡng bởi mạch máu thượng củng mạc phía ngoài và hắcmạc ở bên trong, nhưng nhu mô củng mạc được xem như vô mạch.

Cách cực sau 3 mm phía trong và 1mm phía dưới là lá sàng nơi gắn của thầnkinh thị vào nhãn cầu.

RÌA CŨNG GIÁC MẠC :

Rìa là vùng chuyển tiếp rộng 1 mm ở ngoại vi giác mạc Đó là vùng nối kếtgiữa biểu mô lát tầng có gai của giác mạc và biểu mô hình trụ của kết mạc nhãncầu Kết mạc rìa cũng có nhiệm vụ cho sự tái sinh của lớp biểu mô giác mạc bịmất đi Ngoài ra nó còn chứa nhiều tế bào của hệ thống miễn nhiễm: bạch cầu đanhân, lympho bào, đại thực bào, sắc tố bào và tương bào.

 MÀNG BỒ ĐÀO:MỐNG MẮT:

Mống mắt là màn chắn sáng điều chỉnh lượng ánh sáng vào phần sau nhãncầu Mống mắt có dạng chóp nón cụt dẹt, đáy là chân mống, đỉnh là bờ đồng tửđược nâng đỡ bởi thủy tinh thể Màu sắc của mống tùy thuộc số lượng sắc tốtrong nhủ mô trước.

Cơ mống mắt: mống mắt có 2 lớp cơ trơn Lớp phía trước là cơ vòng chạyvòng quanh đồng tử, được điều khiển bởi hệ giao cảm Cơ tia được điều khiển bởihệ giao cảm, đó là mảng cơ khu trú phía sau nhu mô mống mắt , trải rộng xungquanh lớp cơ vòng cho tới thể mi.

Cấu tạo: từ trước ra sau gồm có:

(1) Nội mô liên tục với nội mô lưới bè;

(2) Màng ngăn trước do sự đậm đặc của nhủ mô;

(3) Nhu mô gồm mô liên kết lỏng lẻo chứa những cấu trúc như cơ vòng, thần kinh,và mạch máu, tế bào sắc tố;

(4) Màng ngăn sau là màng phát triển ra trước của màng Bruch;

(5) Biểu mô sau gồm 2 lớp tế bào đều chứa sắc tố, có nguồn gốc từ phần trước nhấtcủa chén thị.

THỂ MI:

Bên cạnh cấu tạo mạch máu dồi dào (cung động mạch mống mắt lớn vànhánh nối động mạch mi trước và mi dài sau), thể mi có ba chức năng: điều tiết,sản xuất thủy dịch và đường thoát bồ đào củng mạc.

Cấu tạo: thể mi có thể chia làm 2 lớp phôi thai: lớp biểu mô thần kinh và

trung bì.

HẮC MẠC:

Hắc mạc là lớp mô mỏng chứa sắc tố và mạch máu cung cấp dinh dưỡng cholớp ngoài võng mạc Chiều dày thay đổi từ 0,1 mm phía trước đến 0,22 mm ởphía sau.

Cấu tạo: từ ngoài vào trong, hắc mạc được chia thành những lớp sau đây

(1) Thượng hắc mạc gồm những phiến sợi đàn hồi và sợi keo có chứa tế bào sợi, tế

bào cơ trơn và tế bào sắc tố;

(2) Lớp mạch gồm lớp mạch máu lớn, chủ yếu là tĩnh mạch (còn gọi là lớp Haller) và

lớp mạch máu nhỏ hơn ở trong (lớp Sattler);

(3) Lớp mao mạch hắc mạc gồm những mao mạch lớn nuôi dưỡng lớp ngoài võng

mạc suốt chiều rộng hắc mạc.

(4) Màng Bruch hay màng đáy, thực ra gồm 2 lớp: lớp ngoài có nguồn gốc trung bì

thuộc hắc mạc, cấu tạo bằng sợi đàn hồi và lớp trong có nguồn gốc ngoại bì do biểumô sắc tố tiết ra, cấu tạo bởi một mạng đặc những sợi cực mịn.

 VÕNG MẠC:

Võng mạc là mô mỏng trong suốt trải từ miệng thắt tới gai thị và bám chắcnhất tại 2 nơi này Võng mạc bao gồm:

(1) LỎM HOÀNG ĐIỂM (fovea) là một lỏm nhỏ cực tâm, khoảng 0,35 mm đường

kính, trong vùng này cảm thụ quang toàn là tế bào nón và đặc biệt ở đây có baonhiêu tế bào cảm thụ có bấy nhiêu sợi thần kinh, điều này lí giải tại sao vùng này cókhả năng phân tích cao cho thị lực cao nhất, gọi là thị lực trung tâm;

(2) HOÀNG ĐIỂM (macula) là một hỏm nhẹ bao quanh lỏm hoàng điểm, có đường

kính khoảng 1,5 mm tương đuơng một đường kính gai thị;

(3) CỰC SAU vùng rộng 6 mm đường kính từ bờ thái dương gai thị tới 2,7 mm phía

thái dương của tâm hoàng điểm.

ngoài vào trong:

Hình 2.5 : Tổ chức của võng mạc

Lớp biểu mô sắc tố (pigment epithelium): gồm một lớp tế bào độc nhất trải

từ bờ gai tới miệng thắt Tế bào có dạng lục giác, mật độ sắc tố khác nhau tùy vịtrí trong võng mạc, nhân khu trú ở phần đáy tế bào, có nhiều chồi tế bào chất tựanhư những tua, phát triển vào bên trong lớp ngoài của tế bào nón và tế bào que.Tại miệng thắt, biểu mô sắc tố võng mạc liên tục với lớp biểu mô sắc tố của vùngphẳng thể mi;

Lớp tế bào nón và que (rods & cones): tế bào que hình trụ thon, phần ngoài

chứa quang sắc tố rhodopsine Tế bào nón thấp hơn, có dạng hình chóp nón vớimột vài thay đổi trong kích thước và hình dạng tại những nơi khác nhau trongvõng mạc;

Màng ngăn ngoài (outer limiting membrane): đó là cấu trúc tinh tế chứa

những lỗ nhỏ cho trụ giác tế bào nón và que xuyên qua;

Lớp nhân ngoài: gồm 2 nhóm nhân, lớp ngoài là nhân tế bào nón, lớp trong

là nhân tế bào que Lớp này dày nhất tại mép vùng hoàng điểm;

Lớp rối ngoài: đó là nơi nối tiếp trụ giác tế bào nón và que với thụ trạng của

tế bào lưỡng cực Lớp này có một sự chọn sẵn cho sự tích tụ của xuất huyết vàxuất tiết;

Lớp nhân trong: chứa nhân tế bào lưỡng cực, nhân tế bào ngang, tế bào

amacrine, và nhân bầu dục của tế bào Muller;

Lớp rối trong: đó là nơi tiếp vận giữa các tế bào lưỡng cực, tế bào amacrine

và tế bào hạch.

