Cảm ứng ở động vật – Lý thuyết trọng tâm Sinh 11

Hệ thần kinh chuỗi hạch ở giun đốt và côn trùng (Ảnh Sách KNTT)

I. Các hình thức cảm ứng ở động vật

Mỗi nhóm động vật sở hữu các kiểu cảm ứng riêng, phụ thuộc vào mức độ tổ chức của hệ thần kinh. Những loài chưa hình thành hệ thần kinh như thân lỗ hay bọt biển chỉ đáp ứng với kích thích một cách rất chậm chạp. Ngược lại, các loài đã có hệ thần kinh phản ứng nhanh, chính xác và đa dạng hơn rất nhiều nhờ cơ chế phản xạ.

1. Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh lưới

Hệ thần kinh dạng lưới đặc trưng cho các loài có cơ thể đối xứng tỏa tròn, điển hình là ngành Ruột khoang (thủy tức, sứa, san hô).

Hệ thần kinh dạng lưới ở thủy tức (Ảnh Sách KNTT)
Hệ thần kinh dạng lưới ở thủy tức (Ảnh Sách KNTT)

Ở dạng thần kinh này, các neuron nằm phân tán khắp cơ thể và nối với nhau thành một mạng lưới. Chính vì cấu trúc phân tán như vậy mà khi một điểm bất kì trên cơ thể bị kích thích, tín hiệu sẽ lan tỏa đến toàn bộ mạng lưới, khiến toàn thể cơ thể cùng phản ứng thay vì chỉ một vùng cục bộ.

Ví dụ cụ thể: Khi thủy tức chịu tác động cơ học, các tế bào cảm giác trên thành cơ thể truyền thông tin về mạng lưới thần kinh. Từ đây, xung thần kinh tỏa đến mọi tế bào biểu mô cơ hoặc tế bào gai, kết quả là cơ thể co rút lại hoặc nhô gai ra ngoài.

2. Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh chuỗi hạch

Hệ thần kinh chuỗi hạch xuất hiện ở các nhóm động vật như ngành Giun dẹp, Giun tròn, Chân khớp,…

Hệ thần kinh chuỗi hạch ở giun đốt và côn trùng (Ảnh Sách KNTT)
Hệ thần kinh chuỗi hạch ở giun đốt và côn trùng (Ảnh Sách KNTT)

Nhiều neuron tập hợp lại hình thành nên các hạch thần kinh, và các hạch liên kết với nhau thành một chuỗi chạy dọc cơ thể. Điểm khác biệt then chốt so với hệ thần kinh lưới là: mỗi hạch đóng vai trò trung tâm điều khiển cho một vùng nhất định trên cơ thể. Nhờ vậy, khi một bộ phận bị kích thích, chỉ vùng đó phản ứng mà không nhất thiết kéo theo toàn bộ cơ thể.

Đáng chú ý, ở nhóm Chân khớp, hạch đầu (còn gọi là hạch não) có kích thước và mức độ phát triển vượt trội hơn hẳn so với các hạch còn lại, đảm nhận điều phối các hoạt động phức tạp của toàn cơ thể.

3. Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh ống

Hệ thần kinh ống là dạng tổ chức thần kinh phức tạp nhất, có mặt ở các lớp Cá, Lưỡng cư, Bò sát, Chim và Thú.

Cấu tạo hệ thần kinh ống ở người (Ảnh Sách KNTT)
Cấu tạo hệ thần kinh ống ở người (Ảnh Sách KNTT)

Hệ thần kinh ống được hình thành từ số lượng cực lớn các neuron, tập trung lại tạo thành một ống nằm dọc phần lưng cơ thể. Hệ thống này phân chia thành hai phần rõ rệt:

Thành phần Cấu tạo
Thần kinh trung ương Não bộ và tủy sống
Thần kinh ngoại biên Các hạch thần kinh và các dây thần kinh não, tủy

Hệ thần kinh ống vận hành dựa trên nguyên tắc phản xạ: các thụ thể cảm giác (cơ học, hóa học, nhiệt độ, ánh sáng,…) tiếp nhận kích thích từ môi trường → gửi thông tin theo dây thần kinh cảm giác về tủy sống và não bộ → từ đây xung thần kinh theo dây thần kinh vận động đến cơ quan đáp ứng (cơ, tuyến) → gây ra đáp ứng thích hợp.

