Nghiên cứu điện thế đáp ứng thị giác ở người bình thường và bệnh nhân xơ cứng rải rác (FULL TEXT)

bộ giáo dục và đào tạo

bộ quốc phòng

học viện quân y

nguyễn hằng lan

Nghiên cứu điện thế đáp ứng thị giác
ở ngời bình thờng và bệnh nhân
xơ cứng rải rác
Chuyên ngành : Sinh lý học
Mã số

: 62.72.01.07

luận án tiến sĩ y học

Ngời hớng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. LÊ VĂN SƠN
2. TS. LÊ Bá THúC

H NI - 2015


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục bảng
Danh mục hình
ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU...................................................3
1.1. Giải phẫu - sinh lý thị giác liên quan đến điện thế đáp ứng thị giác.....3
1.1.1. Võng mạc.....................................................................................4
1.1.2. Cơ chế nhận cảm ánh sáng..........................................................7
1.1.3. Cơ chế hình thành và truyền điện thế receptor ở võng mạc........9
1.1.4. Đường dẫn truyền thị giác.........................................................11
1.2. Lịch sử nghiên cứu điện thế đáp ứng.................................................14
1.3. Điện thế đáp ứng thị giác..................................................................16
1.3.1. Về thuật ngữ..............................................................................16
1.3.2. Về kích thích..............................................................................17
1.3.3. Kỹ thuật ghi điện thế đáp ứng thị giác.......................................18
1.3.4. Đường ghi điện thế đáp ứng thị giác bình thường và nguồn gốc các sóng
..................................................................................................19
1.4. Một số kết quả nghiên cứu giá trị điện thế đáp ứng thị giác của người
bình thường.......................................................................................21
1.4.1. Nghiên cứu trên thế giới............................................................21
1.4.2. Nghiên cứu trong nước..............................................................23
1.5. Ứng dụng điện thế dáp ứng thị giác trong chẩn đoán các bệnh của hệ
thần kinh và mắt................................................................................23
1.6. Đại cương về bệnh xơ cứng rải rác....................................................25


1.6.1. Lịch sử nghiên cứu bệnh............................................................25
1.6.2. Giải phẫu bệnh...........................................................................26
1.6.3. Cơ chế bệnh sinh.......................................................................27
1.6.4. Triệu chứng lâm sàng................................................................29

1.6.5. Cận lâm sàng.............................................................................31
1.6.6. Chẩn đoán..................................................................................39
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....40
2.1. Đối tượng nghiên cứu.......................................................................40
2.1.1. Tiêu chuẩn chọn đối tượng nghiên cứu.....................................40
2.1.2. Tiêu chuẩn loại trừ.....................................................................43
2.2. Phương pháp nghiên cứu..................................................................43
2.2.1. Thiết kế nghiên cứu...................................................................43
2.2.2. Phương pháp chọn cỡ mẫu........................................................43
2.2.3. Các chỉ số nghiên cứu................................................................45
2.2.4. Phương tiện dụng cụ..................................................................46
2.2.5. Cách xác định các chỉ số nghiên cứu.........................................47
2.2.6. Tổ chức nghiên cứu...................................................................55
2.2.7. Xử lý số liệu...............................................................................56
2.2.8. Mô hình nghiên cứu...................................................................56
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...............................................58
3.1. Một số đặc điểm chung về các đối tượng nghiên cứu là người bình thường
..........................................................................................................58
3.2. Kết quả nghiên cứu về điện thế đáp ứng thị giác ở người bình thường
..........................................................................................................60
3.2.1. Tần suất xuất hiện và hình dạng các sóng.................................61
3.2.2. Thời gian tiềm tàng, biên độ và diện tích các sóng của điện thế
đáp ứng thị giác ở người bình thường......................................66
3.3. Kết quả nghiên cứu điện thế đáp ứng thị giác trên bệnh nhân xơ cứng
rải rác................................................................................................81
3.3.1. Một số đặc điểm chung..............................................................81
3.3.2. Đặc điểm một số triệu chứng lâm sàng thường gặp..................82


3.3.3. Kết quả chụp cộng hưởng từ và xét nghiệm dịch não tủy.........84

3.3.4. Kết quả nghiên cứu điện thế đáp ứng thị giác ở bệnh nhân xơ
cứng rải rác...............................................................................86
CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN......................................................................101
4.1. Một số đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu.....................101
4.2. Đánh giá kỹ thuật ghi điện thế đáp ứng thị giác...............................103
4.3. Kết quả của điện thế đáp ứng thị giác ở người bình thường.........105
4.3.1. Thời gian tiềm tàng các sóng điện thế đáp ứng thị giác của các
đối tượng nam và nữ tuổi 20 - 50.........................................105
4.3.2. Biên độ các sóng điện thế đáp ứng thị giác của các đối tượng
nam và nữ tuổi 20 - 50..........................................................111
4.4. Kết quả nghiên cứu các giá trị của điện thế đáp ứng thị giác ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác.......................................................................115
4.4.1. Một số đặc điểm chung của nhóm bệnh nhân xơ cứng rải rác 115
4.4.2. Đặc điểm một số triệu chứng lâm sàng thường gặp......................116
4.4.3. Đặc điểm về hình ảnh chụp cộng hưởng từ..........................119
4.4.4 Đặc điểm về rối loạn dịch não tủy..........................................120
4.4.5. Tần suất xuất hiện và hình dạng của các sóng.........................123
4.4.6. Thời gian tiềm tàng trung bình, thời gian tiềm tàng liên đỉnh của
các sóng ở bệnh nhân nam và nữ............................................123
4.4.7. Biên độ của các sóng ở bệnh nhân nam và nữ......................125
4.4.8. So sánh diện tích của sóng P 100 giữa bệnh nhân xơ cứng rải
rác với người bình thường.....................................................126
4.4.9. Liên quan giữa điện thế đáp ứng thị giác và một số triệu chứng
lâm sàng, cận lâm sàng thường gặp ở bệnh nhân xơ cứng rải rác
................................................................................................127
KẾT LUẬN.............................................................................................131
KIẾN NGHỊ............................................................................................133
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN
CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BAEP