Lớp tế bào hạch (ganglion cells): gồm tế bào hạch và tế bào nâng đỡ thần

Lớp sợi thần kinh (nerve fiber layer): gồm trụ giác của các tế bào hạch,

mỏng ở ngoại vi, dày nhất ở bờ gai thị;

Màng ngăn trong (inner limiting membrane): màng mỏng thành lập ở mặt

trong võng mạc.

Các tế bào cấu tạo võng mạc ngoài:

(1) Tế bào tham gia dẫn truyền (tế bào cảm thụ nón que, tế bào lưỡng cực, tế bàohạch) ,còn có

(2) Tế bào liên kết dẫn truyền (tế bào amcrine và tế bào ngang) và

(3) Tế bào nâng đỡ Muller Tế bào Muller đi xuyên qua lớp tế bào hạch trở nên gắnchặt vào màng này Pha lê thể gắn vào màng này bằng những mối gắn sợi mịn.

Võng mạc chấm dứt tại vùng miệng thắt Ở đây 9 lớp trong của võng mạc (trừlớp biểu mô sắc tố) biến thành một lớp duy nhất là lớp biểu mô không sắc tố Tạigai thị võng mạc được giới hạn bởi mô ngăn cách trung gian của Kuhnt.

Dinh dưỡng: Võng mạc tiêu thụ oxygen cao nhất trên một đơn vị cân nặng so

với bất kì mô nào trong cơ thể, nên có 2 hệ thống tuần hoàn phục vụ yêu cầu này:1/3 ngoài được cung cấp bởi tuần hoàn hắc mạc, còn 2/3 trong nhận nuôi dưỡngtừ tuần hoàn võng mạc Động mạch trung tâm võng mạc vào gai thị chia thành 2

nhánh mũi, lại tiếp tục phân đôi cho tới vùng miệng thắt, tạo thành những quaimạch.

Vùng sát biên võng mạc xem như vô mạch, động mạch có khuynh hướng uốnvòng để trở thành tĩnh mạch Những mạch máu này nằm ở những lớp trong võngmạc, còn những mạch máu chính nằm nông trong lớp sợi thần kinh ngay saumàng ngăn trong Mao mạch tạo thành 2 lớp mạng: mạng nông nằm trong phầnnông của lớp sợi thần kinh Mạng sâu nằm giữa lớp nhân trong và đám rối ngoài.

Khoảng 20 - 30 % số người có một động mạch mi võng mạc, xuất hiện từ bờthái dương của gai thị, tiến về phía hoàng điểm, tưới máu toàn bộ hoặc một phầnvùng này Như vậy khu vực được tưới máu bởi động mạch này độc lập với khuvực được tưới máu bởi động mạch trung tâm võng mạc.

Hàng rào máu – võng mạc: đó là hàng rào chọn lọc đóng vai trò cơ bản trong

sự trao đổi giữa mô võng mạc và các mạch máu võng mạc Người ta phân biệthàng rào máu – võng mạc trong và ngoài.

II.1.1.2 CÁC MÔI TRƯỜNG TRONG SUỐT:

 THỦY DỊCH :

Thủy dịch chứa trong khoảng không gian giới hạn bởi mặt sau giác mạc vàmặt trước thể mi và thủy tinh thể Khoảng này được mống mắt ngăn ra làm hai 2phòng: hậu phòng phía sau mống có thể tích 0,06 ml, tiền phòng phía trước mốngcó thể tích 0, 25 ml Thủy dịch do thể mi tiết ra, vào hậu phòng, ra tiền phòngbằng lỗ đồng tử, rồi thoát ra ngoài theo góc tiền phòng.

 THỦY TINH THỂ:

Thủy tinh thể là thấu kính 2 mặt lồi, mặt sau có bán kính độ cong là 6 mm,mặt trước 10 mm, bờ tròn ở xích đạo Nó có khoảng 1/3 - 1/4 công suất khúc xạcủa giác mạc Thủy tinh thể được nuôi dưỡng chủ yếu nhờ thủy dịch.

Thủy tinh thể được bao quanh bởi một lớp bao đàn hồi chắc có độ dày thayđổi Bao này được nâng đỡ bởi dây chằng Zinn và qua nó cơ thể mi truyền tải lựcco thắt đến bao làm thay đổi kích thước thủy tinh thể.

Cấu tạo: thủy tinh thể trưởng thành được bọc bởi một lớp bao, đó là một

màng đáy thực sự được tiết ra bởi tế bào biểu mô Bao dày ở phía trước nhiều hơnở phía sau, dày ở chỗ bám dây chằng Zinn hơn ở cực.

Cơ chế của sự điều tiết: ngày nay người ta chấp nhận lí thuyết của Helmoltz.

Sự điều tiết dẫn đến sự gia tăng độ cong thủy tinh thể do độ đàn hồi của bao tạocho nó một hình dạng cong hơn bất cứ khi nào sức căng của dây chằng Zinn đượcnới lỏng Sự nới lỏng này theo sau sự co thắt của các cơ thể mi.

 PHA LÊ THỂ:

Đó là chất keo trong suốt chiếm 2/3 sau của thể tích nhãn cầu Pha lê thể dínhvào bao sau thủy tinh thể theo một vòng tròn đường kính 8 – 9 mm, chỗ dính nàyđược gọi là dây chằng Wiegger.

Cấu tạo: pha lê thể có thể chia làm 3 phần như màng bọc, lớp vỏ, và phần lỏi.

Những tế bào của pha lê thể nằm trong phần vỏ keo có 2 chức năng là thựcbào và tổng hợp acide hyaluronique Một số lượng tế bào nhỏ hơn chiếm 10% sốtế bào pha lê thể là tế bào sợi và tế bào nâng đỡ.

