Bài giảng Khái quát về sinh lý thần kinh cấp cao - Đặng Thị Ngọc Bích

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ SINH LÝ THẦN KINH CẤP CAOGVHD:TS Lê Thị ThanhNhóm thực hiện: Nhóm 41. Đặng Thị Ngọc Bích2. Kim Thị Hồng Chi3. Cao Xuân Đào4. Tăng Phe La5. Hồ Thị Xuân Sang6. Đặng Lê Đắt ThắngCHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ SINH LÍ THẦN KINH CẤP CAOKhái niệm và ý nghĩa của hoạt động thần kinh cấp cao.2. Phương pháp nghiên cứu sinh lí thần kinh cấp cao.3. Các học thuyết về phản xạ và nguyên tắc hoạt động thần kinh cấp cao. Một em bé mới sinh có thể mỉm cười với một người lạ đến bắt chuyện với bé và cũng có thể nhận biết được người mẹ của mình. Một chú cún con có thể đến nũng nịu mừng rỡ bên người chủ mình khi chủ vừa về nhà. Những khả năng đó được gọi là hoạt động thần kinh cấp cao ở người và động vật.1. Khái niệm và ý nghĩa của hoạt động thần kinh cấp cao 1.1. Khái niệm1. Khái niệm và ý nghĩa của hoạt động thần kinh cấp cao 1.1. Khái niệm Hoạt động thần kinh cấp cao là hoạt động của hệ thần kinh trung ương nhằm điều hòa, phối hợp các chức năng của các cơ quan trong cơ thể, đồng thời bảo đảm cho cơ thể thích ứng được với những điều kiện của môi trường sống luôn luôn biến động hay đảm bảo được mối quan hệ phức tạp giữa cơ thể với thế giới bên ngoài.Vậy hoạt động thần kinh cấp cao là gì?1.1. Khái niệm Bên cạnh đó, hệ thần kinh trung ương còn có chức năng điều hòa và phối hợp chức năng của tất cả các cơ quan trong cơ thể thành một khối thống nhất. Hoạt động đó của hệ thần kinh trung ương được gọi là hoạt động thần kinh cấp thấp. Hoạt động thần kinh cấp cao được thực hiện dựa trên phản xạ có điều kiện, còn hoạt động thần kinh cấp thấp được thực hiện trên cơ sở phản xạ không điều kiện. Hai hệ hoạt động này gắn bó và tác dụng lẫn nhau rất chặt chẽ.1.2. Ý nghĩa của hoạt động thần kinh cấp cao Hoạt động thần kinh cấp cao có ý nghĩa lớn đối với nhiều ngành khoa học như: triết học, tâm lí học, sinh học, y học, giáo dục, chăn nuôi, thể dục thể thao, + Đối với triết học: hoạt động TKCC cung cấp cho triết học nhiều dẫn liệu về các nguyên lý chung của duy vật biện chứng. + Đối với tâm lí học: sinh lý TKCC cũng cung cấp cho tâm lí học những kiến thức về quá trình tư duy, giúp hiểu được tâm trạng của con người vừa có biểu hiện khách quan vừa có biểu hiện chủ quan. + Đối với ngành sinh học: sinh lý TKCC cung cấp cho ngành sinh học những hiểu biết về quá trình tiến hóa của thế giới động vật, về sự biến đối tập tính và sự thích nghi của động vật với những điều kiện sống luôn thay đổi. + Đối với khoa giáo dục học: hoạt động này đã giải thích các quy luật của GD học, biết được sự khác biệt về tính khí và khả năng của từng người. Từ đó có phương pháp GD phù hợp. + Đối với chăn nuôi và chọn giống : đóng góp về lý luận trong việc tổ chức nuôi dưỡng và phát triển động vật có ích, động vật quý hiếm. + Đối với y học: trong các ngành khác nhau của y học, hoạt động này có quan hệ gần nhất với các khoa thần kinh và tâm thần, gắn liền với y học trong lĩnh vực vệ sinh, phòng bệnh và trong việc tổ chức lao động, thể dục thể thao, 2.1. Phương pháp kinh điển nghiên cứu các phản xạ có điều kiện của I.P.Pavlov 2.2. Phương pháp thao tác