Cơ thể người cơ khoảng bào nhiêu nơron

Hệ thần kinh

Hệ thần kinh là một hệ cơ quan phân hóa cao nhất trong cơ thể người, ở dưới dạng ống và mạng lưới đi khắp cơ thể, được cấu tạo bởi một loại mô chuyên biệt là mô thần kinh, gồm các tế bào thần kinh — nơ-ron và các tế bào thần kinh đệm (thần kinh giao). Cũng chính các nơ-ron đã tạo ra hai thành phần cơ bản của não, tủy sống và hạch thần kinh là chất xám và chất trắng. Về mặt cấu tạo, hệ thần kinh được chia ra làm 2 bộ phận là bộ phận trung ương (não, tủy sống) và bộ phận ngoại biên(các dây thần kinh, hạch thần kinh), trong đó bộ phận trung ương giữ vai trò chủ đạo. Về chức năng, hệ thần kinh được chia thành hệ thần kinh vận động (điều khiển cơ, xương) và hệ thần kinh sinh dưỡng (hệ thần kinh thực vật). Hệ thần kinh sinh dưỡng lại gồm 2 phân hệ là phân hệ giao cảm và phân hệ đối giao cảm. Hoạt động thần kinh cấp cao ở người hình thành nên nhiều các phản xạ được tập quen (PXĐTQ) rất phức tạp mà không sinh vật nào có được. Vì vậy, việc “vệ sinh” hệ thần kinh có cơ sở khoa học là cần thiết để hệ thần kinh luôn đạt chất lượng hoạt động cao.

Mỗi nơ-ron gồm một thân chứa nhân, hình sao nhiều cạnh hoặc bầu dục và các sợi. Từ thân phát đi nhiều tua (sợi) ngắn phân nhánh như cành cây gọi là sợi nhánh và một tua dài, mảnh gọi là sợi trục. Dọc sợi trục có thể có những tế bào Schwann bao bọc tạo nên bao mi-ê-lin. Sợi trục nối giữa trung ương thần kinh với các cơ quan, chúng đi chung với nhau thành từng bó gọi là dây thần kinh. Khoảng cách giữa các bao này có những đoạn ngắn gọi là eo răng-vi-ê, còn diện tích tiếp xúc giữa những nhánh nhỏ phân từ tận cùng sợi trục của nơ-ron này với sợi nhánh của nơ-ron khác hoặc cơ quan thụ cảm gọi là xi-náp. Nơ-ron có nhiều hình dạng: nơ-ron đa cực có thân nhiều sợi nhánh, nơ-ron lưỡng cực với một sợi nhánh và một sợi trục đối diện nhau; và nơ-ron đơn cực chỉ có một tua do sợi nhánh và sợi trục hợp lại mà thành. Chức năng cơ bản của nơ-ron là cảm ứng và dẫn truyền xung thần kinh dưới dạng các tín hiệuhóa học. Từ đó nơ-ron chia làm ba loại:

• Nơ-ron hướng tâm (nơ-ron cảm giác) có thân nằm ngoài trung ương thần kinh dẫn xung thần kinh về trung ương thần kinh.
• Nơ-ron trung gian (nơ-ron liên lạc) nằm trong trung ương thần kinh, gồm những sợi hướng tâm và li tâm, làm nhiệm vụ liên lạc.
• Nơ-ron li tâm (nơ-ron vận động) có thân nằm trong trung ương thần kinh (hoặc ở hạch thần kinh sinh dưỡng), dẫn các xung li tâm từ bộ não và tủy sống đến các cơ quan phản ứng để gây ra sự vận động hoặc bài tiết.

Nơ-ron là những tế bào dài nhất trong cơ thể, biệt hóa cao độ nên mất trung thể và khả năng phân chia, nhưng đổi lại nó có khả năng tái sinh phần cuối sợi trục nếu bị tổn thương.