II.1.2 BỘ PHẬN PHỤ THUÔC CỦA NHÃN CẦU:

 BỘ PHẬN CHE CHỞ: gồm có xương hốc mắt ở phía sau và mí mắt

ở phía trước

XƯƠNG HỐC MẮT:

Xương hốc mắt có dạng một hình tháp vuông góc, đáy mở ra phía trước, đỉnhứng với lỗ thị và khe bướm thông với tầng giữa đáy sọ Nó được cấu tạo bằng 7xương liên kết thành bốn thành (thành trên hay trần hốc mắt; thành trong; thànhdưới hay sàn hốc mắt và thành bên hốc mắt).

Mí mắt là thành phần mềm cử động được, hoạt động như một màng bảo vệnhãn cầu khỏi chấn thương và ánh sáng quá mức Nó cũng giúp đồng tử trongviệc điều chỉnh lượng ánh sáng đến võng mạc Nhưng chính yếu nó có chức năngkép liên quan đến nước mắt.

 CƠ VẬN NHÃN NGOÀI:

Mỗi mắt có 6 cơ: 4 cơ trực và 2 cơ chéo, gọi là cơ vận nhãn ngoài để phânbiệt với các cơ vận nhãn trong (các cơ trơn gồm cơ vòng và cơ tia ở mống mắt vàcác cơ ở mi thể) Cơ vận nhãn chuyên hóa cao hơn các cơ khác trong cơ thể.

Thay vì đúc nhập thành từng bó phân cách bởi mô liên kết đậm đặc, nhữngsợi cơ nhỏ liên kết với nhau lỏng lẻo và vì vậy dễ bóc tách rời ra Giữa các sợi cơcó nhiều sợi thần kinh, và nhiều sợi đàn hồi Với cấu trúc đặc biệt chứa nhiều sợiđàn hồi và nhiều sợi thần kinh (một nhánh thần kinh cho mỗi sợi cơ mắt, tươngđối nhiều so với các cơ có kích thước lớn khác trong cơ thể), điều đó góp phầncho tính chất cử động mềm mại và tinh tế của cơ mắt.

Bốn cơ trực đều xuất phát từ vòng gân Zinn Do độ dốc của trần hốc mắt, gốccơ trực trên và cơ trực trong nằm trong mặt phẳng phía trước các cơ khác và vìvậy 2 cơ này bám nhiều hơn vào màng cứng của thần kinh thị.

Chuyển động của nhãn cầu thực hiện quanh tâm của chuyển động mà gần nhưtương ứng với tâm nhãn cầu, khoảng 13,4 mm phía sau tâm mặt trước giác mạc.Chuyển động xảy ra quanh 3 trục đi ngang qua tâm chuyển động và thẳng góc vớinhau Ba trục đó là:

(1) Trục dọc, quanh trục này tâm giác mạc di chuyển ra ngoài hoặc vào trong;(2) Trục ngang, đi từ phải sang trái, quanh nó tâm giác mạc sẽ di chuyển lên trên(nâng) hay xuống dưới (hạ);

(3) Trục trước sau tương ứng với trục thị giác, quanh nó chuyển động xoay xảy ra, vịtrí 12 giờ của giác mạc di chuyển về phía mũi hay về phía thái dương.

 LỆ BỘ :

Lệ bộ gồm có tuyến lệ với những ống thoát dẫn vào củng đồ trên ngoài và hệthống thoát dẫn nước mắt vào hốc mũi bao gồm 2 tiểu lệ quản, túi lệ và kênh lệmũi Nước mắt rửa và làm ướt mắt, phần lớn bốc hơi ở bề mặt mắt, chỉ phần thừachảy xuống mũi.

II.1.3 THẦN KINH:

 ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN THỊ GIÁC:

Đường dẫn truyền thị giác bắt đầu từ võng mạc và chấm dứt ở vỏ não chẩm,có thể chia làm 6 phần: thần kinh thị, giao thoa thị, dải thị, thể gối bên, tia thị, vàvỏ não cảm thụ Sáu phần này sẽ lần lượt được khảo sát về mối tương quan giải

phẫu học và sự định vị các bó thần kinh bên trong (Hình 2.6).

Hình 2.6: Tương quan củađường dẫn truyền thị giácvà sự phân bố bó sợi thầnkinh bên trong đường này

Tương quan :

Thần kinh thị: bắt đầu ở góc ngoài trước của giao thoa thị, hướng ra trước,

phía ngoài và hơi xuống dưới để vào ống thị Tiếp tục theo hướng trên thần kinhvào hốc mắt gắn vào nhãn cầu, nơi gắn ở ngay phía trên và cách cực sau nhãn cầu3 mm về phía trong Chiều dài tổng cộng của thần kinh thị là 5-6 cm.

Giao thoa thị: là một dải dẹt thon, kích thước 8×12 mm, đặt tại chỗ nối của

thành trước và sàn sau của não thất thứ ba, nằm nghiêng với bờ sau ở trên bờtrước, ngay trên cách mô hố yên, phía trên và sau rãnh thị của xoang bướm.

Nó được bao quanh bởi lớp màng nuôi và bởi dịch não tủy Giao thoa thị cóliên quan mật thiết với các thành phần sau đây:

– Phía ngoài: động mạch cảnh trong tiếp xúc với giao thoa thị trong góc giữa thần

kinh thị và dải thị.

– Phía sau: củ xám là đám chất xám nằm giữa giao thoa thị ở phía trước và thể vú ở

phía sau.

– Phía trên: sàn não thất thứ tư và rể trong của dải khứu giác nằm sát trên và phía

ngoài của góc trước giao thoa thị.

– Phía dưới:

(1) Thông qua cuống não thùy là tuyến não thùy;

(2) Xoang hang ở hai bên tuyến não thùy tương quan mật thiết với thần kinh III.Dây này nằm trên cách mô hố yên trước khi vào xoang hang;

(3) Màng nhện: đặc biệt trong góc giao thoa thị và tuyến não thùy và cuống nãothùy có một màng lưới mạch máu dày đặc nối kết màng nhện với màng nuôi.

Dải thị: là một dải hình trụ hơi dẹp bắt đầu từ góc ngoài sau của giao thoa thị,

hướng ra về phía sau giống như một dây đai thắt quanh cuống não ngăn cách baotrong và chân cuống não Những sợi thần kinh trong dải thị xuất phát từ tế bàohạch của võng mạc chấm dứt ở 3 trạm chính sau đây:

(1) Thể gối bên để tiếp hợp với tế bào kế tiếp tới vỏ não;(2) Nhân tiền lưới cho phản xạ đồng tử với ánh sáng;

(3) Củ não trên cho những đường phản xạ tổng quát (vận nhãn, cơ cổ, thân và chi).