Brainstem Auditory Evoked Potentials - Điện thế
đáp ứng thính giác ở thân não

CB

Cùng bên

cs

Cộng sự

ĐB

Đối bên

EEG

Electroencephalography - Điện não

EP

Evoked Potentials - Điện thế đáp ứng

MEP

Motor Evoked Potentials - Điện thế đáp ứng vận
động

MP

Mắt phải

MRI

Magnetic Resonance Imaging - Cộng hưởng từ

MT

Mắt trái

NCV

Nerve Conduction Velocity - Đo tốc độ dẫn truyền
xung động thần kinh

SEP

Sensory Evoked Potentials - Điện thế đáp ứng cảm
giác

SSEP

Somato Sensory Evoked Potentials - Điện thế đáp
ứng cảm giác thân

TGTT

Thời gian tiềm tàng

TK

Thần kinh

VEP

Visual Evoked Potentials - Điện thế đáp ứng thị
giác

XCRR

Xơ cứng rải rác


DANH MỤC BẢNG
Bảng
1.1.
1.2.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.

3.6.

3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
3.12.
3.13.
3.14.
3.15.
3.16.

Tên bảng
Trang
Giá trị bình thường của điện thế đáp ứng thị giác............................22
Giá trị bình thường của điện thế đáp ứng thị giác............................22
Tuổi trung bình và giới của các đối tượng nghiên cứu....................58
Chiều cao, cân nặng, huyết áp của các đối tượng nghiên cứu..........59
Kích thước vòng đầu của đối tượng nghiên cứu theo lớp tuổi và
giới tính........................................................................................60
Tần suất xuất hiện và hình dạng các sóng ở người bình thường.....61
Thời gian tiềm tàng của các sóng trên hai đường ghi cùng bên và đối
bên mắt được kích thích ở mắt trái và mắt phải của nam cùng lớp tuổi
......................................................................................................66
Thời gian tiềm tàng của các sóng trên hai đường ghi cùng bên và đối
bên mắt được kích thích ở mắt trái và mắt phải của nữ cùng lớp tuổi
......................................................................................................67
Thời gian tiềm tàng của các sóng giữa hai mắt ở nam ....................68

Thời gian tiềm tàng của các sóng giữa hai mắt ở nữ........................69
So sánh thời gian tiềm tàng trung bình của các sóng theo các lớp tuổi
ở nam............................................................................................70
So sánh thời gian tiềm tàng trung bình của các sóng theo các lớp tuổi
ở nữ...............................................................................................71
So sánh thời gian tiềm tàng trung bình của các sóng giữa nam và nữ
ở các lớp tuổi.................................................................................71
So sánh thời gian tiềm tàng trung bình của các sóng giữa nam và nữ . 72
So sánh thời gian tiềm tàng liên đỉnh trung bình các sóng giữa
nam và nữ....................................................................................73
So sánh biên độ của các sóng trên hai đường ghi cùng bên và đối bên
mắt được kích thích ở mắt trái và mắt phải của nam cùng lớp tuổi ...74
So sánh biên độ của các sóng giữa hai đường ghi cùng bên và đối bên
mắt được kích thích ở mắt trái và mắt phải của nữ cùng lớp tuổi.....75
So sánh biên độ của các sóng giữa hai mắt ở nam.........................76


3.17.
3.18.
3.19.
3.20.
3.21.
3.22.
3.23.
3.24.
3.25.
3.26.
3.27.
3.28.
3.29.

3.30.
3.31.
3.32.
3.33.
3.34.
3.35.
3.36.
3.37.
3.38.
3.39.

So sánh biên độ của các sóng giữa hai mắt ở nữ.............................77
So sánh biên độ của các sóng giữa nam và nữ theo các lớp tuổi......78
So sánh biên độ của các sóng giữa nam và nữ................................79
Các giá trị của sóng P100 của điện thế đáp ứng thị giác ở nam và nữ 79
Tương quan giữa thời gian tiềm tàng của sóng P100 với các kích
thước vòng đầu ở nam và nữ........................................................80
Tuổi và giới của nhóm bệnh nhân xơ cứng rải rác..........................81
Tuổi, chiều cao, cân nặng, huyết áp của bệnh nhân xơ cứng rải rác.81
Kích thước vòng đầu của nhóm người bình thường và bệnh nhân
xơ cứng rải rác.............................................................................82
Số đợt bùng phát............................................................................82
Các triệu chứng rối loạn vận động..................................................83
Các triệu chứng rối loạn cảm giác..................................................83
Các rối loạn chức năng thị giác thường gặp....................................84
Vị trí ổ tổn thương thường gặp trên cộng hưởng từ.........................84
Số ổ tổn thương trên cộng hưởng từ...............................................85
Rối loạn về sinh hoá, tế bào và miễn dịch của dịch não tủy.............85
Tần suất xuất hiện của các sóng...................................................86
So sánh thời gian tiềm tàng của các sóng ở nhóm bệnh nhân nam

và nhóm nam bình thường...........................................................87
So sánh thời gian tiềm tàng liên đỉnh của các sóng ở nhóm bệnh
nhân nam và nhóm nam bình thường...........................................87
So sánh biên độ các sóng ở nhóm bệnh nhân nam và nhóm nam
bình thường..................................................................................88
So sánh thời gian tiềm tàng của các sóng giữa nhóm bệnh nhân
nữ và nhóm nữ bình thường.........................................................88
So sánh thời gian tiềm tàng liên đỉnh các sóng giữa nhóm nữ bình
thường và nhóm bệnh nhân nữ.....................................................93
So sánh biên độ các sóng giữa nhóm nữ bình thường và nhóm
bệnh nhân nữ................................................................................93
Liên quan giữa điện thế đáp ứng thị giác bất thường và triệu
chứng rối loạn chức năng thị giác ở bệnh nhân xơ cứng rải rác. .95


3.40.
3.41.
3.42.
3.43.