II. Tế bào thần kinh (Neuron)

Neuron (tế bào thần kinh) được xem là đơn vị cấu tạo và chức năng cơ bản nhất của hệ thần kinh.

1. Cấu tạo của neuron

Phần lớn các neuron đều bao gồm ba thành phần chính: thân, sợi nhánhsợi trục.

Cấu tạo của neuron có bao myelin (Ảnh Sách KNTT)
Cấu tạo của neuron có bao myelin (Ảnh Sách KNTT)

Sợi nhánh là các phần nhô ra từ thân neuron, số lượng có thể từ một đến hàng nghìn. Nhiệm vụ của sợi nhánh là tiếp nhận thông tin từ các neuron khác hoặc từ thụ thể cảm giác rồi dẫn về thân.

Sợi trục có chức năng truyền xung thần kinh từ thân neuron đến tế bào khác. Phần tận cùng của sợi trục phân thành nhiều nhánh nhỏ, mỗi nhánh phình lên tạo thành chuỳ synapse – nơi tiếp xúc và truyền tín hiệu sang tế bào kế tiếp.

Ở nhiều neuron, sợi trục được bọc bởi bao myelin – một lớp vỏ có tính chất cách điện. Những đoạn ngắn trên sợi trục không có bao myelin bọc quanh được gọi là eo Ranvier. Cấu trúc bao myelin xen kẽ eo Ranvier này đóng vai trò quan trọng trong việc tăng tốc độ dẫn truyền xung thần kinh.

2. Chức năng của neuron

Neuron thực hiện ba chức năng cốt lõi: tiếp nhận kích thíchtạo ra xung thần kinhtruyền xung thần kinh đến neuron khác hoặc đến tế bào khác (tế bào cơ, tế bào tuyến,…).

a) Điện thế nghỉ và điện thế hoạt động

Điện thế nghỉ là trạng thái điện của neuron khi không chịu kích thích. Lúc này, tồn tại sự chênh lệch điện thế giữa hai phía của màng tế bào: mặt trong mang điện âm, mặt ngoài mang điện dương.

Sơ đồ đo điện thế nghỉ (Ảnh Sách KNTT)
Sơ đồ đo điện thế nghỉ (Ảnh Sách KNTT)

Khi neuron nhận được kích thích đủ mạnh, điện thế nghỉ chuyển thành điện thế hoạt động. Quá trình này diễn ra qua ba giai đoạn liên tiếp:

Giai đoạn Đặc điểm
Khử cực Mặt trong màng dần trở nên bớt âm
Đảo cực Mặt trong chuyển thành dương, mặt ngoài chuyển thành âm (đảo ngược so với lúc nghỉ)
Tái phân cực Phục hồi lại phân bố điện tích ban đầu (trong âm, ngoài dương)
Đồ thị điện thế hoạt động trên màn hình máy dao động kí điện tử (Ảnh Sách KNTT)
Đồ thị điện thế hoạt động trên màn hình máy dao động kí điện tử (Ảnh Sách KNTT)
b) Lan truyền điện thế hoạt động

Điện thế hoạt động (hay xung thần kinh) sau khi xuất hiện sẽ không đứng yên tại chỗ mà lan truyền liên tục dọc theo sợi thần kinh. Tuy nhiên, cách thức và tốc độ lan truyền khác nhau tùy vào loại sợi:

Lan truyền điện thế hoạt động trên sợi không có bao myelin (a) và có bao myelin (b) (Ảnh Sách KNTT)
Lan truyền điện thế hoạt động trên sợi không có bao myelin (a) và có bao myelin (b) (Ảnh Sách KNTT)
Loại sợi Cách lan truyền Tốc độ (ở người)
Không có bao myelin Khử cực → đảo cực → tái phân cực diễn ra liên tiếp từ vùng này sang vùng kế bên Khoảng 3 – 5 m/s
Có bao myelin Lan truyền theo kiểu nhảy cóc từ eo Ranvier này sang eo Ranvier tiếp theo (bỏ qua đoạn có bao myelin cách điện) Khoảng 120 m/s

Như vậy, sợi thần kinh có bao myelin dẫn truyền xung nhanh gấp hàng chục lần so với sợi không có bao myelin, nhờ cơ chế nhảy cóc qua các eo Ranvier.