Thể gối bên: có dạng yên ngựa của người Moor gồm cựa, thân và đầu yên.Tia thị: còn gọi bó gối cựa mang sợi tiếp vận mới dẫn xung thần kinh đến vỏ

não Từ thể gối bên, tia thị đi ra trước và phía ngoài tạo nên cuống thị, từ đây tỏavòng về phía sau như nan quạt thoạt đầu nằm theo chiều dọc rồi trở thành nằmngang khi gần đến vỏ thị giác Tia thị còn chứa những sợi đi từ vỏ não trở lại thểgối bên, đồi thị, và củ não trên về nhân vận nhãn.

Vỏ thị giác hay vỏ vằn: khu trú phần lớn ở mặt trong của thùy chẩm (bên

trong và cạnh rãnh cựa).

Sự định vị trong đường dẫn truyền thị giác:

Sự sắp xếp các sợi thần kinh trong đường dẫn truyền thị giác có một thứ tự rõ

rệt (Hình 2.6):

Trong võng mạc: các sợi thần kinh trong võng mạc bao gồm sợi gai thị hoàng

điểm và bó sợi ngoại biên đều hội tụ về gai thị Tương tự các sợi ở phía tháidương củng ngăn cách bởi các sợi ở phía mũi bởi một đường đi ngang qua hoàngđiểm.

Trong thần kinh thị:

(1) Đoạn xa (phía nhãn cầu), bó mũi ở phía trong, bó thái dương ở phía ngoài Bó

thái dương trên và dưới bị ngăn cách ngăn cách bởi bó hoàng điểm (trong võng mạcvùng hoàng điểm chỉ chiếm khoảng 1/20 thiết diện của võng mạc);

(2) Đoạn xa (phía não), bó hoàng điểm lấn dần vào chính giữa thần kinh thị.

Trong giao thoa thị: những sợi phía thái dương tiếp tục đi thẳng còn những

sợi phía mũi bắt chéo qua dải thị phía đối diện Những sợi mũi của góc tư dướikhi đã bắt chéo thì đánh vòng ra trước trong đoạn cuối của thần kinh thị phía đối

thị cùng bên trước khi bắt chéo qua dải thị đối diện.

Trong dải thị: các sợi thần kinh được sắp xếp trở lại Bó hoàng điểm sợi chéo

và không chéo chiếm vùng lưng ngoài, bó của những góc tư võng mạc dưới nằmphía ngoài, bó của những góc tư trên nằm phía trong.

Trong thể gối ngoài: những sợi của võng mạc trên chiếm phần trong của thể

gối ngoài, còn sợi võng mạc phần dưới chiếm phần ngoài (cựa).

Trong tia thị: những sợi xuất phần trong (thân) của thể gối ngoài biểu thị

phần trên của võng mạc thành lập phần trên của tia thị Những sợi ở phía ngoài(cựa) thể gối ngoài thành lập phần dưới tia thị.

Trong vỏ thị giác hay vỏ vằn: sự phản ánh của võng mạc trên vỏ vằn được

lặp lại như sau: vùng hoàng điểm ở phía sau, vùng ngoại biên ở phía trước, vùngvõng mạc trên chiếm bờ trên của rãnh cựa, vùng võng mạc dưới chiếm bờ dướicủa rãnh này.

 CÁC THẦN KINH VẬN NHÃN III, IV, VI :Nhân và rễ: các dây thần kinh vận

nhãn đều xuất phát từ những chấtxám nằm ở phần lưng của thân não,trong sàn não thất thứ tư Đoạn từnhân cho đến lúc dây thần kinh xuấthiện ra ngoài, phần nằm kín trongthân não, gọi là rễ dây thần kinh.

Hình 2.7: Vị trí của các nhân thần kinhtrong sàn não thất thứ tư

Thân thần kinh (đoạn ngoài thân não):

Thân thần kinh III: chia thành 2 nhánh: nhánh trên đến cơ trực trên và cơ

nâng mi, nhánh dưới đến cơ trực trong, trực dưới, và cơ chéo bé Đặc biệt, nhánhtới cơ chéo bé phát ra một nhánh đi vào hạch mi (gọi là rể vận động của hạch mi).

Thân thần kinh IV: nằm trên cơ nâng mi và trực trên, rồi chia làm 3, 4

nhánh dạng nan quạt tới điều khiển cơ chéo trên.

Thân thần kinh VI: trong hốc mắt, thần kinh chia làm 3, 4 nhánh đến mặt

trong khoảng giữa cơ trực ngoài.

 THẦN KINH V:

Gồm 2 thành phần: phần vận động có kích thước nhỏ và phần cảm giác lớnhơn với hạch tam thoa có một cấu trúc tương tự như hạch rễ sau thần kinh tủysống Từ hạch tam thoa nằm trong hố xương phía trước đỉnh xương đá tháidương, thần kinh chia làm 3 nhánh:

(1) Nhánh V.1 còn gọi thần kinh mắt;(2) Nhánh V.2 còn gọi thần kinh hàm trên;(3) Nhánh V.3 còn gọi thần kinh hàm dưới.

Thần kinh mắt: hướng về thành bên xoang hang và phân chia làm 3 nhánh

ngay sau khe bướm để vào hốc mắt (nhánh thần kinh lệ; nhánh thần kinh trán

và nhánh thần kinh mũi mi)

Thần kinh hàm trên: từ hạch tam thoa đi ra trước góc dưới của xoang hang,

qua lỗ tròn vào hố bướm khẩu cái, rồi vào khe dưới hốc.

Thần kinh hàm dưới: gồm 2 phần với rễ cảm giác và rễ vận động cùng đi

qua lỗ bầu dục thì chập lại thành một để vào vùng bướm khẩu cái.

Thần kinh VII ra khỏi sọ bằng lỗ tâm chủm và phân chia làm 5 nhánh: tháidương gò má, miệng, cằm, cổ và lưng Nhánh gò má tiếp tục ra trước phát ra 2nhánh: nhánh trên vắt ngang qua cung xương gò má đến điều khiển cơ vòng mí

trên, nhánh dưới đi ngang gò má đến cơ vòng cung mí dưới (Hình 2.8).