3.44.

3.45.

3.46.
3.47.
3.48.
4.1.
4.2.

Liên quan giữa điện thế đáp ứng thị giác bất thường và triệu
chứng rối loạn cảm giác ở bệnh nhân xơ cứng rải rác.................96
Liên quan giữa điện thế đáp ứng thị giác bất thường và triệu
chứng rối loạn vận động ở bệnh nhân xơ cứng rải rác.................96
Liên quan giữa điện thế đáp ứng thị giác bất thường và tăng chỉ
số IgG dịch não tuỷ ở bệnh nhân xơ cứng rải rác........................97
Liên quan giữa hình ảnh các ổ tổn thương cạnh não thất trên
cộng hưởng từ và điện thế đáp ứng thị giác bất thường ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác.....................................................................97
Liên quan giữa hình ảnh các ổ tổn thương ở chéo thị/ dải thị giác
trên chụp cộng hưởng từ và điện thế đáp ứng thị giác bất thường
ở bệnh nhân xơ cứng rải rác.........................................................98
Liên quan giữa hình ảnh ổ tổn thương chất trắng dưới vỏ trên
cộng hưởng từ và điện thế đáp ứng thị giác bất thường ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác.....................................................................98
Liên quan giữa hình ảnh các ổ tổn thương tủy trên cộng hưởng từ và
điện thế đáp ứng thị giác bất thường ở bệnh nhân xơ cứng rải rác...99
Liên quan giữa thời gian tiềm tàng của các sóng và số ổ tổn thương
trên cộng hưởng từ ở bệnh nhân xơ cứng rải rác.............................99
Liên quan giữa thời gian tiềm tàng của các sóng và vị trí ổ tổn thương
trên cộng hưởng từ ở bệnh nhân xơ cứng rải rác...........................100
Các giá trị của sóng P 100 của điện thế đáp ứng thị giác theo một
số tác giả....................................................................................114
Các giá trị của sóng P 100 của điện thế đáp ứng thị giác ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác theo một số tác giả.................................126


DANH MỤC HÌNH
Hình
Tên hình

Trang
1.1. Sơ đồ cấu tạo của mắt.......................................................................3
1.2. Cấu trúc mô học của võng mạc........................................................4
1.3. Các phần của tế bào nón và tế bào que............................................6
1.4. Sơ đồ chuyển hoá của rhodopsin......................................................7
1.5. Sơ đồ cơ chế hình thành điện thế ở tế bào nhận cảm ánh sáng.......9
1.6. Sơ đồ đường dẫn truyền thị giác....................................................12
1.7. Hình dạng các sóng bình thường của điện thế đáp ứng thị giác...20
1.8. Minh họa vị trí của tế bào oligodendrocyte...................................29
2.1. Máy Neuropack 2 MEP - 7120K của hãng NIHON KOHDEN Nhật Bản..........................................................................................46
2.2. Vị trí mắc điện cực ghi điện thế đáp ứng thị giác.........................50
2.3. Bảng màu kích thích gồm các ô vuông đen trắng..........................51
2.4. Minh họa tư thế ngồi và khoảng cách từ đối tượng tới màn hình
kích thích trong kỹ thuật ghi điện thế đáp ứng thị giác.................52
2.5. Sơ đồ cách tính thời gian tiềm tàng, thời gian tiềm tàng liên đỉnh
và biên độ các sóng của điện thế đáp ứng thị giác........................54
2.6. Mô hình nghiên cứu........................................................................57
3.1. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở
người bình thường...........................................................................62
3.2. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở
người bình thường...........................................................................63
3.3. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở
người bình thường...........................................................................64


Hình
Tên hình
Trang
3.4. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở
người bình thường...........................................................................65

3.5. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác........................................................................89
3.6. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác........................................................................90
3.7. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác........................................................................91
3.8. Hình ảnh đường ghi các sóng của điện thế đáp ứng thị giác ở bệnh
nhân xơ cứng rải rác........................................................................92
3.9. So sánh diện tích sóng P 100 của điện thế đáp ứng thị giác giữa
nhóm bệnh nhân xơ cứng rải rác và nhóm người bình thường.....94
3.10. Biểu đồ tỷ lệ các loại biến đổi giá trị sóng của điện thế đáp ứng thị
giác ở bệnh nhân XCRR.................................................................94

4,6,9,29,46,50-52,54,94
1-3,5,7,8,10-28,30-45,47-49,53,55-93,95-


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự ra đời của kỹ thuật điện sinh lý thần kinh đã góp phần to lớn trong
lĩnh vực nghiên cứu chức năng hệ thần kinh. Các kỹ thuật điện sinh lý thần
kinh thường được ứng dụng là ghi điện não (EEG), đo tốc độ dẫn truyền thần
kinh (NCV), ghi điện thế đáp ứng (EP)v.v... Trong kỹ thuật ghi EP có kỹ thuật
ghi điện thế đáp ứng cảm giác (SEP) đánh giá chức năng dẫn truyền cảm giác
và điện thế đáp ứng vận động (MEP) đánh giá chức năng dẫn truyền vận động.
Kỹ thuật ghi EP với sự trợ giúp của máy tính, cho phép đánh giá chức
năng các đường dẫn truyền ở hệ thần kinh một cách khách quan và có độ
chính xác cao, có thể phát hiện sớm các bất thường khi tổn thương cấu trúc
chưa thể phát hiện bằng MRI [6],[30],[40].