III. Synapse

Khái niệm

Synapse là diện tiếp xúc giữa neuron với neuron, hoặc giữa neuron với tế bào khác (tế bào cơ, tế bào tuyến). Đây chính là “cầu nối” cho phép xung thần kinh truyền từ sợi trục của neuron này sang tế bào kế tiếp. Trong hệ thần kinh, mỗi neuron có thể sở hữu từ hàng trăm đến hàng nghìn synapse.

Các kiểu synapse: synapse thần kinh – thần kinh (a), synapse thần kinh – cơ (b), synapse thần kinh – tuyến (c) (Ảnh Sách KNTT)
Các kiểu synapse: synapse thần kinh – thần kinh (a), synapse thần kinh – cơ (b), synapse thần kinh – tuyến (c) (Ảnh Sách KNTT)

Synapse tồn tại dưới hai dạng: synapse hóa họcsynapse điện. Trong đó, synapse hóa học là dạng phổ biến nhất ở động vật.

1. Cấu tạo của synapse hóa học

Sơ đồ cấu tạo synapse hóa học (Ảnh Sách KNTT)
Sơ đồ cấu tạo synapse hóa học (Ảnh Sách KNTT)

Một synapse hóa học gồm các thành phần:

Thành phần Vai trò
Chuỳ synapse Phần phình ở đầu tận cùng sợi trục, chứa các túi chất trung gian hóa học
Túi chứa chất trung gian hóa học Chứa các phân tử chất chuyển giao thần kinh (ví dụ: acetylcholine)
Màng trước synapse Màng của chuỳ synapse, nơi túi chất trung gian hóa học gắn vào và vỡ ra
Khe synapse Khoảng trống hẹp giữa màng trước và màng sau
Màng sau synapse Màng của tế bào sau synapse, mang các thụ thể tiếp nhận chất trung gian hóa học

Mỗi synapse thường chứa một loại chất chuyển giao thần kinh nhất định. Ở động vật có vú, các chất chuyển giao thần kinh phổ biến gồm: acetylcholine, noradrenaline, dopamine, serotonin,…

2. Truyền tin qua synapse

Khi xung thần kinh đến synapse, thông tin được chuyển tiếp sang tế bào sau nhờ chất chuyển giao thần kinh, theo trình tự ba bước:

Truyền tin qua synapse thần kinh – cơ xương (Ảnh Sách KNTT)
Truyền tin qua synapse thần kinh – cơ xương (Ảnh Sách KNTT)
Bước Diễn biến
Bước 1 Xung thần kinh lan truyền đến chuỳ synapse → kênh $Ca^{2+}$ mở → $Ca^{2+}$ đi vào bên trong chuỳ synapse
Bước 2 $Ca^{2+}$ kích thích các túi chứa acetylcholine di chuyển đến gắn vào màng trước và vỡ ra → acetylcholine được giải phóng vào khe synapse
Bước 3 Acetylcholine khuếch tán qua khe synapse và gắn vào thụ thể đặc hiệu trên màng sau → kênh $Na^+$ mở → $Na^+$ tràn vào tế bào sau → xuất hiện điện thế hoạt động ở màng sau và lan truyền tiếp

Sau khi truyền tin xong: Enzyme acetylcholinesterase có mặt tại khe synapse sẽ phân hủy acetylcholine thành acetate và choline. Phân tử choline quay trở lại chuỳ synapse để tham gia tái tổng hợp acetylcholine, chuẩn bị cho lần truyền tin tiếp theo.

Đặc điểm quan trọng: Thông tin qua synapse chỉ truyền theo một chiều duy nhất – từ màng trước sang màng sau. Lý do: chất trung gian hóa học chỉ được chứa trong các túi ở phía chuỳ synapse (bên màng trước), còn thụ thể tiếp nhận chỉ nằm trên màng sau. Do đó, chiều ngược lại không thể xảy ra.

IV. Phản xạ

1. Khái niệm phản xạ và cung phản xạ

Phản xạ là phản ứng mà cơ thể thực hiện để trả lời các kích thích đến từ môi trường bên ngoài hoặc bên trong, thông qua sự điều khiển của hệ thần kinh.