hay cách sử dụng công cụ2. Phương pháp nghiên cứu sinh lý thần kinh cấp cao. 2.1. Phương pháp kinh điển nghiên cứu các phản xạ có điều kiện của I.P.PavlovCác phản xạ có điều kiện bài tiết nước bọt được I.P.Pavlov và cộng sự nghiên cứu đầu tiên trên chó vào những năm đầu của thế kỷ XX Đối tượng nghiên cứu: 	Có thể sử dụng để nghiên cứu hoạt động thần kinh cấp cao trên nhiều đối tượng nghiên cứu khác nhau. Pavlov chọn đối tượng là con chó vì:Chó là loài động vật khoẻ mạnh, dẻo dai.Đã được thuần hoá lâu đời, là người bạn đồng hành của con người từ thời tiền sử, biết nghe người.Bán cầu đại não phát triển. Các phản xạ bài tiết nước bọt dễ thành lập, không gây tổn hại đến động vật.Lượng nước bọt tiết ra dễ thu nhận, cường độ của phản xạ cũng dễ dàng xác định chính xác bằng giọt hoặc bằng độ chia của ống thu nước bọt. Muốn nghiên cứu phản xạ tiết nước bọt ở chó trước hết phải phẫu thuật để đưa ống Stenon (ống dẫn nước bọt của tuyến nước bọt mang tai) ra ngoài má. Nhờ gắn chiếc phễu vào da má của chó tại lỗ ống thoát nước bọt mà có thể thu được nước bọt thoát ra trong quá trình thành lập PXCĐK, phễu được nối liền với hệ thống thu và dẫn nước bọt ra ngoài. Trong phòng thí nghiệm trang bị các dụng cụ làm kích thích có điều kiện (chuông điện, bóng điện, ), kích thích không điều kiện là thức ăn (bột thịt, lạc khô, bột thịt trộn với bột lạc) hoặc dung dịch axit (dung dịch axit HCl 0,1-0,5%). Chuẩn bị thí nghiệm:Sơ đồ phòng thí nghiệm nghiên cứu hoạt động PXCĐK ở chó Người làm thí nghiệm thông qua công tắc ở bàn điều khiển đặt ở ngoài phòng cách âm có thể điều khiển các kích thích có điều kiện và không điều kiện. Lưu ý: khi chó bình phục hoàn toàn mới bắt đầu thí nghiệm. Bố trí chó ở trong phòng cách âm để tránh những kích thích lạ. 2.1.1 Các bước tiến hành - Cố định chó trên giá thí nghiệm, gắn phễu thu nước bọt vào da má chó (nơi có lỗ nước bọt chảy ra) nối thông phễu với hệ thống ống dẫn nước bọt đến thước đo, sau đó đóng cửa phòng cách âm. - Bắt đầu cho tín hiệu có điều kiện (bật ánh sáng) tác dụng, sau đó khoảng 2-5 giây cho chó ăn (đẩy đĩa thức ăn đến trước mắt chó) – là tín hiệu không điều kiện tác dụng. Việc cho chó ăn sau khi nghe tiếng chuông được Pavlov gọi là sự củng cố tín hiệu có điều kiện bằng kích thích không điều kiện. - Lặp lại thí nghiệm nhiều lần Kết quả:Sau khoảng 5-10 lần phối hợp bật ánh sáng và cho chó ăn, mỗi lần cách nhau 5 phút, ánh sáng trước đó không có liên quan gì với phản xạ tiết nước bọt, bắt đầu có tác dụng gây tiết nước bọt.Sự xuất hiện phản xạ tiết nước bọt khi bật ánh sáng lên là biểu hiện của sự hình thành phản xạ tiết nước bọt có điều kiện.	Như vậy: ánh sáng đã trở thành tác nhân gây tiết nước bọt giống như tác dụng của thức ăn => hình thành phản xạ có điều kiện. Sau khi PXCĐK được hình thành ở chó sẽ có 2 lần tiết nước bọt + Lần 1: tiết nước bọt khi có ánh sáng xuất hiện gọi là tiết nước bọt có điều kiện. + Lần 2: nước bọt tiết ra khi chó ăn thức ăn gọi là tiết nước bọt không điều kiện. 2.1.2. Các điều kiện cần thiết để thành lập PXCĐK: 1. Phải phối hợp đúng thời gian và trình tự của các kích thích. 