Đến nay, hầu hết các phòng thăm dò chức năng trên thế giới đều dùng
kỹ thuật ghi EP để đánh giá dẫn truyền cảm giác, bao gồm kỹ thuật ghi điện
thế đáp ứng thính giác thân não (BAEP) cho phép đánh giá chức năng dẫn
truyền thính giác. Kỹ thuật ghi điện thế đáp ứng thị giác (VEP) cho phép đánh
giá chức năng dẫn truyền thị giác. Kỹ thuật ghi điện thế đáp ứng cảm giác
thân thể (SSEP) đánh giá chức năng dẫn truyền cảm giác thân thể. Trong đó
kỹ thuật ghi VEP đã và đang được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu dẫn truyền
thị giác ở người bình thường và một số bệnh lý như viêm thần kinh thị giác, u
dây TK thị giác, xơ cứng rải rác (Multiple Sclerosis),…[32],[72],[116].
Xơ cứng rải rác (XCRR) là một bệnh thuộc nhóm bệnh gây tổn thương
mất myelin ở hệ TK trung ương, nếu không được điều trị kịp thời sẽ để lại di
chứng nặng dần. Bệnh gặp ở 2,5 triệu người trên toàn thế giới, thường khởi
phát ở lứa tuổi lao động từ 20 - 50 tuổi, nữ gặp nhiều hơn nam, với tỷ lệ hiện
mắc trung bình trên toàn thế giới khoảng 30/100.000 dân, cao nhất ở châu Âu
(80/100.000 dân), ở Đông Nam Á (3,8/100.000 dân) và thấp nhất ở châu Phi


2

(0.3/100.000 dân), trong đó hàng năm có khoảng 1% số trường hợp bị tử vong
[49],[71],[107],[108],[128]. Việc chẩn đoán và điều trị bệnh ở giai đoạn sớm
sẽ làm giảm tỷ lệ di chứng và tử vong cho người bệnh. Trong các kỹ thuật cận
lâm sàng để chẩn đoán sớm xơ cứng rải rác, ghi EP, trong đó ghi VEP được
nhiều tác giả trên thế giới coi là đáng tin cậy hơn cả [5],[110],[128]...
Ở nước ta hiện nay chưa có khảo sát dịch tễ học về XCRR. Tuy nhiên
hai thập niên trở lại đây, nghiên cứu của một số tác giả đã khẳng định XCRR
thực sự có mặt tại Việt Nam và cần thiết phải thống nhất quy trình các tiêu
chuẩn chẩn đoán phù hợp với điều kiện của Việt Nam nhằm nâng cao chất
lượng chẩn đoán và hiệu quả điều trị bệnh này [2],[16],[23],[25].
Trong lâm sàng để đánh giá chức năng dẫn truyền của hệ TK cần phải

so sánh với giá trị bình thường, vì thế các phòng thăm dò chức năng trên thế
giới phải xây dựng số liệu bình thường riêng cho mình [40],[66],[70],[73]. Ở
nước ta đã có nhiều phòng thăm dò chức năng được trang bị máy ghi EP
nhưng chưa có đủ số liệu về các chỉ số EP của người bình thường, đặc biệt về
VEP có rất ít tác giả đề cập đến. Vì vậy, việc xây dựng số liệu về các thông số
của VEP ở người bình thường để làm số tham chiếu trong nghiên cứu các
bệnh liên quan đến đường dẫn truyền thị giác và các bệnh lý của hệ TK có
ảnh hưởng đến VEP, trong đó có bệnh XCRR là rất cần thiết.
Từ các lý do nêu trên chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu điện thế
đáp ứng thị giác ở người bình thường và bệnh nhân xơ cứng rải rác” với
các mục tiêu sau:
1. Xác định đặc điểm và giá trị các sóng của VEP ở người bình thường
tuổi 20-50.
2. Đánh giá sự biến đổi về giá trị các sóng của VEP ở bệnh nhân XCRR.
3. Mô tả sự liên quan giữa TGTT của VEP với một số triệu chứng lâm
sàng, cận lâm sàng ở bệnh nhân XCRR.


3

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giải phẫu - sinh lý thị giác liên quan đến điện thế đáp ứng thị giác
Về phương diện quang học, mắt có thể ví như một máy quay phim, với
một hệ thống thấu kính hội tụ và lớp võng mạc của mắt có thể ví với lớp phim
nhạy cảm với ánh sáng. Hệ thống này có chức năng tạo ra một ảnh thật, nhỏ
hơn vật trên võng mạc. Tuy nhiên, hệ thống quang học của mắt (hình 1.1)
phức tạp hơn hệ thống quang học của máy quay phim rất nhiều.
Mắt có nhiều bộ phận với cấu trúc phức tạp và chức năng khác nhau, trong đó
bộ phận có vai trò trực tiếp tiếp nhận kích thích ánh sáng và tạo ra các xung

thần kinh đó là võng mạc [4],[7],[10],[12].