Mọi phản xạ đều được thực hiện nhờ một cơ cấu gọi là cung phản xạ. Một cung phản xạ điển hình bao gồm năm bộ phận nối tiếp nhau:

Cung phản xạ tủy (Ảnh Sách KNTT)
Cung phản xạ tủy (Ảnh Sách KNTT)
STT Bộ phận Cấu tạo bởi Chức năng
1 Bộ phận tiếp nhận kích thích Thụ thể cảm giác Nhận biết kích thích
2 Đường dẫn truyền hướng tâm Dây thần kinh cảm giác (neuron cảm giác) Truyền xung TK từ thụ thể về trung ương
3 Bộ phận trung ương Tủy sống và não bộ (neuron trung gian) Xử lí thông tin, phát lệnh đáp ứng
4 Đường dẫn truyền li tâm Dây thần kinh vận động (neuron vận động) Truyền xung TK từ trung ương đến cơ quan đáp ứng
5 Bộ phận đáp ứng Cơ hoặc tuyến Thực hiện phản ứng (co cơ, tiết chất,…)

Nguyên tắc then chốt: Nếu bất kì bộ phận nào trong năm bộ phận trên bị hỏng hay tổn thương, phản xạ sẽ không thể thực hiện được, bởi đường truyền tín hiệu đã bị gián đoạn.

Ví dụ minh họa: Khi vô tình chạm tay vào gai nhọn, tín hiệu đau từ thụ thể ở da được chuyển về tủy sống. Tại đây, các neuron trung gian xử lí và gửi xung thần kinh đến cơ tay → cơ tay co → tay rụt lại. Đồng thời, một số neuron trung gian khác chuyển thông tin đau lên não → não phân tích, đánh giá và có thể đưa ra quyết định hành động tiếp theo.

2. Các thụ thể cảm giác

Thụ thể cảm giác có thể là neuron, tế bào biểu mô chuyên hóa hoặc các đầu mút tận cùng của neuron. Chúng chuyên đáp ứng với những loại kích thích đặc hiệu nhất định.

Về mặt chức năng, thụ thể cảm giác đảm nhận việc tiếp nhận các dạng năng lượng kích thích (âm thanh, ánh sáng, nhiệt,…) và chuyển đổi chúng thành điện thế thụ thể, từ đó khởi phát điện thế hoạt động lan truyền về trung ương thần kinh.

Thụ thể cảm giác được phân thành năm dạng chính:

Loại thụ thể Vai trò Ví dụ
Thụ thể cơ học Nhận biết các biến dạng vật lí do năng lượng cơ học gây ra Thụ thể cơ học ở dạ dày gửi thông tin về độ căng dạ dày lên hành não, điều chỉnh co bóp và tiết dịch
Thụ thể hóa học Phát hiện các phân tử hóa học đặc hiệu và nồng độ của chúng Thụ thể ở tế bào tuyến tụy nhận biết và điều chỉnh nồng độ glucose trong máu
Thụ thể điện từ Phát hiện các dạng năng lượng điện từ (ánh sáng, dòng điện, từ trường) Tế bào que và tế bào nón trong mắt phát hiện ánh sáng, cho cảm giác hình ảnh và màu sắc
Thụ thể nhiệt Nhận biết sự thay đổi nhiệt độ Thụ thể nóng, lạnh ở da gửi thông tin đến trung khu điều hòa thân nhiệt ở phần sau vùng dưới đồi
Thụ thể đau Phát hiện tổn thương mô do các tác nhân cơ học, hóa học, điện, nhiệt, áp lực mạnh Thụ thể đau có mặt ở hầu hết các bộ phận (nhiều nhất ở da), đưa thông tin đau về đồi thị và vỏ não

3. Vai trò của cảm giác vị giác, khứu giác, xúc giác

Loại cảm giác Vai trò chính
Vị giác Giúp động vật phân biệt thức ăn ăn được và không ăn được, đảm bảo nguồn dinh dưỡng phù hợp cho sự tồn tại và phát triển
Khứu giác Kích thích hoạt động tiêu hóa cơ học và hóa học; gây ra nhiều phản ứng đa dạng như tìm kiếm thức ăn, chọn thức ăn thích hợp, tránh kẻ thù, tìm bạn tình (pheromone ở bướm tằm), định hướng đường đi (ở kiến), nhận biết con mới sinh (ở thú cái); hỗ trợ cảm giác vị giúp tăng tiêu hóa và hấp thụ
Xúc giác Cảm nhận trơn – nhám, tròn – vuông, to – nhỏ,…; giúp tránh trượt ngã, giữ vật chính xác, nuốt thức ăn khi đã nghiền nhỏ thành viên; ở một số loài còn hỗ trợ lựa chọn thức ăn

4. Thị giác

Thị giác (cảm giác ánh sáng) bắt đầu từ cơ quan cảm giác là mắt. Mắt đảm nhiệm việc tiếp nhận ánh sáng rồi chuyển tín hiệu đến vùng thị giác ở thùy chẩm trên vỏ não.