2. Phải có sự tương quan giữa các lực tác dụng của tín hiệu có điều kiện và tác nhân củng cố. 3. Tín hiệu có điều kiện (PXCĐK) và tín hiệu không có điều kiện (PXKĐK) không liên quan nhau. 4. Hệ thần kinh trung ương của đối tượng thí nghiệm phải ở trạng thái hoạt động bình thường. 5. Không có kích thích lạ xen vào trong thời gian thí nghiệm.2.2. Phương pháp thao tác hay sử dụng công cụ Phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc con vật thí nghiệm phải thực hiện một động tác nào đó để sau đó nhận được thưởng (thức ăn hay nước uống) hoặc tránh được sự phạt (điện giật hay những kích thích gây đau khác) Trong phương pháp sử dụng công cụ người ta thường dùng chiếc lồng hoặc chiếc chuồng bên trong có để một bàn đạp – dụng cụ để con vật thí nghiệm thao tác (vd dẫm chân lên bàn đạp) Tiến hành thí nghiệm - Cho ĐV thí nghiệm (chuột, mèo, chó, khỉ) vào lồng hay chuồng thí nghiệm. Khi đi lại trong chuồng hay trong lồng, con vật ngẫu nhiên dẫm lên bàn đạp nó sẽ nhận được phần thưởng (cho ăn). Sau nhiều lần như vậy con vật sẽ nhận biết rằng hễ dẫm lên bàn đạp là được ăn. - Tùy vào yêu cầu của nghiên cứu mà người thí nghiệm sẽ chờ cho con vật dẫm lên bàn đạp 2, 3 lần hoặc nhiều hơn mới được ăn. Cho đến khi con vật biết phải làm gì để nhận được phần thưởng là con vật đã hình thành một phản xạ mới hay kỹ năng mới. Mô hình chuồng dùng để thành lập phản xạ thao tác có điều kiện  Lưu ý: cũng như các PXCĐK khác nếu động tác của con vật (dẫm chân) được củng cố thì phản xạ được tăng cường, nếu không được củng cố thì phản xạ sẽ dập tắt.  Ngoài ra, phương pháp nghiên cứu tập tính của động vật trong chuồng mê lộ cũng được xem là phương pháp thao tác. Phương pháp nghiên cứu tập tính của động vật trong chuồng mê lộ: Chuồng mê lộ là một chiếc hộp có kích thước to nhỏ khác nhau tuỳ thuộc đối tượng nghiên cứu.Trong hộp có các vách ngăn, tạo thành nhiều ngõ ngách, trong đó có một đường có thể chạy từ chỗ xuất phát đến ngăn cuối cùng được gọi là đích.Phương pháp nghiên cứu tập tính của động vật trong chuồng mê lộ:Ở đích có thức ăn hoặc một con vật khác giới để làm tác nhân củng cố. Thời gian con vật chạy trong mê lộ đến đích để nhận thức ăn hay gặp đối tượng khác giới phụ thuộc vào cách chọn đúng đường trong số nhiều ngõ ngách đó. Qua tập dượt nhiều lần con vật sẽ tìm đúng đường chạy đến đích. Phản xạ được thành lập gọi là phản xạ chạy trong mê lộ. Các phương pháp khác:	Ngoài các phương pháp trên người ta còn sử dụng các phương pháp phụ như phương pháp kích thích trực tiếp vào vỏ não hoặc các cấu trúc dưới vỏ, phương pháp tác dụng bằng các dược liệu, phương pháp điện sinh lý, phương pháp điều khiển học để nghiên cứu hoạt động thần kinh cấp cao. 	3. Các học thuyết về phản xạ và nguyên tắc hoạt động thần kinh cấp cao	3.1. Các học thuyết về phản xạ I.P.Pavlov	Trong cơ thể động vật bậc cao và người, hoạt động hệ thần kinh có nhiệm vụ chủ yếu là điều khiển, điều hòa và phối hợp hoạt động của tất cả các cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể, giúp cơ thể tồn tại, đảm bảo sự thống nhất hoạt động giữa các bộ phận, cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể và đảm bảo thống nhất với môi trường xung quanh	Các hoạt động của hệ thần kinh cấp thấp chỉ gồm các hoạt động PXKĐK. 	Ví dụ: sự điều hòa hoạt động của tim, gan, phổi, dạ dày, phản xạ tiết mồ hôi, rụt tay khi có vật nóng chạm vào da... 	