Các bộ phận của hệ thần kinh

Bộ phận trung ương

Bộ phận trung ương gồm có: não nằm trong hộp sọ, gồm đại não (có rãnh chia thành hai bán cầu đại não), gian não, tiểu não và trụ não; tủy sống nằm trong ống xương sống. Phía ngoài tủy sống và bộ não có chung một màng bọc được gọi là màng não – tủy. Màng não – tủy gồm 3 lớp: màng cứng, màng nhện và màng mềm. Màng cứng là một màng dày và dai, nằm ở ngoài cùng, có nhiệm vụ bảo vệ não, tủy sống; ở bộ não, màng cứng nằm sát với khối xương sọ, còn ở tủy sống nó nằm cách ống xương sống bởi một lớp mỡmỏng. Màng nhện là một màng liên kết nằm ở phía trong màng cứng, sát màng nuôi. Màng này có những khoang chứa một chất dịch trong suốt gọi là dịch não – tủy; nhờ dịch não – tủy mà bộ não và tủy sống được bảo vệ khỏi những chấn thương mạnh gây hại. Trong cùng, màng mềm cũng là một màng liên kết nhưng rất mỏng, bên trong có nhiềumạch máu đến nuôi mô thần kinh.

Trong bộ não và tủy sống người ta phân biệt 2 thành phần cấu tạo chung của chúng là: chất xám và chất trắng.

• Chất xám do thân và các sợi nhánh có màu nâu xám đặc trưng của các nơ-ron tạo nên. Ở bộ não, chất xám làm thành lớp vỏ não bao phía ngoài, còn ở tủy sống làm thành một dải liên tục ở phía trong, hoặc thành từng vùng rải rác (các nhân não) trong trụ não, đều là những trung khu thần kinh quan trọng.
• Chất trắng do sợi trục của những nơ-ron có bao mi-ê-lin tạo nên, làm thành những đường thần kinh nối các miền của vỏ não với nhau và với các trung khu thần kinh ở các phần khác của thân não và tủy sống. Những sợi trục đi từ trong chất trắng ra khỏi bộ phận trung ương làm thành 43 dây thần kinh não – tủy.
• Các dây thần kinh não – tủy: gồm 12 đôi dây thần kinh não, xuất phát từ trụ não và tỏa ra khắp các cơ quan ở mặt, cổ (riêng dây thần kinh X còn gọi là dây phế vị phân nhánh đến tận các cơ quan ở khoang ngực, khoang bụng); và 31 đôi dây thần kinh tủy xuất phất từ tủy sống phân bố ra tận các cơ quan ở thân, cổ và các chi.
• Các hạch thần kinh là những khối nơ-ron nằm ngoài phần thần kinh trung ương. Tất cả các hạch thần kinh đều thuộc phần thần kinh ngoại biên của hệ thần kinh sinh dưỡng. Chúng có thể nằm ở xa hoặc ngay bên cạnh một số cơ quan. Trong số hạch này có 2 chuỗi hạch nằm hai bên cột sống và một hạch lớn nằm trong khoang bụng (gọi là hạch mặt trời).

Bộ phận ngoại biên

• Các dây thần kinh não – tủy: gồm 12 đôi dây thần kinh não, xuất phát từ trụ não và tỏa ra khắp các cơ quan ở mặt, cổ (riêng dây thần kinh X còn gọi là dây phế vị phân nhánh đến tận các cơ quan ở khoang ngực, khoang bụng); và 31 đôi dây thần kinh tủy xuất phất từ tủy sống phân bố ra tận các cơ quan ở thân, cổ và các chi.
• Các hạch thần kinh là những khối nơ-ron nằm ngoài phần thần kinh trung ương. Tất cả các hạch thần kinh đều thuộc phần thần kinh ngoại biên của hệ thần kinh sinh dưỡng. Chúng có thể nằm ở xa hoặc ngay bên cạnh một số cơ quan. Trong số hạch này có 2 chuỗi hạch nằm hai bên cột sống và một hạch lớn nằm trong khoang bụng (gọi là hạch mặt trời).

Tế bào thần kinh là một trong các loại tế bào quan trọng nhất của con người. Chúng chịu trách nhiệm nhận và truyền đạt thông tin từ khắp các vùng trên cơ thể. Thông qua các tín hiệu điện và hóa học, tế bào thần kinh đã phối hợp để tạo ra các chức năng cần thiết cho sự sống.

