Chương VI HỆ THỐNG CHÚC NĂNG Để có thể tồn tại và phát triển trong những điều kiện luôn biến động. của môi trường sống xung quanh, hệ thần kinh trung ương trả lời lại tác dụng của các yếu tố từ môi trường sống không phải chỉ bằng những phản xa don giản không điều kiện, cũng khong thể chỉ bằng các phản ứng phản xạ có điều kiện, mà bằng hàng loạt các phản ứng phản xạ. Thậm chí chỉ một cích thích đơn giản. ví dụ kích thích gây đau cũng có thể gây ra hàng loạt ahững biến động nhất định trong nhiều hệ thống cơ quan khác nhau trong cơ thể.
Kích thích gây đau không chỉ gây ra tác động co cơ để đưa phần cơ thể bị đau ra khỏi kích thích gây đau, mà còn làm thay đổi chức nang ho hap, tuần hoàn v. Sự phối hợp hoạt động của các cơ quan trong các phản ứng phức tạp. được gọi là sự tích - hợp (integration). Tích - hợp được nhà triết học ngườ Anh Spencer sử dụng đầu tiên để nói về các hiện tượng sinh học.
Spencer xem toan bộ quá trình tiến hóa của sự sống trên quả đất là sự phối 1ợp nhịp nhàng (harmonic) giữa sự tích - hợp và phân ly (different) của cíc quá trình tiến hóa. Khái niệm tích - hợp vẻ sau được Sherrington sử dụng trong sinh lý học. Sherrington cho rang hoạt động của hệ thần kinh là hoạt động tích - hợp. Ví dụ, các phần khác nhau của bộ máy vận động được phối hợp với nhau thành một hệ thống vận động nhằm thực hiện một chức năng toàn vẹn.
Chính trên cơ sở nghiên cứu hoạt động tích - hợp của hé tthin kinh ma Sherrington đã đặt tên cho quyển chuyên đề nổi tiếng của mình là “Hoạt động tích - hợp của hệ thần kinh” (The integration actitos Of the nervous system). 141 Ngày nay trong sinh lý học người ta hiểu khái niệm tích - hợp như là một quá trình tiếp nhận, phân tích, tổng hợp thông tin để cuối cùng có thể phát ra các xung động ly tâm (ra quyết định). Trên cơ sở nghiên cứu cơ chế phục hồi các chức năng bị rối loạn (chủ yếu là chức năng vận động) Anokhin nhận thấy rằng, bằng các khái niệm phản xạ không điều kiện và phản xạ có điểu kiện không thể giải thích được cơ chế phục hồi các chức _ Pletr.Kuzmich Anokhin (1898 - 1976) năng bị rối loạn. Anokhin đã đề xuất khái niệm hệ thống chức năng để giải thích các quá trình phục hồi chức năng, cũng như hoạt động tập tính, hành vi ở người và động vật.
Khái niệm hệ thống chức năng, thực chất là khái niệm tích - hợp như đã nói ở trên. Chúng ta sẽ bàn sâu vẻ van dé nay. NHỮNG THÍ NGHIỆM CỦA ANOKHIN LÀM CƠ SỞ CHO SỰ HÌNH THÀNH KHÁI NIỆM VỀ HỆ THỐNG CHỨC NĂNG 6. Thí nghiệm nối dây thần kinh phế vị (nervus vagus) với dây thần kinh quay (nervus radialis) Như chúng ta đã biết dây thần kinh phế vị là dây thần kinh phó giao cảm điều hòa chức năng của nhiều cơ quan nội tạng như tim, phổi, dạ dày, ruột v.
còn dây thần kinh quay thì điều khiển hoạt động của cơ chỉ trước. Do đó, nối hai dây thần kinh này với nhau nhất định sẽ dẫn đến rối loạn chức năng thuộc các cơ quan nói trên. Thật vậy, sau một thời gian nối hai dây thần kinh với nhau (hình 6.1), doan trung tâm của dây thần kinh phế vị phát triển dọc theo đoạn ngoại vi bị thoái hóa của dây thần kinh quay, đến tận các thụ cảm thể ở vùng da chỉ trước. Nhân dây thần kinh phế vị bắt đầu nhận tín hiệu từ các thụ cảm thể ở đó và chỉ phối hoạt động của chỉ trước.