Hình 1.1. Sơ đồ cấu tạo của mắt
(Nguồn: Nguyễn Văn Huy (2006). Giải phẫu người [10])


4

1.1.1. Võng mạc
Võng mạc là màng trong cùng của nhãn cầu (còn gọi là màng thần kinh),
tiếp xúc với thủy tinh dịch, dày khoảng 0,2 mm. Võng mạc được cấu tạo nên
từ 10 lớp tế bào (hình 1.2). Tính từ ngoài vào trong có các lớp như sau:
- Lớp tế bào biểu mô sắc tố.
- Lớp tế bào nhận cảm ánh sáng (các tế bào nón và tế bào que).
- Lớp màng ngoài, ngăn cách vùng chứa thân các tế bào nhận cảm ánh
sáng với vùng ngoài.

Tế bào
ngang

Tế bào
hạch

Tế bào que

Ánh sáng tới

Tế bào nón

Tế bào biểu

mô sắc tố
Tế bào
Muller

Tế bào lưỡng
cực

Tế bào
Amacrin

Hình 1.2. Cấu trúc mô học của võng mạc
(Nguồn: Guyton A.C., Hall J.E. (2011), Textbook of medical physiology [69]

- Lớp nhân ngoài, chứa thân các tế bào nón và tế bào que.
- Lớp rối ngoài, bao gồm các nhánh của các tế bào lưỡng cực và synap
của chúng với các tế bào ngang.


5

- Lớp nhân trong, bao gồm các thân tế bào lưỡng cực và các tế bào ngang.
- Lớp rối trong, bao gồm các nhánh của các tế bào lưỡng cực và synap
của chúng với các tế bào hạch.
- Lớp hạch, gồm chủ yếu là các tế bào hạch.
- Lớp sợi, bao gồm các sợi trục của tế bào hạch.
- Lớp màng trong cùng được tạo nên bởi các tế bào Muller.
Do sự phân bố các lớp như vậy, nên ánh sáng trước khi đến biểu mô sắc
tố phải xuyên qua tất cả các lớp tế bào hạch, tế bào lưỡng cực và các tế bào
nhận cảm ánh sáng. Lớp tế bào sắc tố chứa sắc tố và vitamin A. Sắc tố có tác
dụng hấp thụ các tia sáng, ngăn cản sự phản chiếu và tán xạ ánh sáng làm cho

ảnh khỏi bị mờ. Từ lớp tế bào biểu mô sắc tố, vitamin A được trao đổi qua lại
với tế bào nón và tế bào que nhờ các nhánh của các tế bào sắc tố bao quanh
phần ngoài của các lớp tế bào que và tế bào nón.
Các lớp tế bào TK trong võng mạc được kết nối với nhau theo hàng dọc
và hàng ngang. Theo hàng dọc, các tế bào que và tế bào nón tạo synap với tế
bào lưỡng cực, tế bào lưỡng cực lại tạo synap với các tế bào hạch. Các sợi
trục của tế bào hạch hợp lại thành dây TK thị giác và đi ra khỏi nhãn cầu.
Điểm dây thần kinh thị giác đi ra khỏi mắt được gọi là điểm mù. Tại đây
không có các tế bào nhận cảm ánh sáng, do đó không có khả năng tiếp nhận
kích thích thị giác. Theo hàng ngang, các tế bào ngang liên kết các tế bào que
và tế bào nón với các tế bào khác ở lớp rối ngoài, các tế bào amacrin liên kết
các tế bào hạch với các tế bào khác ở lớp rối trong. Một tế bào lưỡng cực tiếp
xúc với nhiều tế bào que và tế bào nón. Một số tế bào lưỡng cực lại tiếp xúc
với một tế bào hạch. Ở vùng trung tâm (fovea centralis) một tế bào nón chỉ
tiếp xúc với một tế bào lưỡng cực và một tế bào lưỡng cực chỉ tiếp xúc với
một tế bào hạch. Các tế bào nhận cảm ánh sáng bao gồm các tế bào nón và tế
bào que. Mỗi võng mạc có khoảng 100 triệu tế bào que và 3 triệu tế bào nón
nhưng chỉ có 1,6 triệu tế bào hạch. Như vậy trung bình có 60 tế bào que và 2


6

tế bào nón hội tụ về một tế bào hạch. Tuy nhiên, giữa vùng trung tâm và vùng
rìa của võng mạc có sự khác nhau: càng gần trung tâm võng mạc càng ít tế
bào que và tế bào nón cùng hội tụ về một sợi TK, điều này làm cho thị lực
tăng dần về trung tâm võng mạc. Ở chính trung tâm võng mạc chỉ có tế bào
nón mảnh và không có tế bào que, số sợi TK xuất phát từ đây gần bằng số
tế bào nón, chính vì thế thị lực ở trung tâm võng mạc cao hơn nhiều so với
vùng rìa.
Các tế bào que và tế bào nón đều được cấu tạo gồm bốn phần chức

năng chính là phần ngoài, phần trong, nhân và thể synap. Ở phần ngoài chứa
chất nhận cảm hoá học dưới dạng các đĩa xếp chồng lên nhau, ở tế bào que là
rhodopsin - nhận cảm ánh sáng buổi hoàng hôn, ở tế bào nón là các iodopsin nhận cảm ánh sáng ban ngày và ánh sáng màu (hình 1.3).
Phần ngoài
Phần ngoài
Phần trong
Phần trong
Nhân

Synap
Tế bào que

Tế bào nón

Hình 1.3. Các phần của tế bào nón và tế bào que
(Nguồn: Guyton A.C., Hall J.E. (2011), Textbook of medical physiology [69])


