Bài giảng sinh lý động vật chương 8 sinh lý thần kinh

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

(b) Sea star (echinoderm)

(a) Hydra (cnidarian)

1


CHƯƠNG 8.

Eyespot

SINH LÝ THẦN KINH

Brain

Brain

Brain
Ventral
nerve cord
Ventral
nerve
cord

Nerve
cord
Transverse
nerve

Segmental
ganglia
Segmental
ganglion

(c) Planarian (flatworm)

(d) Leech (annelid)

(e) Insect (arthropod)

2


CHƯƠNG 8.

Anterior
nerve ring

SINH LÝ THẦN KINH
Brain

Ganglia
Brain

Longitudinal
nerve cords

Spinal
cord
(dorsal
nerve
cord)

Ganglia

(f) Chiton (mollusc)

(g) Squid (mollusc)

Sensory

ganglion

(h) Salamander (chordate)

3


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


Rãnh sylvius
ứng dụng CT


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


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

Cấu trúc sợi có bao myelin

Node of Ranvier
Layers of myelin

Axon
Schwann
cell

Axon
Figure 48.8

Myelin sheath

Nodes of
Ranvier

Schwann
cell
Nucleus of
Schwann cell
7
0.1 µm


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

3.2. Synap
Dendrites
Cell body

Nucleus
Axon

Synapse
Signal
direction

Axon hillock

Presynaptic cell

Postsynaptic cell
Myelin sheath

Figure 48.5

Synaptic
terminals

8


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

3.2 Synap

9


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

Phân loại nơron

10


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

hai phía của màng nhờ bơm Na - K .
+

+

+ Cấu trúc màng: ở trạng thái nghỉ ngơi màng
chỉ cho K từ nội bào → ngoại bào, còn rất ít
+

+

Ion

Dịch nội bào
(mmol/l)

Dịch ngoại
bào (mmol/l)

K+

400

10

Na+

50

460

11


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 3

gọi là quá trình khử cực và

ngay sau đó điện thế màng
từ 30mV → - 70mV gọi là
quá trình tái phân cực.
⇒ Xung thần kinh là một tín
hiệu điện.

2

4

1

5
2ms

Giai đoạn
trơ tuyệt
đối

12


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


Na+

Na+

– –

– –

– –

– –

+ +

+ +

+ +

+ +

K+

+ +

+ +

+ +

+ +

– –

– –

– –

– –

K+

Rising phase of the action potential

3

4

Na+
+ +

+ +

– –

– –

Na+

+ +

+ +

– –

– –

Membrane potential
(mV)

Dẫn
truyền
ở
dây
không
có
bao
myelin

Na+

Na+

Falling phase of the action potential

Action
potential
3
2

4

Threshold
5

1

K+

1

Resting potential
Time

Depolarization

2

Na+

Extracellular fluid
Na+
+ + + + + + + +

+ +

+ +

+ +

+ +

– –

– –

– –

– –

Activation
gates

Potassium
channel
+ +

+ +

+ +

K+

Plasma membrane
– – – – – – – –

– –

– –

– –

Cytosol
Sodium
channel
1

Resting state

Na+

K+

Inactivation
gate

5

Undershoot

14


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

Sự lan truyền xung thần kinh ở dây không có bao myelin

15


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

+
++
+
++
–––

Figure 48.15

+
+
+

++

––
–

Axon
––
–

16


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

Sự dẫn truyền xung TK ở dây có bao myelin

17


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

Sự dẫn truyền qua synap
Postsynaptic cell

Presynaptic
cell

5
Synaptic vesicles
containing
neurotransmitter

Presynaptic
membrane

Na+
K+

Neurotransmitter

Postsynaptic
membrane

Ligandgated
ion channel

Voltage-gated
Ca2+ channel
1

Ca2+
4

2
Synaptic cleft

Figure 48.17

Postsynaptic
membrane

6

3

Ligand-gated
ion channels

18


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

CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

V. Nguyên tắc hoạt động của hệ thần kinh

2 Sensors detect
a sudden stretch in
the quadriceps.

3 Sensory neurons
convey the information
to the spinal cord.
Cell body of
sensory neuron
in dorsal
root ganglion

Quadriceps
muscle

1. Nguyên tắc phản xạ

4 The sensory neurons communicate with
motor neurons that supply the quadriceps. The
motor neurons convey signals to the quadriceps,
causing it to contract and jerking the lower leg forward.
Gray matter
5 Sensory neurons

from the quadriceps
also communicate
with interneurons
in the spinal cord.

White
matter

Hamstring
muscle
Spinal cord
(cross section)

Figure 48.4

1 The reflex is
initiated by tapping
the tendon connected
to the quadriceps
(extensor) muscle.

Sensory neuron
Motor neuron
Interneuron

6 The interneurons
inhibit motor neurons
that supply the
hamstring (flexor)
muscle. This inhibition

prevents the hamstring
from contracting,
which would resist
the action of
the quadriceps.

20


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

Left visual
field

2.Nguyên

tắc

điều

khiển

bắt

Right visual
field

chéo

3.Nguyên tắc con đường chung cuối cùng
4.Nguyên tắc điểm ưu thế

Optic
nerves

Left Visual Corpus
Cortex
Callosum

21
Right Visual
Cortex


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
mang các thân nơron cảm giác.

22


CHƯƠNG 8.

SINH LÝ THẦN KINH

23


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


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 Burdach

Bó Goll

Rễ sau

- Chức năng tủy sống:
+ Phản xạ
+ Dẫn truyền

Sừng sau

Bó Flechsig
Bó nhân tháp chéo

Vùng trung gian

Bó nhân đỏ - tủy

Sừng bên

Bó Gower
Bó Dejerin sau
(tủy-đồi não sau)

Sừng trước
Rễ trước

Bó Dejerin trước
(tủy-đồi não trước)

Rãnh trước

Bó tháp thẳng

Ống tủy

Bó lưới - tủy
Bó mái - tủy
Bó tiền đình - tủy