Bấy giờ ta gãi nhẹ vào da chó, chó sẽ ho. Gâi càng mạnh chó càng ho nhiều. Nếu đè mạnh lên cơ chỉ đó, chó sẽ nôn, 142 mưừa. Đồng thời còn quan sát tháy cơ chỉ chó co - giãn theo nhịp phát xung của nhân đây than kinh phé vị, giống như nhịp hô hấp.
Như vậy, hoạt động của nhân dây thản kinh phẻ vị đã hoàn toàn bị thay đổi, cụ thể là kích thích xúc giác sẽ gây ho, còn kích thích cơ sẽ gây nôn. rodialis Chỗ nổi hai đây thần kinh Hinh 6. Sơ đổ nối đầu trung tâm của dây thần kinh phế vị với đoạn ngoài của dây thần kinh quay (theo Anokhin) Glossopharyng. - dây thần kinh lưỡi hấu; N.
vagus - dây thần kinh phế vị, G. - nhánh hầu; N. - dây thanh quản trên, R. - nhánh màng não; N.
vagi - dây thần kinh tai, G. nodos - hạch hạt, n. medianus ulnaris - dây thần kinh trụ giữa; n. radialis - dây thần kinh quay.
Những hiện tượng này sẽ mất đi qua một thời gian chừng vài tháng, sau: khi phẫu thuật nối hai dây thần kinh với nhau. Bấy giờ kích thích xúc giác và kích thích cơ học vào cơ không gây ho và nôn nữa. Điều đó có nghĩa là sự rối loạn trong chức năng nhân dây thần kinh phế vị đã được khắc phục. Đương nhiên là có sự điều chỉnh, xây dựng lại chức năng trong nhân này.
Từ các kết quả quan sát được trong thí nghiệm nói trên ta thấy đã xảy: ra hai hiện tượng: ~ Các xung động không thích ứng đã được truyền vào hệ thần kinh trung ương (vào nhân dây thần kinh phế vị). - Các xung động không thích ứng từ nhân dây thần kinh phế vị cũng đượtc truyền ra ngoại vi. 143 Cuối cùng hai hiện tượng này đều được điều chỉnh. Điều này không thể giải thích theo cơ chế phản xạ, nghĩa là kích thích chỉ gây ra phản ứng.
và sau đó toàn bộ hoạt động được kết thúc. Thí nghiệm tách cơ duỗi nối vào cơ gấp của chỉ sau ở mèo Thí nghiệm này khác thí nghiệm trước ở chỗ là dây thần kink chi phối cơ vẫn ở nguyên vị trí cũ của nó (hình 6. Sơ đồ nối (T) một phần của cơ duỗi (E) vào cơ gấp (F) (theo Anokhin, 19/68) A- trước và B- sau khi nối các cơ Có thể hình dung mối quan hệ tương hỗ giữa các neuron vận đóng ở sừng trước tủy sống sau khi chức năng điều hòa vận động đã được xây dựng lại. Sau khi nối chéo cơ duỗi với cơ gấp ta quan sát được sự rối loạn trong động tác đi lại của con vật.
Khi bước tới đáng lý mèo phải c› chỉ sau, nhưng thay vào đó chân sau mèo lại duỗi thẳng ra (hình 6. Sau vài tháng kể từ khi phẫu thuật nối chéo cơ, hiện tượng này mất hẳn. Cœn vật thí nghiệm đi lại bình thường như những con vật đối chứng không bị phẫu thuật nối chéo các cơ. Quá trình điều chỉnh này được Anokhin gọi h quá trình "luyện tập trở lại”.