Hình 2.8: Thần kinh VII và sự phân nhánh sau khi rời khỏi sọ

 THẦN KINH TỰ ĐỘNG:Thần kinh đối giao cảm: Gồm có:

- Tế bào thần kinh thứ nhất, phát sinh từ thân não (nhân Edinger-Wesphal), đi theo

thần kinh III để tận cùng ở hạch mi.

- Tế bào thần kinh thứ hai, phát sinh từ hạch mi, đi theo các thần kinh mi ngắn và tận

cùng ở mống mắt (cơ thu đồng tử và các cơ trong thể mi).

Hệ đối giao cảm chủ yếu điều khiển hai cung phản xạ điều tiết và quang vận.

Thần kinh giao cảm: Gồm có:

- Tế bào thần kinh thứ nhất phát sinh từ vùng Karpus-Kridl (trong vùng dưới đồi) đi

xuống thân não và chấm dứt tại trung khu mi-tủy gai Budge (C8-T1) ở tủy cổ dưới.

- Tế bào thần kinh thứ hai từ trung khu Budge ra hạch trước sống bắt đầu từ hạch

sau, đi lên hạch cổ dưới, hạch cổ giữa rồi tận cùng tại hạch cổ trên.

- Tế bào thần kinh thứ ba phát sinh từ hạch cổ trên, đi theo đám rối quanh động

mạch cảnh, qua hạch Gasser, thần kinh mắt, các thần kinh mi dài để vào nhãn cầu vàtận cùng tại cơ giãn đồng tử.

Tổn thương bất cứ vị trí nào trên đường giao cảm đều gây ra hội chứngHorner bao gồm: sụp mí nhẹ do liệt cơ Muller, thu đồng tử, mắt thụt và khô mặtnửa bên Tuy nhiên tổn thương sợi hậu hạch (tế bào thứ ba) có thể gây hội chứngHorner không hoàn toàn (không có khô mặt nữa bên) vì tế bào này chia 2 nhánh,một theo động mạch cảnh trong và một theo động mạch cảnh ngoài.

II.1.4 MẠCH MÁU:

 ĐỘNG MẠCH:

ĐỘNG MẠCH NUÔI DƯỠNG HỐC MẮT:

Động mạch mắt xuất phát từđộng mạch cảnh trong ngay khiđộng mạch này xuyên qua trầnmàng cứng của xoang hang đểrời khỏi xoang này.

Hình 2.9: Động mạch mắt và cácnhánh phân bố

Động mạch nuôi dưỡng giao thoathị: có nhiều động mạch tham gia vào việc

nuôi dưỡng giao thoa thị động mạch nãotrước, động mạch não trước, động mạch

não giữa, động mạch thông sau (Hình

 BẠCH HUYẾT:

Không có hạch bạch huyết trong hốc mắt Mí mắt và kết mạc phần lớn đượcdẫn lưu tới hạch trước tai, một ít ở khoé trong tới hạch dưới cằm Từ các phần sâutrong hốc mắt, bạch huyết rời khe dưới hốc ngang qua hố dưới thái dương để đếnnhững hạch bạch huyết sâu trong tuyến mang tai.

II.2 SỰ ĐIỀU TIẾT CỦA MẮT[3]:

Sự điều tiết của mắt là hoạt động sinh lí điều chỉnh thành phần thủy tinh thểnhằm làm thay đổi hệ số khúc xạ và mang các vật ở gần mắt vào điểm hội tụ sắcnét Trong sự điều tiết, sự co cơ tròn làm thư giãn sức căng trên thủy tinh thể,mang lại sự thay đổi hình dạng của mô trong suốt và mềm dẻo đó, đồng thờicủng hơi đưa nó ra trước Kết quả dây chuyền của sự biến đổi thủy tinh thể làđiều chỉnh tiêu cự của mắt để mang ảnh chính xác vào tiêu điểm trên lớp tế bàonhạy sáng có trên võng mạc.

Tiêu điểm trong mắt được điều khiển bởi sự kết hợp của các thành phần gồmmống mắt, thủy tinh thể, giác mạc, và mô cơ, có thể làm thay đổi hình dạng củathủy tinh thể sao cho mắt có thể hội tụ cả những vật ở gần lẫn ở xa.

Hình 2.11 Sự điều tiết của mắt người

II.3 SỰ MÃ HÓA THÔNG TIN THỊ GIÁC[4]:

Khi các tác nhân môi trường ngoài tác dụng lên các cơ quan thụ cảm ở ngườisẽ xuất hiện một cảm giác đặc biệt phản ánh sự nhận biết tác nhân đó Mối quanhệ giữa độ lớn S của cảm giác và độ lớn R của kích thích được thể hiện trongđịnh luật Weber_Freshner:

S = a log R + b a, b : hằng số

trên nguyên tắc như sự mã hóa thông tin về cường độ của các tác nhân kích thíchtrong các cơ quan thụ cảm khác Khi có ánh sáng tác dụng, trong các tế báo thụcảm ánh sáng xuất hiện điện thế thụ cảm có giá trị tỉ lệ với cường độ ánh sáng tácdụng

Tần số kích thích các tế bào thần kinh tỉ lệ với giá trị điện thế thụ cảm và dođó tỉ lệ với cường độ ánh sáng Giữa cường độ ánh sáng R và tần số xung thầnkinh F trong các dây thần kinh thị giác ở giới hạn nhất định có mối liên hệ sau:

F = m log R + n m, n : hằng số

II.4 SỰ CẢM NHẬN ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC:

Mắt người có các cơ quan thụ cảm trong võng mạc và hệ quang học gồm giácmạc, mống mắt, con ngươi, thủy dịch và thủy tinh dịch, một thủy tinh thể có tiêu

cự thay đổi, và võng mạc (như minh họa trong hình 2.1) Có thể chia quá trình thụ

cảm thị giác thành hai quá trình: quá trình thuộc về quang hệ và quá trình thuộcvề quang lượng tử.

 Quá trình thuộc về quang hệ: những thành phần của quang hệ phối hợp

với nhau, tạo nên ảnh của các vật rơi vào tầm nhìn của mắt.

 Quá trình thuộc về lượng tử: gồm các phản ứng quang hóa xảy ra khi

ánh sáng tác dụng lên tế bào thị giác (tế bào hình que, hình nón) và biếnnó thành tín hiệu điện truyền lên não.