Từ đó, nó quyết định các phản ứng của cơ thể và thay đổi trạng thái của các cơ quan nội tạng (ví dụ như thay đổi nhịp tim). Đồng thời hệ thần kinh cũng cho phép con người suy nghĩ và ghi nhớ những gì đang diễn ra. Để làm điều này, hệ thần kinh cần có một mạng lưới tinh vi. Đó là sự kết nối phức tạp giữa các tế bào thần kinh.

1. Tế bào thần kinh là gì?

Tế bào thần kinh còn được gọi là neuron (theo tiếng Pháp). Chúng là những tế bào có chức năng dẫn truyền xung điện. Các tế bào thần kinh chiếm khoảng mười phần trăm não bộ. Phần còn lại bao gồm các tế bào thần kinh đệm và tế bào hình sao. Những tế bào này giúp hỗ trợ và nuôi dưỡng tế bào thần kinh.

Người ta ước tính rằng có khoảng 86 tỷ tế bào thần kinh trong não. Để đạt được con số khổng lồ này, một bào thai đang phát triển phải tạo ra khoảng 250.000 tế bào thần kinh mỗi phút. Đây là loại tế bào dài nhất cơ thể và được biệt hóa cao. Vì vậy chúng không có khả năng phân chia. Bù lại chúng có khả năng tái sinh một phần của tế bào nếu bị tổn thương.

Mỗi neuron được kết nối với 1.000 neuron khác, tạo ra một mạng lưới giao tiếp cực kỳ phức tạp. Tế bào thần kinh được xem là đơn vị cơ bản của hệ thống thần kinh.

Ung thư hiện đang là nhóm bệnh gây nhiều ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người. Mức độ ác tính của ung thư tùy thuộc vị trí và mức độ biệt hóa của tế bào. U thần kinh nội tiết là nhóm ung thư có khả năng tiết ra hormone của cơ quan đích.

2. Cấu trúc tế bào thần kinh bao gồm những thành phần nào?

Các tế bào thần kinh chỉ có thể được nhìn thấy bằng kính hiển vi, được chia thành ba phần:

• Thân tế bào: là chỗ phình to của neuron. Bao gồm nhân tế bào, lưới nội sinh chất, ty thể, ribosom, lysosom, bộ máy Golgi, tơ thần kinh, ống siêu vi và các bào quan khác. Thân tế bào cung cấp dinh dưỡng cho neuron, có thể phát sinh xung động thần kinh và có thể tiếp nhận xung động thần kinh từ nơi khác truyền tới neuron.
• Sợi nhánh, còn gọi là đuôi gai: là các tua ngắn mỏng manh mọc ra từ thân tế bào. Mỗi neuron đều có nhiều đuôi gai, mỗi đuôi gai được chia thành nhiều nhánh. Chúng có chức năng tiếp nhận các xung thần kinh từ tế bào khác, truyền chúng tới thân tế bào. Đây là tín hiệu hướng tâm. Tác động của các xung này có thể là kích thích hoặc ức chế.
• Sợi trục: sợi đơn dài mang thông tin từ thân tế bào và chuyển đến các tế bào khác. Đường kính của các sợi trục thường có kích thước khác nhau, dao động từ từ 0,5 μm – 22 μm. Dọc sợi trục được bao bọc bởi một lớp vỏ myelin, tạo thành bởi các tế bào Schwann. Bao myelin không liền mạch mà được chia thành từng đoạn. Giữa các bao myelin là các eo Ranvier. Khoảng cách giữa 2 eo Ranvier khoảng 1,5 – 2 mm. Còn diện tích tiếp xúc giữa các nhánh nhỏ phân từ cuối sợi trục của nơ-ron này với sợi nhánh của nơ-ron khác hoặc các cơ quan thụ cảm được gọi là Synapse (khớp thần kinh).

Cả sợi nhánh và sợi trục đôi khi được gọi chung là sợi thần kinh.