7

Phần trong chứa bào tương và các bào quan, đặc biệt là có nhiều ty lạp thể
đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho hoạt động của tế
bào. Tận cùng của phần trong tạo synap với các tế bào lưỡng cực và các tế bào
ngang làm nhiệm vụ chuyển tiếp tín hiệu [7],[11].
1.1.2. Cơ chế nhận cảm ánh sáng
1.1.2.1. Rhodopsin và tế bào que
Phần ngoài của tế bào que chứa chất rhodopsin. Rhodopsin là phức hợp
của scotopsin (một protein) và retinal (một sắc tố).
Dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng, chỉ trong vài phần triệu giây
rhodopsin bắt đầu bị phân giải, retinal 11-cis chuyển sang dạng trans. Retinal

11-trans tuy có cấu trúc hoá học giống hệt dạng cis nhưng lại có cấu trúc
không gian thẳng, không cong như dạng cis nên không gắn được với các điểm
liên kết scotopsin và bị tách rời ra.
Năng lượng ánh sáng
Rhodopsin

Bathorhodopsin (ns)
(ps)
Lumirhodopsin (µs)

phút
Metarhodopsin I (ms)
Metarhodopsin II (s)
Opsin
11- cis -Retinal

Isomerase

All-trans-Retinal

11- cis -Retinol

Isomerase

All-trans-Retinol
Vitamin A

Hình 1.4. Sơ đồ chuyển hoá của rhodopsin
(Nguồn: Guyton A.C., Hall J.E. (2011), Textbook of medical physiology [69])

8

Sau một chuỗi phản ứng xảy ra vô cùng nhanh, cuối cùng rhodopsin
bị phân giải thành scotopsin và retinal 11-trans (hình 1.4). Trong đó chính
chất metarhodopsin II là chất gây ra biến đổi về điện ở tế bào que. Sau đó
retinal 11-trans chuyển thành retinal 11- cis nhờ tác dụng xúc tác của
retinal isomerase. Chất retinal 11-cis lại kết hợp với scotopsin để tạo thành
rhodopsin.
Quá trình chuyển hoá này cũng xảy ra tương tự đối với tế bào nón, chỉ
có một điểm khác biệt đó là rhodopsin ở tế bào que được thay thế bởi
iodopsin ở tế bào nón.
Vai trò của vitamin A: Một con đường khác để tái tạo retinal 11-cis là
chuyển retinal 11-trans thành retinol 11-trans (là một dạng của vitamin A) rồi
chất này được chuyển thành retinol 11-cis nhờ tác dụng của isomerase. Cuối
cùng, retinol 11-cis lại chuyển thành retinal 11-cis. Vitamin A có trong bào
tương của tế bào nón và tế bào que vì thế vitamin A luôn sẵn sàng cho tế bào
tổng hợp retinal khi cần. Mặt khác khi trong các tế bào võng mạc có thừa
retinal thì lượng thừa retinol lại được chuyển thành vitamin A.
1.1.2.2. Iodopsin và tế bào nón
Chất nhạy cảm ánh sáng của tế bào nón là iodopsin, cũng là phức hợp
của retinal và các photopsin. Iodopsin chỉ khác rhodopsin của tế bào que ở
phần protein đó là photopsin không phải là scotopsin. Có ba loại photopsin
khác nhau: một loại hấp thụ mạnh nhất với ánh sáng có bước sóng 445 nm
(ứng với màu lam), một loại với ánh sáng có bước sóng 535 nm (ứng với màu
lục), một loại với ánh sáng có bước sóng 570 nm (ứng với màu đỏ). Trong
mỗi tế bào nón có một loại photopsin, nên mỗi tế bào nón nhạy cảm tối đa với
một bước sóng ánh sáng nhất định. Điều này giải thích vì sao võng mạc phân
biệt được màu [7],[10],[11],[12],[69].

9

1.1.3. Cơ chế hình thành và truyền điện thế receptor ở võng mạc
Ánh sáng tác động vào mắt qua giác mạc, xuyên qua đồng tử, đồng tử
điều hoà ánh sáng vào mắt cho phù hợp, ánh sáng tiếp tục qua thể thuỷ tinh và
tạo nên ảnh trên võng mạc.
Các tế bào nón và tế bào que là những receptor tiếp nhận ánh sáng.
Điều khác biệt quan trọng giữa các tế bào này với các receptor cảm giác khác
là khi chúng bị kích thích sẽ xảy ra hiện tượng ưu phân cực màng. Cơ chế của
hiện tượng này như sau: Khi ở trong tối, phần trong tế bào que và tế bào nón
nhờ bơm Na+ luôn bơm Na+ ra ngoài làm cho bên trong tế bào âm hơn ngoài
tế bào. Ở phần ngoài, GMPc gắn vào kênh Na + làm cho kênh mở, Na+ đi từ
ngoài vào bào tương trung hoà bớt điện thế âm, duy trì điện thế màng vào
khoảng - 40mV (hình 1.5).