Cấu tạo cầu mắt (a) và cấu tạo màng lưới (b) (Ảnh Sách KNTT)
Cấu tạo cầu mắt (a) và cấu tạo màng lưới (b) (Ảnh Sách KNTT)

Quá trình cảm nhận ánh sáng diễn ra như sau:

Ánh sáng phản xạ từ vật đi vào mắt → lần lượt qua hệ thống khúc xạ (giác mạc, thủy dịch, thủy tinh thể, dịch kính) → xuyên qua lớp tế bào hạch → tế bào lưỡng cực → cuối cùng đến tế bào quetế bào nón trên màng lưới.

Tế bào que và nón phản ứng với ánh sáng, khởi phát xung thần kinh. Xung này đi theo chiều ngược lại: từ tế bào que/nón → tế bào lưỡng cực → tế bào hạch → dây thần kinh thị giácvùng thị giác (thùy chẩm) trên vỏ não → tạo cảm giác về hình ảnh và màu sắc.

Các vùng cảm giác và vận động trên vỏ não
Các vùng cảm giác và vận động trên vỏ não

Tóm tắt: Mắt → Dây thần kinh thị giác → Vùng thị giác trên vỏ não

Trong tất cả các loại thụ thể cảm giác, thụ thể quang học (thị giác) là nguồn cung cấp lượng thông tin lớn nhất cho cơ thể.

5. Thính giác và giữ thăng bằng

Tai là cơ quan đảm nhận hai chức năng: tiếp nhận âm thanhgiữ thăng bằng cơ thể.

a) Tai và chức năng tiếp nhận âm thanh

Bộ phận tiếp nhận âm thanh bao gồm tai ngoài, tai giữaốc tai (nằm trong tai trong).

Tai giữa và ốc tai được vẽ duỗi ra (a), tiết diện cắt ngang ốc tai (b), tế bào có lông và màng mái trên màng nền (c)
Tai giữa và ốc tai được vẽ duỗi ra (a), tiết diện cắt ngang ốc tai (b), tế bào có lông và màng mái trên màng nền (c)

Quá trình cảm nhận âm thanh:

Sóng âm từ nguồn phát → truyền theo ống tai → làm rung màng nhĩ → dao động truyền qua chuỗi xương tai giữa (xương búa, xương đe, xương bàn đạp) → rung màng cửa sổ bầu dục → tạo ra sóng áp lực lan truyền trong dịch ốc tai → sóng áp lực làm tế bào có lông trên màng nền bị kích thích → xuất hiện điện thế hoạt động → truyền theo dây thần kinh thính giác → đến vùng thính giác (thùy thái dương) trên vỏ não → tạo ra cảm giác âm thanh.

Tóm tắt: Tai → Dây thần kinh thính giác → Vùng thính giác trên vỏ não

Dựa vào cảm giác âm thanh, động vật có thể đưa ra nhiều phản ứng đa dạng: định hướng tìm con mồi, xác định kẻ săn mồi, tìm bạn tình, báo động nguy hiểm,…

b) Tai và chức năng giữ thăng bằng

Chức năng giữ thăng bằng cơ thể được thực hiện bởi cơ quan tiền đình nằm trong tai trong, gồm ba bộ phận: nang cầu, nang bầu dụcba ống bán khuyên.

Cơ quan tiền đình (a) và tấm tế bào cảm giác trong các phình ống bán khuyên (b)
Cơ quan tiền đình (a) và tấm tế bào cảm giác trong các phình ống bán khuyên (b)

Cơ chế hoạt động:

Tùy theo tư thế và chuyển động của cơ thể, dịch lỏng bên trong cơ quan tiền đình sẽ dịch chuyển theo một hướng nhất định. Dòng dịch lỏng này tác động lên tế bào có lông, làm chúng hưng phấn và phát sinh xung thần kinh. Xung thần kinh truyền về hành nãotiểu não, rồi từ đây được phân phối theo hai hướng:

  • Đến các nhóm cơ khắp cơ thể → điều chỉnh co, dãn cơ → giữ thăng bằng
  • Đến vỏ não → tạo cảm nhận về vị trí và chuyển động của cơ thể

Nhờ cơ quan tiền đình, các loài động vật đào hang có thể cảm nhận được hướng di chuyển ngay cả trong bóng tối hoàn toàn.

6. Phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện

Ở động vật không xương sống, hệ thần kinh còn kém phát triển nên khó hình thành phản xạ có điều kiện; hầu hết phản xạ của chúng thuộc loại không điều kiện. Ngược lại, ở các loài thú với vỏ não phát triển cao, quá trình học tập và rút kinh nghiệm diễn ra rất thuận lợi.

a) Đặc điểm của phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện
Đặc điểm Phản xạ không điều kiện Phản xạ có điều kiện
Nguồn gốc Di truyền, sinh ra đã có sẵn Được hình thành trong đời sống cá thể, không di truyền
Tính chất Rất bền vững, khó mất đi Dễ bị mất nếu không được củng cố thường xuyên
Tác nhân kích thích Tác nhân kích thích tương ứng (thích ứng) với thụ thể cảm giác Tác nhân kích thích bất kì đối với thụ thể cảm giác
Số lượng Có giới hạn Không giới hạn
Trung ương thần kinh Tủy sống, thân não Có sự tham gia của vỏ não
b) Phân loại phản xạ không điều kiện

Phản xạ không điều kiện thường được phân nhóm theo chức năng: phản xạ sinh dưỡng, phản xạ tự vệ, phản xạ sinh dục, phản xạ vận động, phản xạ định hướng,… Ví dụ, nhóm phản xạ sinh dưỡng bao gồm: phản xạ nuốt, phản xạ co dãn dạ dày và tiết dịch vị, phản xạ tiết nước bọt,…

c) Điều kiện hình thành phản xạ có điều kiện

Theo I. Pavlov:

Quá trình hình thành phản xạ có điều kiện theo I. Pavlov (Ảnh Sách KNTT)
Quá trình hình thành phản xạ có điều kiện theo I. Pavlov (Ảnh Sách KNTT)

Pavlov đã thí nghiệm thành lập phản xạ tiết nước bọt ở chó khi nghe tiếng chuông. Từ kết quả thực nghiệm, ông đúc kết ba điều kiện cần thiết:

Điều kiện Giải thích Ví dụ
Phải dựa trên phản xạ không điều kiện hoặc phản xạ có điều kiện đã vững chắc Phản xạ mới được “xây” trên nền tảng phản xạ cũ đã có sẵn Phản xạ “chuông reo → tiết nước bọt” dựa trên phản xạ không điều kiện “thức ăn chạm lưỡi → tiết nước bọt”
Phải kết hợp nhiều lần giữa kích thích có điều kiện và kích thích không điều kiện Não cần thời gian và sự lặp lại để hình thành đường liên hệ thần kinh mới Kết hợp chuông reo với cho ăn khoảng 20 – 30 lần thì phản xạ mới được thành lập
Kích thích có điều kiện phải tác động trước hoặc đồng thời với kích thích không điều kiện Nếu kích thích có điều kiện đến sau thì não không thiết lập được mối liên hệ Tiếng chuông reo đồng thời hoặc ngay trước khi cho chó ăn

Theo B. F. Skinner:

Thí nghiệm hình thành phản xạ có điều kiện của Skinner (Ảnh Sách KNTT)
Thí nghiệm hình thành phản xạ có điều kiện của Skinner (Ảnh Sách KNTT)

Skinner tiến hành thí nghiệm với chuột: thả chuột vào lồng có bàn đạp gắn với máng thức ăn. Chuột chạy trong lồng, vô tình đạp bàn đạp → thức ăn rơi ra. Sau nhiều lần ngẫu nhiên như vậy, chuột học được rằng nhấn bàn đạp sẽ nhận được thức ăn → mỗi khi đói, chuột chủ động chạy đến nhấn bàn đạp.