Hoạt động thần kinh cấp cao bao gồm PXKĐK phức tạp và những PXCĐK. 	Phản xạ tiết nước bọt khi nhìn thấy thức ăn hoặc ngửi thấy mùi thơm của thức ăn...	Ngay từ thời thượng cổ ta đã chú ý đến lĩnh vực hoạt động thần kinh cấp cao và xác định vai trò của não đối với các hoạt động tinh thần của người.	Não là nơi sinh ra những cảm xúc và tư duy bao gồm: vui mừng, thỏa mãn và tiếng cười cũng như sinh ra buồn tủi, đau đớn và nước mắt. 	Nhờ não ta thấy được, nghe được, suy nghĩ được, phân biệt được điều dở với điều hay, cái xấu với cái đẹp, việc không tốt với việc tốt.	Các nếp nhăn của não có liên quan đến khả năng thông minh của con người.	Qua việc mổ tử tù và một số người chết nhận thấy có những dây thần kinh dẫn truyền cảm giác từ các cơ quan về não và cũng có những dây thần kinh dẫn truyền lệnh vận động từ não tới các cơ quan.	Người đầu tiên khai sinh ra khái niệm phản xạ là Đecac-nhà triết học tự kiêm tự nhiên học người Pháp (1640). 	Ông đã dùng khái niệm phản xạ để giải thích các hành động đơn giản của động vật và người. 	Theo ông, phản xạ là phản ứng của cơ thể đối với các tác nhân kích thích, hoặc sự phản ánh của cảm giác thành vận động.	Qua phân tích phản xạ của não người nhận thấy hoạt động tâm lý của con người gắn liền với hoạt động phản xạ để đáp ứng lại sự tác động của môi trường xung quanh do não điều khiển. 	Một bé reo vui khi nhận được đồ, cô gái cảm thấy rạo rực khi nhìn thấy tình yêu đều là hoạt động phản xạ.	Nguyên nhân đầu tiên của bất kỳ hành vi nào cũng đều có sự kích thích từ bên ngoài, bởi vì nếu không có sự kích thích thì không có các hành vi và cũng không có bất kỳ tư tưởng nào. 	Việc hình thành phản xạ không chỉ có sự tham gia của hưng phấn mà còn có sự tham gia của ức chế.	Mọi biểu hiện của hoạt động tinh thần kể cả những dạng phức tạp nhất nếu xét về bản chất thì điều là những phản xạ. 	Ở Việt Nam, học thuyết Pavlov cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu và trình bày trong các tác phẩm của mình như: 	Học thuyết Paplop và triết học duy vật biện chứng của Nguyễn Tấn Gi Trọng và Hoàng Yến (1957); 	Học thuyết của Pavlov ứng dụng vào khoa học giáo dục của Nguyễn Thiện Thành (1962); 	Ứng dụng của PXCĐK trong chăn nuôi của Lê Văn Thọ (1846); 	Hóa điện phản xạ và trí nhớ của Lê Quang Phong (1973) 3.2. Các nguyên tắc cơ bản của học thuyết Pavlov về PXCĐK Nhà sinh lý học người Nga I.P.Pavlov đã đưa ra khái niệm PXCĐK và xây dựng nên học thuyết về PXCĐK. Ông cho rằng PXCĐK là đơn vị cơ bản của hoạt động thần kinh cấp cao. Học thuyết về PXCĐK của Pavlov được xây dựng trên ba nguyên tắc chính: Nguyên tắc định tính,nguyên tắc cấu trúc và nguyên tắc phân tích và tổng hợp.	Nguyên tắc định tính: Mọi phản xạ của cơ thể người và động vật đều được hình thành theo cơ chế nhân quả. 	Chúng đều là các phản ứng của cơ thể đối với các tác nhân kích thích tác động từ môi trường ngoài hay bên trong cơ thể. 	Tính chất của phản xạ được xác định bởi các hiện tượng gây ra nó. 	Mỗi hiện tượng đều có nguyên nhân sẽ gây ra tác động giống nhau.	Nguyên tắc cấu trúc: Theo Pavlov, các hiện tượng về thần kinh đều bắt nguồn từ cơ sở vật chất của nó. 	