Dưới tác động của ánh sáng và sự hiện diện của sinh tố A, các hợp chất hóahọc cản quang trong tế bào hình nón và hình que bị phân giải, tạo nên những sảnphẩm tác động đến màng các tế bào que và nón, gây nên một xung động thần

kinh, truyền những thông tin thị giác theo các sợi thần kinh, qua giao thoa thịgiác (optic chiasma).

Trong lớp vỏ não ở dưới, thông tin từ mỗi mắt được duy trì dưới dạng cộtvạch trội thị giác Khi tín hiệu thị giác được truyền tới lớp trên của vỏ não, thôngtin từ hai mắt hợp nhất với nhau và sự nhìn hai mắt được thiết lập.

Hình 2.12 : Cơ chế truyền tín hiệu quang

Sự Chuyển Hóa Rhodopsin & Tế Bào Hình Que (Rod Cell)[4]:

Các tế bào hình que, chỉ chứa sắc tố vàng, có độ nhạy cực đại với ánh sángxanh dương-xanh lá (bước sóng khoảng 500 nm) Chúng là những tế bào thụ cảmthị giác chủ yếu nhất, với mỗi mắt chứa khoảng 125-130 triệu tế bào hình que Độnhạy sáng của tế bào hình que gấp 1000 lần so với tế bào hình nón Tuy nhiên,ảnh phát sinh chỉ bởi sự kích thích tế bào hình que thì tương đối không sắc nét vàcó bóng xám phía ngoài, giống như ảnh chụp đen trắng.

Trong các tế bào que có sắc tố rhodopsin (visual purple) Chúng gồm mộtprotein là opsin (opsin của tế bào que còn gọi là scotopsin) liên kết với mộtnhóm phụ là retinal (aldehyde của vitamin A).

Hình 2.13 : Công thức cấu tạo của Retinal

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hành động thị giác đầu tiên được bắt đầu từsự hấp thụ năng lượng của các lượng tử bởi phân tử sắc tố cảm ứng Dưới tácdụng của ánh sáng sẽ xảy ra quá trình phân hủy quang hóa rhodopsin thànhretinal và scotopsin tự do gây kích thích các tế bào thụ cảm tạo xung thần kinhcho ta cảm giác thị giác Để tổng hợp lại rhodopsin, retinal kết hợp với scotopsinđể tạo ra rhodopsin đảm bảo khả năng kích thích tiếp các tế bào hình que Mộtmặt rhodopsin có thể được tổng hợp từ retinal và scotopsin mặt khác có thể từvitamin A và scotopsin Các phản ứng trong võng mạc có rất nhiều men ảnhhưởng tới như men ADG, DPG … Chu trình biến đổi của rhodopsin diễn biếnqua nhiều giai đoạn trung gian rất phúc tạp, có thể biểu diễn chu trình đó qua sơ

đồ Hình 2.14.

Hình 2.14 : Chu trình biến đổi của rhodopsin trong võng mạc

Trong tất cả các thuyết giải thích cơ chế kích thích các cơ quan thụ cảm trongquá trình phân hủy sắc tố cảm sáng có hai thuyết đáng chú ý: thuyết men của Ioldvà thuyết ion của Bontin_Begem.

 Thuyết men Iold: Iold cho rằng rhodopsin là chất sinh men Sự hoạt hóa

men được thực hiện nhờ tác dụng của photon làm giải phóng tâm hoạt độngmà trong tối bị phân tử retinal “che giấu“ Scotopsin thể hiện hoạt tính làmxuất hiện điện thế thụ cảm Giả thiết rằng rhodopsin hoặc tự bản thân có tínhchất của ATP.aza hoặc liên quan tới ATP.aza.

 Thuyết ion Bontin_Begem: dựa trên sự tồn tại của các gradient ion giữa

các tế bào thụ cảm và môi trường xung quanh và về bản chất mối liên kếtgiữa các phân tử retinal và scotopsin.

Thuyết Thị Giác Màu Ba Thành Phần & Tế Bào Nón (Cone Cell)[4]:

Các tế bào hình nón gồm có ba loại, mỗi loại “điều khiển” một phản ứngbước sóng riêng có cực đại tập trung tại 430, 535, hoặc 590 nm Cơ sở cho từngcực đại là việc sử dụng ba sắc tố quang khác nhau, mỗi sắc tố có một phổ hấp thụánh sáng khả kiến đặc trưng Các sắc tố thay đổi thể cấu tạo của chúng khi mộtphoton được phát hiện, cho phép chúng phản ứng với transducin khởi động một

đợt sự kiện thị giác Transducin là một loại protein có mặt trong võng mạc và có

khả năng chuyển hóa hiệu quả năng lượng ánh sáng thành tín hiệu điện Số lượngtế bào hình nón nhỏ hơn nhiều so với tế bào hình que, với mỗi mắt chứa từ 5 tới 7triệu cơ quan thụ cảm màu sắc thuộc loại này Sự nhìn màu sắc thực do sự kíchthích của các tế bào hình nón mang lại Cường độ tương đối và sự phân bố bướcsóng ánh sáng đi tới mỗi một trong ba loại cơ quan thụ cảm hình nón xác địnhmàu sắc nhìn được.

Một chùm sáng chứa chủ yếu là bức xạ xanh dương bước sóng ngắn làm kíchthích các tế bào hình nón phản ứng với ánh sáng 430 nm ở quy mô lớn hơn nhiềuso với hai loại tế bào hình nón kia.

được nhờ ba loại tế bào nón, mỗi loại có một loại protein là opsin (opsin của tếbào nón còn được gọi là fotopsin) riêng, kết hợp với retinal tạo thành sắc tố gọichung là photopsin (iodopsin) Ba loại tế bào nón này là tế bào đỏ, lục và lam

(tương ứng với các màu mà photosin của chúng hấp thu nhiều nhất) Phổ hấp thucủa những sắc tố này chồng lên nhau và cảm giác của não phụ thuộc vào sự kíchthích khác nhau của hai hay nhiều loại tế bào nón.

