Bài giảng Sinh lý động vật - Chương 8: Sinh lý thần kinh

Nội dung text: Bài giảng Sinh lý động vật - Chương 8: Sinh lý thần kinh

1. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH I. Sự tiến hoá của hệ thần kinh • Thần kinh mạng lưới • Thần kinh chuỗi hay hạch • Thần kinh dạng ống • Thần kinh có não bộ hoàn chỉnh Radial nerve Nerve ring Nerve net (a) Hydra (cnidarian) (b) Sea star (echinoderm) 1
2. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Eyespot Brain Brain Brain Ventral nerve cord Ventral Nerve nerve cord cord Transverse nerve Segmental ganglia Segmental ganglion (c) Planarian (flatworm) (d) Leech (annelid) (e) Insect (arthropod) 2
3. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Anterior Brain nerve ring Ganglia Brain Sensory Spinal ganglion cord Longitudinal (dorsal Ganglia nerve cords nerve cord) (f) Chiton (mollusc) (g) Squid (mollusc) (h) Salamander (chordate) 3
4. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH II. Đại cương hệ thần kinh • Thần kinh trung ương: não + tủy sống trung tâm điều khiển: thu nhận và xử lý phân tích tất cả các thông tin + phát thông tin trả lời. Não là trung khu thần kinh cao cấp: học tập, trí nhớ, tư duy. • Thần kinh ngoại biên: TB TK + dây TK trong cơ thể phân bố ngoài tủy sống và não bộ. Làm nhiệm vụ liên lạc giữa TWTK và mô, cơ quan của CT. - TK NB gồm: TK động vật tính và TK thực vật tính - Dây TK gồm: Dây cảm giác, dây vận động và dây pha 4
5. Rãnh sylvius ứng dụng CT
6. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH III. Tế bào thần kinh ◼ Gồm: Nơron (neuron) và TB TK đệm (neuroglia) 3.1. Cấu tạo nơron • Thân tế bào • Sợi nhánh • Sợi trục 6
7. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Cấu trúc sợi có bao myelin Node of Ranvier Layers of myelin Axon Schwann cell Schwann cell Nodes of Nucleus of Axon Myelin sheath Ranvier Schwann cell Figure 48.8 7 0.1 µm
8. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 3.2. Synap Dendrites Cell body Nucleus Synapse Signal Axon direction Axon hillock Presynaptic cell Postsynaptic cell Myelin sheath Synaptic Figure 48.5 8 terminals
9. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 3.2 Synap 9
10. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Phân loại nơron 10
11. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 3.3. Xung thần kinh và sự lan truyền xung thần kinh a. Hoạt tính điện của nơron và xung thần kinh • Điện thế nghỉ ngơi: - TB TK luôn có sự tích điện trái dấu giữa trong và ngoài màng TB: trong TBC tích điện âm (-), dịch ngoại bào tích điện dương (+). Tạo ra một điện thế = - 70mV - điện thế màng. - Nguyên nhân của điện thế nghỉ ngơi: + Duy trì sự khác nhau về nồng độ K+ và Na+ ở Ion Dịch nội bào Dịch ngoại + + hai phía của màng nhờ bơm Na - K . (mmol/l) bào (mmol/l) + Cấu trúc màng: ở trạng thái nghỉ ngơi màng K+ 400 10 Na+ 50 460 chỉ cho K+ từ nội bào → ngoại bào, còn rất ít 11 Na +→ vào TB + giữ các ion âm lại.
12. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 3.3. Xung thần kinh và sự lan truyền xung thần kinh • Điện thế hoạt động: - Tín hiệu kích thích đủ lực → điện thế màng → điện thế hoạt động. - Lực tối thiểu có thể dùng sản sinh ra điện thế hoạt động gọi là “ngưỡng”. - Nơron trả lời các kích thích tuân theo nguyên lý “tất cả hoặc không có gì” = khi giá trj kích thích trên ngưỡng sẽ được trả lời bằng tạo ra xung, kích thích dưới ngưỡng sẽ không trả lời và khi tăng kích thích sẽ không tăng cường độ xung. - Khi điện thế hoạt động được sản sinh: điện thế màng từ - 70mV → 30mV - gọi là quá trình khử cực và 3 ngay sau đó điện thế màng 2 từ 30mV → - 70mV gọi là 4 Giai đoạn trơ tuyệt quá trình tái phân cực. 1 đối 5 Xung thần kinh là một tín hiệu điện. 2ms 12 2ms
13. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH b. Sự lan truyền xung thần kinh • Dẫn truyền xung thần kinh ở sợi không có bao myelin • Dẫn truyền xung thần kinh ở sợi có bao myelin • Dẫn truyền qua synap 13
14. Na+ Na+ – – – – – – – – Na+ Na+ + + + + + + + + + + + + + + + + K+ – – – – – – – – K+ Dẫn 3 Rising phase of the action potential truyền 4 Falling phase of the action potential ở Action Na+ Na+ potential 3 + + + + + + + + dây 2 4 Threshold – – – – – – – – (mV) Membrane Membrane potential 1 5 1 không + K Resting potential có 2 Depolarization Time bao Na+ Na+ + + + + + + + + Extracellular fluid Activation Potassium myelin Na+ gates channel – – – – – – – – + + + + + + + + + + + + + + K+ Plasma membrane – – – – – – – – – – – – – – 5 Undershoot Cytosol Sodium K+ Inactivation channel gate 14 1 Resting state
15. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Sự lan truyền xung thần kinh ở dây không có bao myelin 15
16. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Sự dẫn truyền xung TK ở dây có bao myelin Schwann cell Depolarized region (node of Ranvier) Myelin sheath – –– – + –– Cell body + + + + + + + Axon – + – – + + – –– Figure 48.15 16
17. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Sự dẫn truyền xung TK ở dây có bao myelin 17
18. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Sự dẫn truyền qua synap Postsynaptic cell Presynaptic cell 5 Na+ Neuro- Synaptic vesicles K+ containing transmitter neurotransmitter Presynaptic membrane Postsynaptic membrane Ligand- gated Voltage-gated ion channel Ca2+ channel 1 Ca2+ 4 2 Postsynaptic 6 membrane 3 Synaptic cleft Ligand-gated Figure 48.17 ion channels 18
19. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH IV. Tính chất chung của hệ thần kinh 1. Ở các dây TK, xung TK được dẫn truyền theo 2 chiều, trong hệ TK TW, xung chỉ dẫn truyền 1 chiều từ nơron hướng tâm → nơron trung gian → nơron ly tâm 2. Xung TK dẫn truyền trong hệ TK TW thường chậm trễ. 3. Sự trả lời của cơ thể bằng phản xạ phụ thuộc vào cường độ và thời gian kích thích. 4. Hệ TK TW có khả năng cộng hưng phấn theo thời gian và không gian. 5. Hiện tượng mệt mỏi của TK TW biểu hiện rõ hơn ở TK ngoại biên. 6. Hệ TK TW rất mẫn cảm với oxi và các chất độc. 19
20. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH V. Nguyên tắc hoạt động của hệ thần kinh 2 Sensors detect 3 Sensory neurons 4 The sensory neurons communicate with a sudden stretch in convey the information motor neurons that supply the quadriceps. The the quadriceps. to the spinal cord. motor neurons convey signals to the quadriceps, Cell body of causing it to contract and jerking the lower leg forward. sensory neuron in dorsal Gray matter root ganglion 5 Sensory neurons Quadriceps from the quadriceps muscle also communicate White with interneurons matter in the spinal cord. Hamstring 1. Nguyên tắc phản xạ muscle 6 The interneurons inhibit motor neurons that supply the Spinal cord hamstring (flexor) (cross section) muscle. This inhibition prevents the hamstring Sensory neuron from contracting, Motor neuron which would resist The reflex is 1 Interneuron the action of initiated by tapping the quadriceps. the tendon connected to the quadriceps Figure 48.4 (extensor) muscle. 20
21. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Left visual Right visual field field 2.Nguyên tắc điều khiển bắt chéo 3.Nguyên tắc con đường chung cuối cùng Optic 4.Nguyên tắc điểm ưu thế nerves Left Visual Corpus Right Visual21 Cortex Callosum Cortex
22. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH VI. Hệ thần kinh trung ương 1. Tủy sống - Tủy sống có cấu tạo như một dây đặc, gồm nơron có bao myelin và nơron không có myelin. - Tủy sống to = ngón tay út 2cm, dài khoảng 40 - 43cm, nặng 30g. - Bao quanh có màng mỏng và có chứa dịch não tủy có nguồn gốc từ huyết tương. - Từ tủy sống xuất phát ra 30 đôi dây TK tủy sống, đi qua các lỗ giữa hai đốt sống xếp cạnh nhau. - Mỗi đốt tủy, từ hai sừng trước và sau, phát ra 2 rễ trước và 2 rễ sau. Rễ trước là rễ vận động, rễ sau là rễ cảm giác, hai rễ trước sau của 1 phía nhập lại thành dây TK pha. Rễ sau có chỗ phình to gọi là hạch rễ sau, có 22 mang các thân nơron cảm giác.
23. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 23
24. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 1. Tủy sống - Tủy sống còn giữ cấu tạo phân đốt, mỗi đốt chi phối cảm giác và vận động của một vùng cơ thể tương ứng. - Cấu tạo cắt ngang của tủy sống: + Ống trung tâm, chứa dịch não tủy + Chất xám: hình con bướm gồm 2 sừng trước và 2 sừng sau. Gồm thân các nơron tập hợp thành các nhân xám (trung khu TK). Sừng sau = những TB cảm giác, tiếp nhận các sợi hướng tâm từ hạch tủy sống truyền vào theo rễ sau. Sừng trước gồm những TB vận động, sợi trục và sợi nhánh của chúng đi ra qua rễ trước → cơ - xương. Giữa sừng trước và sừng sau của mỗi đốt còn có nơron trung gian → mối liên hệ ngang của từng đốt. Trong một nhóm đốt tủy hoặc dọc tủy sống có mối liên hệ dọc. 24
25. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 1. Tủy sống - Cấu tạo cắt ngang của tủy sống: + Chất trắng: Bao quanh chất trắng chứa nhiều bó dây thần kinh dài có bao myelin. Các bó đi lên mang xung cảm giác đến não, các bó đi xuống tạo synap với nơron vận động → tạo phản xạ vận động tại các tác quan. Bó Goll Bó Burdach Rễ sau - Chức năng tủy sống: + Phản xạ Bó Flechsig Sừng sau + Dẫn truyền Bó nhân tháp chéo Vùng trung gian Bó nhân đỏ - tủy Sừng bên Bó Gower Bó Dejerin sau Sừng trước (tủy-đồi não sau) Bó Dejerin trước Rễ trước (tủy-đồi não trước) Bó lưới - tủy Bó mái - tủy Bó tiền đình - tủy Rãnh trước Bó tháp thẳng Ống tủy
26. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 2. Hành tuỷ và cầu Varol 2.1. Cấu tạo 2.2. Chức năng: a. Chức năng phản xạ - Trung khu điều hòa hô hấp - Trung khu điều hòa tim mạch - Trung khu điều hòa tiêu hóa: - Trung khu các phản xạ bảo vệ: hắt hơi, ho - Trung khu phản xạ giác mạc - Trung khu phản xạ trương lực cơ - Trung khu phản xạ thực vật: b. Chức năng dẫn truyền: - Là nơi có các bó cảm giác, vận động từ tủy sống và não đi qua - Có các đường dẫn truyền cảm giác vận động vùng đầu mặt và nội tạng. - Là nơi xuất phát của các đôi dây TK: V-XII 26
27. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Hành tuỷ 27
28. Hành tuỷ 28
29. Vùng broca Vùng Wernicke
30. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 3. Tiểu não - Phát triển từ bọng não sau. - Có ở tất cả động vật có xương sống - Điều hòa giữ thăng bằng và phối hợp vận động ◼ Ở người: nằm khuất dưới thùy chẩm của đại não. -Gồm: 2 bán cầu tiểu não, vỏ tiểu nào nối với nhau bằng thùy giun. - Chất xám ở ngoài, chất trắng ở trong 30
31. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH -Xen với chất trắng có 4 nhân xám: + Nhân răng: trung khu điều khiển thăng bằng ĐV + Nhân đỉnh + Nhân bầu + Nhân nút -Chất trắng 3 đối cuống tiểu não + Đôi cuống trên + Đôi cuống giữa + Đôi cuống dưới. -Vỏ não chia thành 3 lớp TB: + Lớp 1: lớp phân tử = TB thần kinh liên hợp + sợi nhánh TB Purkinje. Gồm: TB hình sao và TB hình rổ. + Lớp 2: lớp hạch, chủ yếu TB Purkinje. + Lớp 3: lớp hạt: Tb Golgi và TB hạt. * Chức năng: 31
32. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH a. Cấu tạo 4. Não giữa - Là một ống ngắn, thành dày (mặt bụng), giữa rỗng, hẹp gọi là cầu não thất. - Củ não sinh tư (tấm não giữa): + 2 củ trước: trung khu thị giác sơ cấp. Có sợi TK liên hệ với tủy sống và trung khu TV cao cấp hypothalamus, có đôi cuống chạy lên thể gối bên của não trung gian. + 2 củ sau: trung khu thính giác sơ cấp, có đôi cuống chạy lên thể gối giữa của não trung gian. - Cầu não thất nối não thất IV của hành tủy với não thất III của não trung gian. - Thể chất xám trung tâm bao quanh não thất, có nhân dây TK III, IV. 32
33. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 4. Não giữa a. Cấu tạo - Cuống não nằm ở phía bụng của não giữa, lớn nhất = một đôi. - Phần lưng của cuống não gọi là phần nắp - Phần bụng cuống não gọi là cuống não chính thức. - Cuống não có nhân đỏ, xuất phát ra bó nhân đỏ - tủy sống, nhân đỏ nhận dây từ tiểu não đến và các nhân nền đại não xuống. - Bó tháp đại não xuống hành tủy đi qua cuống não b. Chức năng - Trung tâm thị giác và thính giác sơ cấp - Trung tâm điều hòa trương lực của nhân đỏ qua bó nhân đỏ - tủy sống: tác dụng kìm hãm trương lực cơ. 33
34. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 5. Não trung gian • Não trung gian gồm những khối chất xám lớn, khuất dưới đại não. • Vùng đồi não + vùng dưới đồi. 1.Cấu tạo và chức năng của đồi não - Là khối chất xám lớn. - Hai đồi não nối với nhau bằng một cầu. - Vùng trên đồi → tuyến tùng - Vùng sau đồi: các thể gối = thể gối bên và thể gối giữa - Não thất III nằm giữa đồi não và vùng dưới đồi. - Có nhiều đôi nhân khác nhau: 34
35. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Thùy đỉnh Thalamus - đồi não Phần vòm của hệ Limbic Tuyến tùng Thùy trán Thùy chẩm Thể chai Vùng dưới đồi-hypothalamus Củ não sinh tư Phần hypothalamus Thể chéo tuyến thị giác Thùy thái dương Tiểu não Cầu Varol Hành tủy 35
36. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH Não trung gian 1. Cấu tạo và chức năng của đồi não + Nhóm nhân theo định khu: nhóm nhân trước, nhân đường chính giữa, nhân bụng bên, nhân sau, nhân trước mái. + Nhóm nhân theo chức năng: nhóm nhân đặc hiệu, nhân ko đặc hiệu, nhân liên hợp. - Chức năng chung của đồi não: + Là trạm chung chuyển quan trọng nhất dưới vỏ: cảm giác thị giác, thính giác, vị giác, xúc giác đều đến đồi não → vỏ não. + Là trung khu cao cấp dưới vỏ của cảm giác đau. + Phân tích, chọn lọc thông tin truyền về, chuyển những thông tin quan trọng đến vỏ não, thông tin bình thường → trung khu thực vật, trung khu vận động. + Đồi não bị tổn thương: mất cảm giác nửa thân đối diện, rối loạn vận động, rối loạn giác quan, có cơn đau tự phát và mất đi đột ngột. 36
37. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 2. Cấu tạo và chức năng của dưới đồi não - Gồm nhiều nhân xám: nhân trước, nhân giữa và nhân sau - Có TB TK tiết, liên quan mật thiết với tuyến yên. - Chức năng chung: + Trung khu cao cấp của TK TV. + Trung khu điều hòa chức năng dinh dưỡng và chuyển hóa. + Trung khu điều nhiệt + Trung khu điều hòa thức ngủ + Tham gia điều hòa các hành vi và cảm xúc cấp thấp (phối hợp với thể lưới + thể viền hệ limbic). Trung khu khát, trung khu no. + Trung khu cảm xúc âm tính và dương tính. + Trung khu TK của cơ chế điều khiển ngược của hệ nội tiết. 37
38. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 6. Đại não và vỏ não - Lớn nhất của não, phát triển từ bọng não trước và muộn nhất. - Bao phủ lên các phần não khác - Gồm: 2 bán cầu đại não nối với nhau bằng thể chai và lớp vỏ não mới. Áo não a. Cấu tạo chung Thể chai Đại não được chia thành: Nhân đuôi Não thất bên - Áo não: vỏ não mới + chất trắng dưới vỏ Hệ viền - Hệ viền limbic Limbic Nhân bèo - Các nhân nền Túi trong - Các não thất bên: Đồi não Cuống não giữa Não thất III Cầu Varol Tiểu não Hành38 tủy
39. b. Các TB vỏ não - Lớp vỏ não mới rất dày, khoảng 3mm, tập trung số lượng chủ yếu TB TK. -Vỏ não có 6 lớp TB: + Lớp 1: Lớp phân tử + Lớp 2: Lớp hạt ngoài + Lớp 3: Lớp tháp + Lớp 4: lớp hạt trong + Lớp 5: lớp hạch + Lớp 6: Lớp đa dạng
40. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH c. Sự phân vùng chức năng - 2 rãnh: rãnh đỉnh (Rolando) và rãnh Sylvius - Mỗi bán cầu đại não chia thành 4 thùy lớn: - Mỗi thùy lại chia thành nhiều hồi.
41. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH c. Chức năng chung của đại não và vỏ não Là cơ quan chỉ huy cao nhất của cơ thể, Điều hòa, phối hợp các hoạt động sống của cơ thể Làm cho cơ thể luôn là mộ khối toàn vẹn, thống nhất và thống nhất với môi trường. 42
42. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH VII. Thần kinh ngoại biên 43
43. Dây thần kinh sọ não 44
44. CHƯƠNG 8. SINH LÝ THẦN KINH 46