Chiều dài các sợi trục có sự chênh lệch rất nhiều. Một số sợi có thể rất ngắn, trong khi một số khác có thể dài hơn 1 mét. Các sợi trục dài nhất còn được gọi là hạch rễ lưng. Đây là một cụm các tế bào thần kinh mang thông tin từ da đến não. Ở người cao, một số sợi trục trong hạch rễ lưng xuất phát từ ngón chân cho đến thân não có thể dài tới 2 mét.

3. Phân loại các tế bào thần kinh như thế nào?

Các neuron có thể được chia thành các loại khác nhau theo từng cách phân loại.

Theo hướng dẫn truyền xung thần kinh:

• Các neuron ly tâm. Chúng lấy các thông điệp từ hệ thống thần kinh trung ương (não và tủy sống). Tiếp đó đưa chúng đến các tế bào ở các bộ phận khác của cơ thể.
• Các neuron hướng tâm. Nhận thông điệp từ phần còn lại của cơ thể và đưa chúng đến hệ thống thần kinh trung ương.
• Neuron trung gian. Truyền tải những thông điệp chuyển tiếp giữa các tế bào thần kinh trong hệ thống thần kinh trung ương.

Theo chức năng của tế bào:

• Tế bào thần kinh cảm giác. Mang tín hiệu từ các giác quan đến hệ thống thần kinh trung ương.
• Loại tế bào chuyển tiếp. Mang tín hiệu từ nơi này đến nơi khác trong hệ thống thần kinh trung ương.
• Tế bào thần vận động. Mang tín hiệu từ hệ thống thần kinh trung ương đến các cơ.

4. Chức năng của tế bào thần kinh là gì?

Chức năng cơ bản của neuron là cảm ứng và dẫn truyền xung thần kinh. Cụ thể:

• Cảm ứng là khả năng tiếp nhận và phản ứng lại các kích thích bằng hình thức phát xung thần kinh.
• Dẫn truyền là khả năng lan truyền xung thần kinh theo một chiều từ nơi phát sinh. Hay là tiếp nhận về thân nơron và truyền đi theo dọc sợi trục.

5. Quá trình dẫn truyền tín hiệu thần kinh như thế nào?

Một tế bào thần kinh nhận được tín hiệu đầu vào từ các tế bào thần kinh khá. Các tín hiệu này cộng lại cho đến khi chúng vượt quá một ngưỡng cụ thể.

Vượt quá ngưỡng, tế bào thần kinh được kích hoạt, gửi một xung điện dọc theo sợi trục của nó. Quá trình này được gọi là điện thế hoạt động. Một điện thế hoạt động được tạo ra bởi sự chuyển động của các nguyên tử tích điện (ion) trên màng sợi trục.

Các tế bào thần kinh khi nghỉ ngơi, bên trong tích điện âm nhiều hơn bên ngoài màng tế bào. Điều này tạo nên điện thế màng, hoặc là điện thế nghỉ. Độ lớn thường khoảng -70 millivolts (mV).

Khi thân tế bào của một dây thần kinh nhận đủ tín hiệu để kích hoạt, một phần sợi trục gần thân tế bào sẽ khử cực. Điện thế màng nhanh chóng tăng lên và sau đó giảm xuống (trong khoảng 1.000 giây). Sự thay đổi điện thế này kích hoạt quá trình khử cực trong phần sợi trục bên cạnh nó. Và cứ thế tiếp tục, cho đến khi đã đi dọc theo toàn bộ chiều dài của sợi trục.

Sau khi mỗi phần được hoạt hóa, nó đi vào một trạng thái siêu phân cực ngắn. Đây là thời kì trơ, do đó nó ít có khả năng được kích hoạt lại ngay lập tức.

Thông thường, ion kali (K +) và natri (Na +) đóng vai trò chính tạo ra điện thế hoạt động. Các ion di chuyển vào và ra khỏi các sợi trục thông qua kênh và bơm ion có điện thế.

Đây là mô tả ngắn gọn quá trình điện thế hoạt động:

• Các kênh Na + mở cho phép Na + tràn vào tế bào, làm cho điện thế dương hơn.
• Khi tế bào đạt đến một điện tích nhất định, các kênh K + sẽ mở. Các kênh mở cho phép K + thoát ra khỏi tế bào.
• Kênh Na + sau đó đóng, kênh K + vẫn mở cho phép điện tích dương rời khỏi tế bào. Điện thế màng giảm dần.
• Khi điện thế màng trở về trạng thái nghỉ, các kênh K + sẽ đóng lại.