Minh họa trong Hình 2.15 là phổ hấp thụ của bốn sắc tố thị giác của con

người, biểu hiện cực đại trong vùng đỏ, lục, và lam của phổ ánh sáng khả kiếnnhư mong đợi Khi cả ba loại tế bào hình nón được kích thích như nhau, thì ánhsáng nhận được sẽ không có màu, hoặc màu trắng Sự cảm nhận màu sắc của conngười phụ thuộc vào tương tác của tất cả các tế bào thụ cảm với ánh sáng, và sựkết hợp này mang lại sự kích thích gần như tam sắc Có sự lệch độ nhạy màu sắctheo sự thay đổi mức độ sáng, nên màu xanh trông tương đối sáng hơn trong ánhsáng lờ mờ và màu đỏ trông sáng hơn trong ánh sáng chói chang.

Hình 2.15 : Phổ hấp thụ của các sắc tố thị giác của con người

II.5 SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA MẮT:

 Dẫn truyền cho vận động nhanh sinh lý ngang bắt nguồn từ võ não tiền vậnđộng (vùng vận động mắt thuộc thùy trán) Từ đó, những sợi dẫn truyền điqua trung tâm hướng nhìn ngang đối bên ở cấu tạo dạng lưới cạnh đường

giữa thuộc cầu não (PPRF = paramedian pontine reticular formation

-Hình 2.16) Do vậy mỗi thùy trán khởi đầu cho những rung giật sinh lý đối

bên Những tổn thương kích thích vì thế có thể gây nên lệch nhãn cầu đốibên với tổn thương.

Hình 2.16 : Vùng PPRF chỉ huy động tác nhìn ngang và song hành của hai mắt

Saccade mô tả sự chuyển độngcủa mắt đột ngột từ điểm cố địnhnày sang điểm cố định khác Tốcđộ có thể là 20700o/s Thamsố để phân tích saccadic là vậntốc góc tối đa, biên độ, khoảngthời gian (Duration) và thời gianđáp ứng (Latency).

Hình 2.17 : Các tham số trongsaccade

SMOOTH PURSUIT:

 Chức năng của vận động này là duy trì định thị trên vật tiêu một khi nó đãđược định vị bởi hệ thống vận động nhanh sinh lý về một phía Kích thích nàylà sự dịch chuyển hình ảnh cạnh trung tâm hoàng điểm Vận động này chậmvà nhịp nhàng.

 Dẫn truyền của vận động này xuất phát từ vùng vỏ não thể vân của thùychẩm Những sợi dẫn truyền này đi xuống và kết thúc ở trung tâm nhìn ngangcùng bên của PPRF Vì thế mỗi thùy chẩm điều khiển vận động nhìn đuổitheo cùng phía

 Smooth là những chuyển động chậm và rộng của mắt cho phép duy trì sự ổnđịnh đối với một đối tượng chuyển động Tốc độ chuyển động trong khoảng1300o/s

CHƯƠNG III:

TRẠNG THÁI NGỦVÀ TÍN HIỆU EOG

CHƯƠNG III: TRẠNG THÁI NGỦ VÀ TÍN HIỆU EOG

III.1 TỔNG QUAN VỀ GIẤC NGỦ:III.1.1 NHỊP ĐIỆU SINH HỌC:

Hình 3.1: Chu kỳ nhiệt độ cơ thể người cũng là nhịp điệu sinh học

Mọi hoạt động sống của sinh vật là một chuỗi những thay đổi định kỳ Tất cảnhững biểu hiện đó được gọi là nhịp điệu sinh học Chẳng hạn như nhịp thức -ngủ của con người, nhịp hoạt động ngày - đêm của các loài động vật và thời kỳđâm hoa kết quả vào mỗi mùa xuân của cây cỏ

Nhịp thức - ngủ của con người đã được hình thành từ rất lâu đời do sự tácđộng qua lại của cơ thể và môi trường Vì vậy, nhịp điệu sinh học vừa mang tínhnội tại (như khi ta đưa các sinh vật vào hang tối, chúng vẫn giữ được nhịp thức -ngủ như cũ), vừa mang tính ngoại cảnh (ví dụ công nhân làm ca đêm sẽ thíchnghi bằng cách ngủ bù vào ban ngày).

Đối với con người - đặc biệt là trẻ em, trong quá trình sống và phát triển, hoạtđộng luân phiên thức ngủ là một nhu cầu sinh lý tự nhiên không thể thiếu Nhịpthức ngủ là “nhịp điệu chìa khóa”, tác động và chi phối mọi nhịp sống khác củacơ thể.

Thời gian ngủ tùy thuộc vào tuổi tác và yêu cầu của từng cơ thể Ở người lớn,cứ 1 giờ hoạt động phải được bù bằng nửa giờ ngủ Ở trẻ em, nhu cầu ngủ rấtcao, cứ 1 giờ hoạt động phải bù lại bằng 2 giờ ngủ, tức là gấp 4 lần người lớn.Tuổi càng nhỏ, nhu cầu ngủ càng cao (trẻ sơ sinh ngủ 20-22 tiếng mỗi ngày) Khilớn lên, nhu cầu ngủ sẽ giảm dần, đến 1 tuổi chỉ còn 16 tiếng, 2 tuổi còn 14 tiếng,3 tuổi còn 13 tiếng Khi 16 tuổi, trẻ chỉ còn ngủ 8 tiếng giống như người lớn.

Thời gian ngủ chủ yếu vào ban đêm, riêng với trẻ em thời gian ngủ ban ngàycũng rất quan trọng Mỗi cá thể đều có nhu cầu ngủ khác nhau Chúng ta cần đảmbảo và duy trì đúng nhịp điệu tự nhiên của nó Phân bố chế độ sinh hoạt và giờgiấc hợp lý theo từng giai đoạn tuổi và từng cơ thể riêng biệt là yếu tố quyết định.

III.1.2 GIẤC NGỦ LÀ GÌ?[5][6]

Giấc ngủ là sự nghỉ ngơi của các tế bào thần kinh vỏ não Nói chính xác hơn,đó là quá trình ức chế tự vệ, quá trình này bao trùm các tế bào - các nơron của vỏnão và lan truyền dẫn tới những vùng sâu hơn của não Khi đó, các nơron chấmdứt việc đáp lại những tín hiệu kích thích và chúng ở trong trạng thái ức chế Nhưvậy, các tế bào của vỏ não chịu trách nhiệm đảm bảo giấc ngủ.