Cơ chế sinh lý của PXCĐK là các đường liên hệ thần kinh tạm thời do một số cấu trúc nhất định thực hiện. 	Các cấu trúc này đã tạo ra mối tương quan chức năng mới trong quá trình phát triển.	 Nguyên tắc phân tích và tổng hợp: Trong hoạt động thần kinh luôn tồn tại hai quá trình đối lập và hỗ trợ nhau, đó là quá trình phân tích và quá trình tổng hợp các xung động thần kinh. 	Quá trình phân tích lúc đầu xảy ra tại các cơ quan thụ cảm, còn các dạng phân tích cấp cao được tiến hành ở vỏ não.	Cơ sở phân tích và tổng hợp là sự tương tác giữ quá trình hưng phấn và ức chế về mặt không gian.	Quá trình phân tích giúp vỏ não phân biệt được từng yếu tố, từng kích thích có điều kiện. 	Quá trình tổng hợp giúp vỏ não liến kết các yếu tố khác nhau để tạo ra những quá trình hưng phấn tổng quát.3.3. Thuyết hệ thống chức năng Anôkhin Theo P.K.Anôkhin, các chức năng thần kinh tham gia vào các quá trình hình thành hành vi ở động vật không phải là các phản xạ đơn thuần mà mỗi hành vi được thực hiện nhờ sự tham gia cuả các hệ thống chức năng. 	Quá trình hình thành hành vi của động vật gồm 3 giai đoạn chính: giai đoạn tổng hợp hướng tâm, giai đoạn đưa ra cách giải quyết giai đoạn hình thành kết quả và thông tin ngược chiều.	Ở giai đoạn tổng hợp hướng âm, bên cạnh các thông tin mở đầu, vỏ não còn tiếp nhận cả các thông tin về tình huống mà trong đó đã diễn ra hành động.	 Khi cơ bắt đầu co là bắt đầu giai đoạn thực hiện chương trình hành động và dự kiến kết quả. 	Mỗi hệ thống chức năng khi tham gia vào phản ứng đều là một tập hợp các yếu tố, và chính nó lại là một yếu tố của hệ thống chức năng cao hơn. 	Mối tương quan giữa các yếu tố trong hệ thống chức năng được xác định bằng sự tự do trong sinh lý học. 	Vì vậy, tính chất của cả hệ thống không giống tính chất của từng yếu tố tạo ra nó. 	Các hành vi được thực hiện với sự tham gia của toàn thể não bộ, hoạt động theo chiều dọc từ dưới lên trên và từ trên xuống dưới. 	Trong hình thành hành vi có sự tham gia tích cực của các phần não khác nhau, chủ yếu là vỏ não. 	Gồm có ba hệ thống chức năng cơ bản của não tham gia hình thành hành vi:	- Hệ thống đảm bảo hệ thống thức tỉnh và trương lực của não: Chỉ trong trạng thái thức tỉnh động vật mới có khả năng tiếp nhận, xử lý và chọn lọc thông tin, đưa ra chương trình hành động và kiểm tra các diễn biến của hành vi. 	Bộ đảm bảo trương lực cho não là tổ chức lưới. 	Tổ chức này đã thay đổi trạng thái hoạt động của hệ thần kinh bằng cách biến đổi mức độ hưng phấn truyền qua nó. 	Thông qua các sợi thần kinh đảm bảo mối liên hệ giữa tổ chức lưới với đồi thị, nhân đuôi và vỏ não, tổ chức lưới điều hòa hoạt động của não, kiểm tra chương trình hành động của vỏ não. - Hệ thống tiếp nhận,	 xử lý và lưu trữ thông tin: Việc tiếp nhận, xử lý và lưu trữ các thông tin là do thùy chẩm, thùy thái dương và thùy đỉnh của vỏ não đảm nhiệm. 	Đây là hệ thống chức năng mang tính chất đặc trưng mà mỗi phần là một cơ quan cảm giác có nhiệm vụ tiếp nhận, xử lý và lưu giữ các thông tin thị giác, thính giác, vị giác, khứu giác, thăng bằng. - Hệ thống chương trình hóa, điều tiết và kiểm tra hành vi: Hệ thống này được tạo thành bởi bộ máy vận động ly tâm, bị chi phối của các hệ hướng tâm nằm ở phía trước của bán cầu đại não.