Như vậy, theo Skinner, điều kiện hình thành phản xạ có điều kiện là: các hành động lặp đi lặp lại kèm theo có thưởng hoặc phạt.

d) Cơ chế hình thành phản xạ có điều kiện

Theo Pavlov, bản chất là quá trình hình thành liên hệ thần kinh giữa các vùng khác nhau trên vỏ não khi chúng cùng bị kích thích đồng thời. Theo Skinner, hành động lặp lại kèm thưởng/phạt làm tăng cường kết nối giữa các neuron trong hệ thống thưởng của não.

Các nghiên cứu hiện đại cho thấy: khi neuron tăng cường hoạt động do bị kích thích nhiều lần, sẽ xuất hiện những thay đổi cấu trúc tại synapse:

  • Hình thành thêm chuỳ synapse mới
  • Kéo dài chuỳ synapse hiện có
  • Tăng số lượng nhánh nhỏ của sợi nhánh
  • Thay đổi cấu tạo và chức năng các thụ thể ở màng sau synapse

Kết quả: thông tin đi qua synapse trở nên dễ dàng hơn, đường liên hệ thần kinh mới được thiết lập.

V. Một số bệnh do tổn thương hệ thần kinh và cơ chế giảm đau

1. Bệnh do tổn thương hệ thần kinh

Tổn thương thần kinh ngoại biên: Các dây thần kinh ngoại biên có thể bị hư hại (thường do tai nạn giao thông,…) dẫn đến mất cảm giác hoặc mất khả năng vận động ở các vùng tương ứng. Ví dụ: tổn thương dây thần kinh thị giác sẽ dẫn đến mất khả năng nhìn.

Tổn thương thần kinh trung ương: Não có thể bị tổn thương do nhiều nguyên nhân (xuất huyết não, virus,…). Hậu quả phụ thuộc vào mức độvùng não bị ảnh hưởng:

  • Tổn thương diện hẹp hồi trán lên: có thể mất khả năng nói, liệt tay hoặc liệt chân
  • Tổn thương diện rộng hồi trán lên: có thể liệt nửa người hoặc liệt toàn thân

2. Cơ chế giảm đau của thuốc giảm đau

Thuốc giảm đau tác động theo hai nhóm cơ chế:

Nhóm thuốc Cơ chế tác động Ví dụ Lưu ý
Tác động lên TK trung ương Có cấu trúc tương tự endorphins, enkephalin nội sinh → tạo cảm giác khoan khoái, đồng thời ức chế giải phóng chất chuyển giao thần kinh ở não (chất P, glutamic acid) → giảm cảm giác đau Morphin, codein Gây nghiện và lệ thuộc thuốc khi sử dụng kéo dài
Tác động lên TK ngoại biên Làm giảm tính thấm của màng tế bào thần kinh đối với $Na^+$ → ngăn chặn quá trình khử cực, đảo cực, tái phân cực → xung thần kinh mang thông tin đau không thể lan truyền về đồi thị và vỏ não → giảm cảm giác đau Procaine, novocaine (thuốc gây tê) Tác dụng tại chỗ, không gây nghiện

VI. Bảo vệ hệ thần kinh đối với chất kích thích

Hệ thần kinh rất dễ bị tổn hại bởi các yếu tố: mất ngủ, căng thẳng kéo dài (làm việc quá sức, lo lắng triền miên,…), chế độ ăn uống không khoa học, và đặc biệt là lạm dụng các chất kích thích như thuốc lá, rượu bia, ma túy,…

Các chất như heroin, cocaine,… kích thích cực mạnh lên hệ thần kinh. Ban đầu, chúng tạo cảm giác dễ chịu, sảng khoái, giảm mệt mỏi và giảm đau. Tuy nhiên, chỉ sau vài lần sử dụng, cơ thể sẽ nghiệnlệ thuộc vào chúng. Nếu ngừng sử dụng, người nghiện sẽ trải qua các triệu chứng nghiêm trọng: mệt mỏi cùng cực, đau đớn, bực bội, giảm trí nhớ, rối loạn cảm giác, khủng hoảng tinh thần và mất khả năng kiểm soát bản thân, có thể dẫn đến những hành vi nguy hiểm cho chính mình, gia đình và xã hội.

Biện pháp bảo vệ hệ thần kinh:

  • Không lạm dụng chất kích thích
  • Phòng chống nghiện chất kích thích
  • Kiên quyết cai nghiện khi đã mắc
Cô Nguyễn Ngọc Châu

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú