Tài liệu bài giảng Học phần Sinh lý hoạt động thần kinh cấp cao. Nội dung bao gồm: Chương 1. MỞ ĐẦU về sinh lý TKCC Chương 2. HOẠT ĐỘNG PHẢN XẠ CÓ ĐIỀU KIỆN 2.1. Phản xạ và cung phản xạ 2.2. Phản xạ không điều kiện 2.3. Phản xạ có điều kiện 2.4. Ứng dụng của PXCĐK đối với đời sống
Trang 1SINH LÝ HOẠT ĐỘNG THẦN KINH
Chương 1 Mở đầu
Chương 2 Hoạt động PXCĐK
Chương 3 Các quá trì nh ức chế trong hoạt động TKCC
Chương 4 Các quy luật hoạt động thần kinh cấp cao
Chương 5 Hoạt động phân tíc h – tổng hợp của não bộ
Chương 6 Đặc điểm hoạt động thần kinh cấp cao ở người
Chương 7 Trí nhớ
Chương 8 Cảm xúc
2
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Đỗ Công Huỳnh (2007), Sinh lý hoạt động thần kinh cấp cao, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
Tạ Thúy Lan (2007), Sinh lý thần kinh, tập II, Phần Sinh lý học thần kinh cấp cao, NXB Đại học
Đại cương về sinh lý TKCC
Lịch sử phát triển các quan điểm về hoạt
động TKCC
Những thành tựu trong nghiên cứu sinh lý TKCC
Phương pháp nghiên cứu sinh lý TKCC
Hệ TK TV
Hoạt động của nội quan bên trong cơ thể
Sinh lý TKCC
Hệ thần kinh động vật Dây thầ n kinh
I Khứu giác II Thị giác
III Vận nhỡn chung
Trang 2Hệ thần kinh động vật
Các thụ thể
[http://files.my oper a.com]
Nằm tậ n cùng của sợi thần kinh
Phân bố khắp nơi
8
Hệ thầ n kinh thực vật (hệ TK dinh dưỡng)
HỆ THẦN KINH NGOẠI BIÊN
Điều hòa nhiều hoạt động không ý thức của cơ thể VD: hệ ti êu hóa, tuần hoàn, tuyến mồ hôi…
Điều hòa hoạt động của chính bản thân nó, chịu sự kiểm so át một phần của hệ TKTW
Có tá c dụng đối với hệ cơ trơn và các tuyến Gồm: hệ gia o cảm và phó giao cảm
số ng
Ví dụ: rụt tay khi bị gai đâm, biết tư duy, biết học tập …
Trang 3Nó trở thành môn khoa học chỉ khoảng 100 năm
nay, kể từ khi I.P Pavlov bắt đầu nghiên cứu chức
năng của hệ thần kinh
Chuyên nghiên cứu về cơ chế, hoạt động chức năng
của hệ thống TWTK (cơ chế hoạt động chức năng
của vỏ não)
14
1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ SINH LÝ TKCC 1.1.2 Học thuyết hoạt động sinh lý TKCC theo Pavlov
là sự tổng hợp các hoạt động rất phức tạp của
vỏ não và các cấu trúc dưới vỏ
cơ thể động vật đáp ứng được với điều kiện bên ngo ài và “cân bằng” đượcvới ngoại môi
Sinh lý TKCC
15
1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ SINH LÝ TKCC
1.1.2 Học thuyết hoạt động sinh lý TKCC
theo Pavlov
Hoạt động TKCC bao trùm tất cả các mặt
hoạt động của động vật phát tri ển cao
trong môi trường sống, hình thành những
đặc tính mới (tập tính)
nhớ các dấu hiệu nguy hiểm,
kiếm thức ăn, khả năng có
được kinh nghi ệm sống
sự học tập và hình thành ý thức
1.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ SINH LÝ TKCC
1.1.4 Phân biệt hoạt động TK cấp thấp và TKCC
Chỉ tiêu so sánh
Hoạt độ ng T KCT Hoạt độ ng T KCC
Chức n ăng phố i hợp và điều h òa chức
năn g của các bộ phận khác nhau trong cơ thể
bảo đảm mối quan hệ qua l ại giữa cơ th ể vớ i môi trường ngoài
Vùn g đảm
nh iệm
gia của vỏ não
Cơ sở Phản xạ không điều kiện Phản xạ có điều kiện
Ví dụ sự điều hòa hoạt động của các nội
quan (co giãn mạch, tăng giảm hoạt động tim, phổi, dạ dày…); tiết
tiết nước bọt khi ngửi thấy mùithơm; tránh vào
lề đường khi nghe tiếng
Trang 41.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.1 Những nghiên cứu đầu tiên về hoạt động TKCC
“não bộ là nơi sinh ra tri giác”
nhậ n biết
phâ n biệt suy ng hĩ
20
1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC 1.2.1 Những nghiên cứu đầu tiên về hoạt động TCCC Gerophin và Erazitrat (TK II TCN) 2 danh y
Hy Lạp đã li ên hệ nếp nhăn của não với khả năng thông minh của con người
Erazitrat: có dây TK dẫn truyền cảm giác từ
cơ quan về não, có dây TK truyền xung vận động từ não tới cơ quan
“linh khí” nằm trong não và
dây thần kinh chỉ huy năng lực,
tâm li nh, ký ức, tư duy.
Chỉ rõ các dạng hoạt động khác
nhau của não bộ
Phân biệt các tập tính bẩm sinh
Linh hồn luôn luôn tồn tại
và hoàn toàn không phụ thuộc vào thể xác Linh hồn làm cho thể xác hoạt động , li mh hồn điều khiển thể xác
Phần thực vật điều hòa dinh
dưỡng, si nh trưởng và sinh sản
của ĐV gây ra Phản xạ: sự phản ứng của cảm gi ác thành vận động
Trang 51.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.2 Những nghiên cứu ở cuối TK XIX, đầu TK XX
Ivan Mi khaylovich Sechenov (1829-1905)
Người tổ ngành sinh lý học Nga
Coi hoạt động của não người là
Ivan Mi khaylovich Sechenov (1829-1905)
Sinh lý TKCC
27
1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.2 Những nghiên cứu ở cuối TK XIX, đầu TK XX
Ivan Mi khaylovich Sechenov (1829-1905)
Tư duy là phản xạ với hiệu
quả cuối cùng được giữ lại
(ghi nhớ)
Sinh lý TKCC
28
1.2 LỊ CH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC 1.2.2 Những nghiên cứu ở cuối TK XIX, đầu TK XX
Ivan P etr ovich Pavlov (1849-1936)
Xây dựng học thuyết duy vật hoàn chỉnh
về hoạt động TKCC, cơ sở thực nghiệm
Sinh lý TKCC
1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.3 Nguyên nhân thúc đẩy sự ra đời của học thuyết
Tư tưởng của Sechenov: “điều thúc đẩy quan
trọng đối với tôi trong nghiên cứu hoạt động thần
kinh cấp cao là ảnh hưởng của quyển sách “Phản
xạ của não bộ” (I.M.Sechenov)”
Học thuyết tiến hóa của Darwin: cơ thể sinh vật
phụ thuộc vào điều kiện sống và con người đã
Sự phát triển triết học duy vật nước Nga vào TK XIX: chức năng cấp cao của não bộ (tư duy) không phải là bẩm si nh, mà tập nhiễm được trong quá trình sống của cá thể dưới ảnh hưởng của sự giáo dục; con người lúc mới sinh ra chỉ có các dạng hoạt động thần kinh đơn giản
3
Trang 61.2 LỊ CH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.3 Nguyên nhân thúc đẩy sự ra đời của học thuyết
Tư tưởng “thần kinh chủ đạo” của nhà y
học nổi tiếng Sergey Petrovich Botkin.
Trong sự phát triển các quá trình bệnh lý,
các biến đổi trong hệ thần kinh có ý nghĩa
quan trọng nhất.
Các công trình nghiên cứu của Botkin đã
chứng minh nguồn gốc phản xạ của 1 số
Nguyên nhân quyết định chính là công trình nghi ên cứu của Pavlov về sinh lý tiêu hóa Quan sát sự tiết nước bọt ở chó, I.P.Pavlov đã chú ý thấy hiện tượng tiết nước bọt ở chó diễn ra ngay khi con vật chưa được cho ăn
mà chỉ nghe tiếng bước chân của người phục
vụ mang thức ăn lên PTN, giống như hiện tượng tiết nước bọt ở người khi đang đói và nghĩ đến thức ăn ngon.
1.2.4 Nguyên tắc hoạt động của hệ TKCC theo Pavlov
Nguy ên tắc quyết định luận
Mọi phản xạ của cơ thể người và ĐV đều
được hình thành theo cơ chế nhân – quả
Các biểu hiện của HĐTK không phải tự phát,
Mọi hoạt động thần kinh đều có cơ sở vật chất của nó
Cơ sở vật chất của PXCĐK là các đường liên hệ tạm thời được hình thành giữa 2 trung khu thần kinh trên vỏ não.
# bất cứ 1 hành vi nào cũng do 1 (1 nhóm) cấu trúc nhất định trên vỏ não tham gia thực hiện
Sinh lý TKCC
35
1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.4 Nguyên tắc hoạt động của hệ TKCC theo Pavlov
Nguy ên tắc phân tích và tổng hợp
Trong hoạt động TK luôn có quá trình phân
tích – tổng hợp các xung động TK
( vỏ não)
Phâ n tích Tổn g hợp
Hưng phấ n tổng quát
Cơ sở:
tương tá c giữa HP
bản chất của toàn bộ hoạt động TKCC
Đề xuất sơ đồ cung PXCĐK Dựa trên học thuyết ưu thế của Ukhtomski giải thích cơ chế hình thành đường LHTKTT là cơ chế
ưu thế của trung khu hưng phấn mạnh
Trang 71.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.5 Những thành tựu trong nghiên cứu hoạt động TKCC
Phát hiện được quy luật tác dụng qua lại giữa
phản xạ có và không điều kiện; mối tương quan
gi ữa vỏ não và các cấu trúc dưới vỏ
Phân loại các dạng ức chế: ức chế KĐK (ức chế
ngo ài ) và ức chế CĐK (ức chế trong)
38
1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC 1.2.5 Những thành tựu trong nghiên cứu hoạt động TKCC Phát hiện được hiện tượng lan tỏa, tập trung và cảm ứng của các quá trình TK kết luận: ngủ
và thôi miên có cùng bản chất - ức chế phát sinh đầu tiên trong vỏ não và quy luật hoạt động
“khảm ” của vỏ não
Thành lập được PXCĐK với các thụ cảm thể trong các cơ quan nội tạng và mối liên quan giữa nội tạng với các phần cao nhất trong não bộ
Sinh lý TKCC
39
1.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN
ĐIỂM VỀ HOẠT ĐỘNG TKCC
1.2.5 Những thành tựu trong nghiên cứu hoạt động TKCC
Phát hiện sự di truyền đặc điểm các quá trình
TK và ảnh hưởng của điều kiện sống lên sự hình
thành tập tính của động vật
Phát triển hướng nghiên cứu về bệnh TK và tâm
thần trong thực nghiệm và trên lâm sàng
Phát hiện được các loại hình TK cơ bản ở ĐV và
người; 2 hệ thống tín hiệu ở người; vai trò của tín
hiệu thứ 2 trong hoạt động TKCC ở người
Sinh lý TKCC
40
1.3 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH LÝ TKCC
Phương pháp cơ bản để nghiên cứu hoạt động TKCC là phương pháp nghiên cứu “PXCĐK”
Ý nghĩa: biểu hiện được tính khách quan và thích đáng trong nghiên cứu
Nguyên tắc cơ bản của sự hoạt động não bộ:
hướng đến sự hoàn thiện trong sự tác động tương hỗ gi ữa cơ thể với môi trường sống Nguyên tắc PXCĐK ở động vật có thể được tạo thành trên cơ sở của PXKĐK
Sinh lý TKCC
1.3 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH LÝ TKCC
Khi tạo 1 PXCĐK cần phối hợp 2 loại KT
(không điều kiện PXKĐK) và có điều kiện (1
lo ại tác nhân vô quan)
Các nguyên tắc cơ bản:
Phối hợp đúng trình tự và thời gian của các
kích thích: tín hiệu có điều kiện phải xuất
hiện trước tác nhân củng cố 2-5s
Sinh lý TKCC
Kích thích KĐK > tín hiệu có điều kiện về mặt sinh học (KT KĐK phải tạo ra các cứ điểm hưng phấn mạnh trong hệ TKTW)
1.3 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH LÝ
TKCC
Các nguyên tắc cơ bản:
VD: khi cho chó nhịn đói 1-2 hôm: thức ăn
là tác nhân củng cố khi chó đang đói
Trang 81.3 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU SINH LÝ
TKCC
Các nguyên tắc cơ bản:
Hệ TKTW phải ở trạng thái bình thường, đối
tượng TN khỏe, không bị tác động bởi các tác
nhân gâ y hưng phấn mạnh hoặc gây ức chế
Trong thời gian thành lập PXCĐK kiện, trừ tín
hiệu có điều kiện và tác nhân củng cố, không
Phương pháp lâm sàng
Sinh lý TKCC
45
1.4 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỔ SUNG
TRONG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG TKCC
Phương
Phương pháp pháp cắt cắt bỏ bỏ từng từng phần phần hoặc hoặc toàn toàn bộ bộ vỏ vỏ
bán
bán cầu cầu đại đại não não và và cấu cấu trúc trúc dưới dưới vỏ vỏ
Cắt bỏ, phá bỏ, cô lậ p (làm thiếu máu cục
bộ) 1 phần của não bộ
Nghiên cứu khu chức phận và nơi hình
thành đường liên hệ tạm thời trong cung
Phương pháp pháp kích kích thích thích trực trực tiếp tiếp các các cấu cấu trúc trúc của
của não não bộ bộ Kích thích các cấu trúc của não bộ (dòng điện, hóa chất) tìm hiểu bản chất của các quá trình TK: cơ chế hình thành đường liên hệ tạm thời, chức năng của các cấu trúc khác nhau của não bộ.
Phương pháp tự kích thích của Olds
Sinh lý TKCC
47
Phương pháp tự kích thích của Olds
Ấn lên bàn đạp, chuột lập tức nhậ n được dòng điện kíc h thích
cấu trúc não (tự kích thích)
Cần phẫ u thuật đặt điện cực vào các cấu trúc não cần
nghiên cứu
Phản ứng ấn lên bàn đạp được ghi bằng dụng cụ đặc biệt;
cường độ kích thích được xác định bằng má y hiện hình
Tá c dụng “củng cố” của KT phụ thuộc vào vị trí của điện cực
có thể là dương tính, có thể là âm tính.
Tậ p cho chuột động tác dẫm chân lên bàn đạp
Tiến hành nối các điện cực được cắm sẵ n vào não với hệ
thống điện để con vật tự kích thích.
Sinh lý TKCC
48
Phương pháp tự kích thích của Olds
gây cho con vật cảm giác dễ chịu củng cố (+) tính
Olds đã xác định được các vùng có tác dụng củng cố dương tính và âm tính trong não chuột Khi nối điện cực tự kích thích nằm ở vùng dương tính con vật kích thích liên tục trong nhiều giờ với tần số 5000l/h Kích thích
gây cảm giác khó chịu củng cố (-) tính
Trang 91.4 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỔ SUNG
TRONG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG TKCC
Phương pháp tác dụng dược liệu lên HĐ TKCC
Các dược li ệu đưa và o bằng
mạ ch má u, da và trực tiếp và o
cấu trúc thần kinh bằng Canuyn
Từ lâu trong PTN của Pav lov,
nhiều chất khá c nha u (caf ein và
Bro m) để đánh giá hoạt động
Phương pháp pháp tác tác dụng dụng dược dược liệu liệu lên lên HĐ HĐ TKCC TKCC Qua nghiên cứu cho thấy hiệu quả tác dụng của các chất phụ thuộc liều lượng sử dụng và trạng thái của TBTK
Nếu hoạt động của tế bào thần kinh trong não ở mức cao liều cao cafein PXCĐK tốt hơn Nếu tế bào thần kinh hoạt động ở mức thấp, li ều cao cafein ức chế tế bào thần kinh
Sinh lý TKCC
51
1.4 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỔ SUNG
TRONG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG TKCC
Phương pháp sinh lý trong nghiên cứuHĐ TKCC
Cho phép nghiên cứu các hiện t ượng điện phá t sinh
TB TK tham gia vào quá trình thành lập và củng cố
PXCĐK)
Ghi hoạt tính điệ n của các TB TK ở các cấu trúc khá c
nha u của não bộ đánh giá vai trò của từng cấu trú c
tham gia vào sự hình thành PXCĐK, các biểu hiện
khá c (quá trình th ức ngủ, khuếch tán – tập trung
Phát hiện hàng trăm chất (chất dẫn truyền TK, các neuropepti t, các hormone) tham gia thực hiện các chức năng của hệ thần kinh nói chung và HĐ TK CC nói riêng.
Hiện nay, chúng ta biế t khá rõ va i trò của nhiều chất trong quá trình TK (các phả n ứng cảm xúc, truyền tin, chế biến thông tin và giữ thông tin)
Sinh lý TKCC
Cùng với các kết quả nghiên cứu hóa sinh nhờ phương
phá p nghiên cứu bằng KHV điện tử, các nhà kho a học đã
phá t hiện được những biến đổi về cấu trúc của các TB TK
trong quá trình hình thành đường LHTKTT
1.4 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỔ SUNG
TRONG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG TKCC
Phương pháp nghiên cứu hóa – mô
Phát hiện sự phá t triển th êm nhi ều sợi nhá nh (dendr it),
nhiều ga i trên các nhá nh và nhiều sy napse mới, nhiều
sy napse hoạt động cho phép các xung TK đ ược lan truyền
rộng đến nhiều nhó m TB khá c nha u trong vỏ não
Sinh lý TKCC
1.4 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỔ SUNG TRONG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG TKCC Phương pháp điều khiển học
Sử dụng để phâ n tích hoạt động của cơ thể số ng, mở ra nhiều triển vọ ng mới trong việc nghiên cứu các chức năng của vỏ não và các cấu trúc dưới vỏ
Có ý nghĩa qua n trọng : nghiê n cứ u lý th uyết các vấ n đề về HĐTKCC trên cơ sở các má y hoạt động theo logic toá n học Hướng nghiên cứ u sử dụng các phương phá p toá n học chính xác này được gọ i là kho a học lý thuyết thần kinh
Trang 101.4 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỔ SUNG
TRONG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG TKCC
Phương pháp mô hình hóa
Việc tạo ra các mô hình hoạt động giống não bộ rất
qua n trọng đối với việc tìm hiểu các nguyên tắc hoạt
1.4 PHƯ ƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỔ SUNG TRONG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG TKCC Phương pháp mô hình hóa
CÓ ĐIỀU KIỆN
2.1 Phản xạ và cung phản xạ 2.2 Phản xạ không điều kiện 2.3 Phản xạ có điều kiện 2.4 Ứng dụng của PXCĐK đối với đời sống
Sinh lý TKCC
59
Phản ứng của cơ thể trả lời KT của MT đối với sự KT
của cơ quan nhận cảm thông qua hệ TK → cơ thể
thí ch nghi với MT
Chạm tay vào nồi nước nóng rụt tay lại
Nhìn thấy chanh tiết nướcmiếng
Đạp chân phải đá nhấc chân lên
Trang 11Chạm tay vào nồi nước nóng rụt tay lại
Nhìn thấy chanh tiết nướcmiếng
Đạp chân phải đá nhấc chân lên
Trẻ em si nh ra biết bú mẹ
Trẻ em khi đau khóc
2.2 PHẢN XẠ KHÔNG ĐIỀU KIỆN
2.2.1 Khái niệm
Chạm tay vào nồi nước nóng rụt tay lại
Nhìn thấy chanh tiết nướcmiếng
Đạp chân phải đá nhấc chân lên
Trẻ em si nh ra biết bú mẹ
Trẻ em khi đau khóc
62
2.2 PHẢN XẠ KHÔNG ĐIỀU KIỆN
Là “một liên hệ thần kinh thường xuyên giữa một tác nhân kích thích xác định, bất biến và một hoạt động cũng xá c định và bất biến của cơ thể”
2.2 PHẢN XẠ KHÔNG ĐIỀU KIỆN
Bản năng: trong hoạt động sống của động vật có chuỗi PXKĐK + PXCĐK nối tiếp
2.2.3 Phân loại
Trang 122.3 PHẢN XẠ CÓ ĐIỀU KIỆN
2.3.1 Khái niệm
Là “một liên hệ thần kinh tạm thời
được hình thành trong đời số ng của
mỗi cá thể giữa một trong số các tác
nhân khác nhau của môi trường và
một hoạ t động xác định của cơ thể” Ivan Pavlov
NHỮNG VÙNG ĐẠI DIỆN CỦA CÁC
CƠ QUAN CẢM GIÁC TRÊN VỎ NÃO
Rãnh trung tâm Vùn g cảm gi ác tổ ng q uát
Vùn g vị g iác
Vùn g li ên h ợp cảm g iác
Vùn g li ên hợp thị g iác Vùn g thị g iác Vùn g cảm
nh ận l ời n ói Vùn g thí nh g iác Vùn g li ên h ợp
thí nh g iác Vùn g khứu g iác
Vùn g cơ năng p hát
âm (Broca)
Vùn g vận độ ng Vùn g tiền vận độ ng (li ên h ợp)
2 KT có điều kiện (tiếng chuông) phải xuất hiện
trước tác nhân củng cố (thức ăn)
3 KT có điều kiện phải có lực đủ mạnh, vô quan
4 Cơ thể và não bộ phải tỉnh táo
5 Vỏ não nguyên vẹn về giải phẫu và sinh lý
6 Cơ sở của PXCĐK là PXKĐK (chủ đạo)
7 Môi trường sống yên tĩnh
Sinh lý TKCC
72
2.3 PHẢN XẠ CÓ ĐIỀU KIỆN 2.3.4 Phân loại PXCĐK
Tính chất của PXCĐK
Điều kiện xuất hiện PXCĐK PXCĐK
Vận động PXCĐK Tim mạch
PXCĐK
Mi ễn dịch