Ánh sáng

Kênh Na+ mở

Kênh Na+ đóng

`
Kênh Na+ đóng

Khử cực

Ưu phân cực

Hình 1.5. Sơ đồ cơ chế hình thành điện thế ở tế bào nhận cảm ánh sáng

(Nguồn: Guyton A.C., Hall J.E. (2011), Textbook of medical physiology [69])

Khi photon ánh sáng tới võng mạc hoạt hoá electron ở phần 11 cis
retinal của rhodopsin tạo ra metarhodopsin II (là dạng hoạt hoá của
rhodopsin). Chất này hoạt hoá nhiều phân tử transducin là một protein G ở


10

màng tế bào nón và tế bào que ở các đĩa cảm thụ ánh sáng. Transducin hoạt
hoá lại tiếp tục hoạt hoá enzym phosphodiesterase, chất này có tác dụng thuỷ
phân GMPc gắn ở kênh Na+ của tế bào que và tế bào nón thành GMP làm cho
kênh Na+ đóng lại. Trong khi đó bơm Na+ ở phần trong vẫn hoạt động làm
cho bên trong màng tế bào que âm hơn, gây ra hiện tượng ưu phân cực, hiện
tượng này đạt đến đỉnh sau 0,3 giây và tồn tại khoảng hơn 1 giây. Ở các tế
bào nón, các quá trình này xảy ra nhanh gấp 4 lần so với tế bào que. Mức độ
ưu phân cực phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, có khi đạt -70 mV đến - 80 mV,
đó là điện thế receptor. Sau khoảng 1 giây enzym rhodopsin kinase có mặt trong
tế bào que làm bất hoạt rhodopsin hoạt hoá, nhanh chóng làm mở kênh Na+ ở
màng, điện thế trong màng bớt âm về giá trị - 40 mV.
Điện thế ưu phân cực phát sinh tại các tế bào nhận cảm ánh sáng làm giảm
bài tiết chất dẫn truyền TK (glutamat) tại synap 7giữa các tế bào nhận cảm ánh
sáng với các tế bào lưỡng cực và tế bào ngang. Sự giảm dẫn truyền này là tín hiệu
kích thích đối với tế bào lưỡng cực và tế bào ngang. Sự biến đổi điện thế trong các
tế bào ngang và tế bào lưỡng cực được truyền tiếp đến các tế bào sau chúng bằng
dòng điện trực tiếp. Sự dẫn truyền bằng dòng điện có ý nghĩa quan trọng là đảm
bảo sự dẫn truyền nhanh và liên tục các tín hiệu có dải cường độ rộng. Ở các tế
bào nón và tế bào que, dòng điện xuất hiện khi ưu phân cực tỷ lệ với cường độ
ánh sáng và được truyền đi, không theo quy luật “tất cả hoặc không”.
Điện thế receptor tỷ lệ với logarit của cường độ ánh sáng, như vậy mắt

có khả năng tiếp nhận được ánh sáng có cường độ thấp và mắt có thể giảm
cường độ ánh sáng mạnh xuống nhiều lần. Điều này rất quan trọng vì nhờ đó
mắt có khả năng phân biệt được độ sáng hơn kém nhau hàng nghìn lần.
Lớp tế bào nón và tế bào que truyền tín hiệu đến lớp rối ngoài, ở đây các
tế bào này tạo synap với tế bào lưỡng cực và tế bào ngang. Tế bào ngang có
chức năng truyền tín hiệu theo chiều ngang ở trong lớp rối ngoài từ tế bào que


11

và tế bào nón tới các nhánh của tế bào lưỡng cực. Có hai loại tế bào lưỡng cực:
loại bị ưu phân cực và loại bị khử cực màng khi có kích thích ánh sáng. Do đó
có hai loại tín hiệu ”dương” và “âm” được truyền đến tế bào hạch.
Tế bào amacrin truyền tín hiệu theo hai hướng, hoặc từ các tế bào
lưỡng cực đến các tế bào hạch, hoặc theo chiều ngang trong nội bộ lớp rối
trong tới sợi trục của các tế bào lưỡng cực và sợi nhánh của các tế bào hạch
hoặc tế bào amacrin khác. Tế bào amacrin là neuron trung gian với chức năng
phân tích ban đầu các tín hiệu thị giác trước khi chúng rời khỏi võng mạc. Tế
bào hạch nhận tín hiệu từ tế bào lưỡng cực và tế bào amacrin sẽ tiếp tục
truyền tín hiệu ra khỏi võng mạc qua dây TK thị giác đến vỏ não. Trong số
các tế bào TK ở võng mạc chỉ có tế bào hạch là truyền tín hiệu ánh sáng bằng
điện thế hoạt động theo các sợi TK thị giác xuất phát từ các tế bào hạch và đi
tới não. Khoảng cách này dài nên sự dẫn truyền bằng dòng điện không thích
hợp và tín hiệu được truyền đi bằng các điện thế hoạt động.
1.1.4. Đường dẫn truyền thị giác
Kích thích ánh sáng được mắt biến đổi thành các điện thế hoạt động
được truyền theo đường riêng và tận cùng ở một vùng nhất định của vỏ não.
Tín hiệu từ mắt về vỏ não thị giác được thể hiện ở hình 1.6.
1.1.4.1. Dây thần kinh thị giác (Optic nerve)
Các sợi trục của các tế bào hạch ở võng mạc tập trung lại thành dây thần

kinh số II - dây thần kinh thị giác. Dây TK thị giác bắt đầu từ gai thị, đi qua
bề dày củng mạc (khoảng 0,7mm) ra khỏi nhãn cầu. Đoạn tiếp theo của dây
TK thị giác là đoạn đi trong hốc mắt dài chừng khoảng 3cm. Tiếp đến là đoạn
nằm trong ống thị giác dài 0,6cm. Sau khi ra khỏi ống xương, dây TK thị giác
đi tiếp về phía sau là đoạn trong sọ dài 1cm. Tổng cộng dây thị giác dài
khoảng hơn 5cm.


12

1.1.4.2. Chéo thị giác (optic chiasma)
Chéo thị giác là một dải dẹt thon và gần vuông, hai góc trước ngoài nối
với hai dây TK thị giác, hai góc sau ngoài nối với dải thị giác. Ở đây có sự bắt
chéo các sợi trục TK của tế bào hạch nằm ở võng mạc phía mũi của hai mắt,
còn các sợi trục TK của tế bào hạch nằm ở võng mạc phía thái dương của mắt
vẫn đi thẳng (không bắt chéo) về vỏ não của phía cùng bên, cho nên tín hiệu
thị giác của võng mạc phía thái dương mắt phải và phía mũi của mắt trái được
truyền về vỏ não vùng chẩm bên phải. Tín hiệu thị giác của võng mạc phía
thái dương mắt trái và phía mũi mắt phải được truyền về vỏ não vùng chẩm
bên trái.

Hình 1.6. Sơ đồ đường dẫn truyền thị giác
(Nguồn: Đỗ Công Huỳnh (2007) - Sinh lý các hệ thống cảm giác [11])


13

1.1.4.3. Dải thị giác (optic tract)
Dải thị giác tiếp liền góc sau ngoài của chéo thị giác. Dải thị giác có
hình trụ hơi dẹp đi hướng ra sau và chếch ra ngoài như một dây đai thắt quanh

cuống não. Những sợi thần kinh ở dải thị giác chia làm hai bó: các sợi của bó
ngoài tận cùng ở thể gối ngoài và một phần của đồi thị, các sợi của bó trong
tận cùng ở thể gối trong. Thể gối ngoài được coi như trung khu thị giác ở dưới
vỏ. Ở động vật chưa có vỏ não, thể gối ngoài là trung khu thị giác cao nhất. Ở
động vật bậc cao có vỏ não phát triển, trung khu thị giác cao cấp nằm ở vỏ
não thùy chẩm.
Trên đường đi một số sợi trục của tế bào hạch chạy đến mái não
(pretectum) của não giữa và củ não sinh tư trước. Đây là trung khu thực hiện
các phản xạ đồng tử và vận động nhãn cầu cũng như các phản xạ định hướng
thị giác. Một số sợi khác chạy đến nhân trên chéo thị giác thuộc vùng dưới
đồi. Đây là trung khu thực hiện các phản xạ nội tiết và phản ứng nhịp ngày
đêm theo chu kỳ sáng tối.
1.1.4.4. Các tia thị giác (optic radiation)
Từ thể gối ngoài, tia thị giác đi ra phía trước ngoài tạo nên cuống thị rồi
lại tiếp tục toả ra và vòng về phía sau như nan quạt và chia làm hai bó chính:
bó trên toả ra và đi tới phía trên sừng thái dương của não thất bên và từ đấy
tiếp tục đi tới thành ngoài của sừng chẩm và tận cùng ở mép trước của khe
cựa. Bó dưới đi vào mặt ngoài của não thất bên và tận cùng ở mép sau của
khe cựa.
1.1.4.5. Trung khu phân tích thị giác ở vỏ não
Trung khu phân tích thị giác nằm ở thùy chẩm, gồm có vùng thị giác
sơ cấp là vùng 17 của cả hai bán cầu theo bản đồ của Brodmann (theo phân
loại mới là vùng VI). Đây là nơi tận cùng của các tín hiệu thị giác từ mắt trực
tiếp truyền đến. Các tín hiệu từ điểm vàng trên võng mạc tận cùng ở gần đỉnh


14

chẩm, các tín hiệu từ phía trên của võng mạc kết thúc ở vùng trên đỉnh chẩm,
còn các tín hiệu ở phần dưới của võng mạc kết thúc ở dưới vùng đỉnh chẩm.

Vùng thị giác sơ cấp cho ta cảm giác ánh sáng, màu sắc, cho ta nhìn thấy vật.
Khi bị tổn thương vùng này gây mù vỏ não nhưng vẫn còn đáp ứng với sự
thay đổi cường độ ánh sáng, với sự di chuyển của mục tiêu thị giác và các
phản ứng định hướng với kích thích thị giác.
Vỏ não thị giác được cấu tạo từ 6 lớp, trong đó có lớp IV là lớp tiếp
nhận thông tin trực tiếp từ võng mạc, sau đó truyền theo chiều dọc đến các
lớp khác. Một đặc điểm nữa của vỏ não thị giác là có các cột tế bào nằm thẳng
góc với bề mặt vỏ não. Các cột tế bào được xem là các đơn vị chức năng,
trong đó có các tế bào cùng đáp ứng giống nhau đối với tín hiệu thị giác như
đặc điểm về hình ảnh, đặc điểm di chuyển của tín hiệu ánh sáng và màu sắc.
Vùng thị giác thứ cấp là vùng 18, 19 thuộc thuỳ chẩm của cả hai bán
cầu. Theo phân loại mới, vùng 18 tương ứng với vùng V2 - V4, còn vùng 19
tương ứng với vùng V5. Vùng thị giác thứ cấp nhận thông tin từ vùng thị giác
sơ cấp. Vùng thị giác thứ cấp phân tích các tín hiệu thị giác ở mức tinh vi
hơn, cho ta biết hình ảnh ba chiều của vật và sự chuyển động của vật trong
không gian, cho biết màu sắc của vật. Thông tin thị giác từ các vùng sơ cấp và
thứ cấp lại tiếp tục truyền đến các vùng vỏ não liên hợp nằm giữa vùng chẩm
và vùng đỉnh cũng như ở vùng thái dương. Ở đây có sự phân tích các chi tiết
và màu sắc của hình ảnh, cho ta biết được đặc điểm, tính chất của vật, biết đó
là vật gì cũng như ý nghĩa của nó [7],[10],[11],[69].
1.2. Lịch sử nghiên cứu điện thế đáp ứng
Điện thế đáp ứng được định nghĩa là hoạt động điện của hệ thống thần
kinh tiếp nhận và đáp ứng với kích thích từ môi trường bên ngoài.