Cuối cùng, bơm natri / kali vận chuyển Na + ra khỏi tế bào và K + trở lại tế bào. Hoạt động này cần thiết để sẵn sàng cho tiềm năng hành động tiếp theo.

Điện thế hoạt động sẽ làm việc theo nguyên tắc “tất cả hoặc là không”. Nếu kích thích trên ngưỡng thì có hiện tượng khử cực, và ngược lại. Ở các kích thích trên ngưỡng, độ lớn kích thích sẽ thể hiện qua tần số phát xung. Kích thích mạnh hơn sẽ có tần số phát sinh xung điện lớn hơn.

6. Tín hiệu thần kinh dẫn truyền qua các synapse như thế nào?

Các neuron được kết nối với nhau và liên hệ với mô khác để có thể gửi các tín hiệu. Tuy nhiên, nó không được kết nối bằng cách tiếp xúc trực tiếp. Kết nối luôn thông qua khớp nối giữa các tế bào, được gọi là synape.

Các synapse này có thể là điện hoặc hóa học. Nói cách khác, tín hiệu được truyền từ sợi thần kinh đầu tiên (tế bào thần kinh tiền synapse) đến tế bào thần kinh tiếp theo (tế bào sau synapse) được truyền qua synapse bằng tín hiệu điện hoặc hóa học.

Synapse hóa học

Một khi tín hiệu dẫn truyền đến đầu tận sợi trục, nó sẽ kích hoạt tế bào thần kinh tiền synapse giải phóng các hóa chất (chất dẫn truyền thần kinh) vào khoảng cách giữa hai tế bào. Khoảng cách này được gọi là khe synapse.

Chất dẫn truyền thần kinh khuếch tán qua khe synap. Chất này tương tác với các thụ thể trên màng tế bào thần kinh sau synapse, gây ra phản ứng.

Các synapse hóa học được phân loại tùy thuộc vào các chất dẫn truyền thần kinh mà chúng giải phóng:

• Glutamergic – giải phóng glutamine. Chúng thường có tính kích thích, có nghĩa là chúng có nhiều khả năng kích hoạt điện thế hoạt động.
• GABAergic – giải phóng GABA (axit gamma-Aminobutyric). Chúng thường có tính ức chế. Có nghĩa là chúng làm giảm khả năng tế bào thần kinh sau synapse sẽ dẫn truyền xung điện.
• Cholinergic – giải phóng acetylcholine. Chúng được tìm thấy giữa các tế bào thần kinh vận động và các sợi cơ (synapse thần kinh cơ).
• Adrenergic – giải phóng norepinephrine (adrenaline).

Synapse điện

• Synapse điện ít phổ biến hơn, nhưng được tìm thấy trên khắp hệ thống thần kinh trung ương. Trong các synapse điện, các màng sau và trước synapse được đưa lại gần nhau hơn nhiều so với các synapse hóa học, nghĩa là chúng có thể truyền trực tiếp dòng điện.
• Các synapse điện hoạt động nhanh hơn nhiều so với các khớp thần kinh hóa học. Vì vậy chúng được tìm thấy ở những nơi cần hành động nhanh, ví dụ như trong các phản xạ phòng thủ.
• Các synapse hóa học có thể kích hoạt các phản ứng phức tạp. Nhưng các khớp thần kinh điện chỉ có thể tạo ra các phản ứng đơn giản. Tuy nhiên, không giống như các khớp thần kinh hóa học, synapse điện có thể dẫn truyền hai chiều – nghĩa là thông tin có thể đi theo một trong hai hướng.

Tế bào thần kinh đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong điều hòa hoạt động cơ thể. Gần như tất cả hoạt động sống đều chịu sự điều khiển của tế bào này. Đó là cả mạng lưới liên kết phức tạp nhưng nhịp nhàng và có tốc độ dẫn truyền cao. Điều đó đảm bảo cho cơ thể hoạt động đồng bộ và chính xác.