Cùng với các tế bào của vỏ não, các bộ phận của não bộ dưới vỏ não cũngtham gia vào cơ chế của giấc ngủ như thân não - tức là thể lưới Thể lưới tiếpnhận tất cả các tác nhân kích thích và gửi các tác nhân kích thích ấy tới các tế bàoở vỏ các bán cầu đại não và giúp chúng chuẩn bị tiếp nhận thông tin Chính thểlưới đem năng lượng đến cho các nơron của vỏ não, điều đó làm cho cơ thể đượctỉnh táo Những nguồn nuôi của thể lưới đó chính là các cơ quan cảm giác và mộtsố chất: khí cacbonic, các hocmôn, máu

Mối liên hệ giữa các tế bào vỏ não và các tế bào thể lưới phức tạp hơn nhiều.Vùng dưới vỏ cung cấp năng lượng cho vỏ não, nhưng việc cung cấp đó chịu sựkiểm soát của các nơron vỏ não Các nơron này tự điều chỉnh, khi nào chúng cầnnăng lượng và cần bao nhiêu, chúng quyết định cho thể lưới làm việc hết côngsuất hoặc tạm thời ngắt mạch nó.

Các nơron vỏ não còn tác động đến hoạt động của vùng dưới đồi thị Khi conngười còn thức thì có nghĩa là các nơron đó ức chế hoạt động của "các trung tâmgiấc ngủ" Nhưng khi các tế bào vỏ não bắt đầu mệt mỏi thì chúng cần được nghỉngơi Tác động của chúng lên vùng dưới đồi thị giảm đi, và các tế bào ở vùngdưới đồi thị lập tức chớp lấy cơ hội đó - chúng đóng "cầu dao" thể lưới Thànhphố nơron chìm vào trong bóng tối, con người bắt đầu ngủ.

Vùng đồi thị và thể lưới của não có khả năng tiết vào máu những hóa chấtkhác nhau: một chất gây ngủ, chất kia làm tỉnh giấc Nhiều nghiên cứu đã tìm ramột số chất kìm hãm hoạt động của các tế bào thể lưới, nghĩa là có tác dụng gâyngủ Nhiều loại thuốc mê cũng thuộc về các dạng chất này.

Hình 3.2: Các cơ quan của não

III.1.3 CHỨC NĂNG CỦA GIẤC NGỦ:

Ngủ làm hạ chuyển hóa cơ thể, quá trình đồng hóa chiếm ưu thế Ngoài cáccơ quan sống như hệ hô hấp, hệ tuần hoàn vẫn tự động làm việc, các cơ quankhác đều hoạt động ở mức thấp hoặc không hoạt động Người ta thường dùnggiấc ngủ ngắn hay giấc ngủ dài để điều trị một số bệnh, nhất là bệnh tâm-thể.

III.1.4 CÁC TRẠNG THÁI CỦA GIẤC NGỦ[5][6]:

Với người lớn giấc ngủ bình thường kéo dài trung bình khoảng 8 giờ, trải quahai trạng thái chính.

Trạng thái đầu tiên là giấc ngủ thường (còn gọi là giấc ngủ chậm, hoặcgiấc ngủ không động mắt (Non Rapid Eye Movement), giấc ngủ thường

chiếm khoảng 75% thời gian ngủ, chia làm 4 giai đoạn I, II, III, IV với độ sâutăng dần và tần số sóng điện não chậm dần.

Trạng thái thứ hai là giấc ngủ đảo ngược (còn gọi là giấc ngủ nhanh, giấcngủ có động mắt (Rapid Eye Movement) chiếm khoảng 25% thời gian ngủ,

đặc trưng bởi sóng điện não tần số nhanh gần giống lúc thức, kèm theo đó làcác cử động nhanh và thành từng đợt của nhãn cầu.

Giấc ngủ thường và giấc ngủ đảo ngược nối tiếp nhau trong đêm tạo thànhnhiều chu kỳ, khoảng 4-5 chu kỳ mỗi đêm, mỗi chu kỳ kéo dài khoảng 2 giờ vàbao giờ cũng khởi đầu bằng giấc ngủ thường.

GIAI ĐOẠN 1:

Giấc ngủ “nhẹ”, dễ thức giấc, bắt đầu chìm vào giấc ngủ nhưng ở tình trạngvừa ngủ vừa không ngủ (lơ mơ) và rất dễ bị đánh thức khi có bất cứ tiếng động

hay sự chuyển động Đây chính là giai đoạn buồn ngủ Mắt ta cử động rất chậm

và các cơ hoạt động chậm Trong quá trình này, chúng ta bắt gặp các sóng não ởdạng alpha1(giảm nhịp), tăng hoạt động sóng beta2và một số sóng theta3 Sóngalpha là sóng của sự thức giấc, bởi vì thực sự thì chúng ta vẫn còn thức.

GIAI ĐOẠN 2:

Khi cơ thể đi vào giai đoạn 2, cử động của mắt ngưng lại và những luồng

sóng tại não bộ (Brain wave) cũng chậm lại (đo được qua EEG) Thỉnh thoảngnão bộ nổi một lớp sóng dồn (Rapid burst) có tên là “sleep spindle” Các cơ bắp

đã được thư giãn hoàn toàn Một nửa thời gian của giấc ngủ sẽ nằm ở giai đoạnnày.

Hình 3.3: Các giai đoạn của giấcngủ

1Alpha là sóng điện não có tần số từ 8  13Hz.2Beta là sóng điện não có tần số từ 13  30Hz.3Theta là sóng điện não có tần số từ 4  8Hz.

GIAI ĐOẠN 3:

Trong giai đoạn 3, các luồng sóng tại não bộ di động rất chậm (Delta wave)

xen lẫn với những lớp sóng nhỏ và nhanh.

GIAI ĐOẠN 4:

Vào giai đoạn 4, não bộ chỉ phát ra những sóng delta4 Khi cơ thể chìm tronggiấc ngủ ở giai đoạn 3 và 4, khó đánh thức người đang ngủ, những giai đoạn này

được gọi là giấc ngủ “sâu” (Deep sleep) Trong giấc ngủ sâu, mắt và các bắp thịt

của cơ thể trong trạng thái “không cử động”, tim đập chậm lại, huyết áp giảm,các tế bào máu đi khắp cơ thể để nuôi dưỡng các cơ bắp đã hoạt động cả ngày.

Sóng não hoạt động rấtmạnh trong quá trình nàyvà có thể so sánh với sóngnão khi người ta đangthức.

Hình 3.4: Tín hiệu EEG5

4Delta là sóng điện não có tần số từ 0.5  4Hz.5EEG: Electroencephalography: điện não đồ.