144 Sự rồi loạn chức năng trong trường hợp này cho thấy tuy các soi than kinh van điều khiến các cơ gáp và duôi như trước đây, song sự co cơ ở ngoại ví Không còn tương ứng với sự tích - hợp chung ở trung ương khi thức hiện động tác vận đóng. Do đó, phải có quá trình phục hỏi lại chức nâng cũ. Quá trình phục hỏi nay khong thể thực hiện được trên cơ sở một củng phản xạ eo^ wee ⁄ ` Ms aon Se \ ` yA 1 —— _ `" Hình 6. Rối loạn sự phối hợp động tác đi ở mèo được nối một phần cơ duỗi vào cơ gấp (theo Anokhin) C;hân bên phải (1) va chân bên trái (2) được nối các cơ bi duỗi ra khi mèo bước tới Câu hỏi đặt ra là quá trình phục hồi điển ra ở đâu, ở ngoại vi hay ở trung ương, ở tủy sống hay ở mức trên tủy sống? Bằng cách nghiên cứu hoạt động của các cơ theo phương pháp của Sherrington, nghia là tách rời não với tủy sống và ghi hoạt động của cá cơ đối lập người ta đã nhận thấy rằng hoạt động của các cơ nối chéo di ra giống như ở các động vật không bị khâu chéo cơ.
Phần cơ duỗi nối vị cơ: gấp cũng hoạt động giống như phần không nối với cơ gấp khi ta kích thich đây thần kinh vận động chạy đến hai phần tách nhau của cơ duỗi. Như vậy, trong động tác vận động chung, một mặt phần cơ duỗi được khiâu chéo đã hoạt động phối hợp với cơ gấp, mặt khác, phần không nối vẫn giữ nguyên các tính chất như cơ duôi Hiện tượng này được giải thích như sau: cơ duối khâu chéo mang hai tính chất đối lập nhau như trên đã nêu, nhưng động tác vận động chỉ có 145 thể thực hiện như bình thường (sau khi đã phục hồi chức năng) là nhờ có quá trình xây dựng lại. Quá trình này không chỉ diễn ra ở mức tủy sống, mà còn diễn ra trong phạm vi của một hệ thống lớn, bao gồm nhiều cơ chế và nhiều quá trình cùng tham gia bảo đảm chức năng vận động. Như vậy, tập tính (hành vi) của một bộ phận trong hệ thống (ùng được tích - hợp) là sự tổng cộng và cũng là sự phối hợp của các quá :rình trong hệ thống.
Vì hệ thống như vậy có hiệu quả thích ứng tốt, vì các phần của hệ thống đều nằm trong một cấu trúc chức năng động hình và vì chính hệ thống đó luôn nhận được thông tin ngược về kết quả thích ứng. nẻn Anokhin gọi nó là hệ thống chức năng. Ngay từ đầu Anokhin đã quan niệm hệ thống chức năng như sau: “Chúng tôi hiểu hệ thống chức năng như là một vòng kín, mà hoạt động của nó có liên quan với sự thực hiện một chức năng nhất định nà› đó (ví dụ, động tác hô hấp, động tác nuốt v. Ở mức nào đó, múi hệ thống chức năng là một vòng kín, nó hoạt động được là nhờ mị thường xuyên giữa trung ương với các cơ quan ngoại vi và nhờ sự có mặt của luồng hướng tâm phát sinh liên tục từ các cơ quan đó” (Anokhin, 1935).
Mỗi hệ thống chức năng có các luồng hướng tâm nhất định. Chúng định hướng và điều hòa việc thực hiện chức năng đó. Các luồng hướng tâm riêng biệt trong từng hệ thống chức năng có thể phát sinh từ cá cơ quan khác nhau, nằm cách xa nhau. Ví dụ, trong động tác hô hấp các xung động hướng tâm đi từ cơ hoành, cơ liên sườn, từ phổi, cuống shổi v.
và mặc dù có nguồn gốc khác nhau, nhưng các xung hướng tân đó được hợp nhất trong hệ thần kinh trung ương nhờ mối quan hệ qua lại tạm thời và tỉnh vi giữa chúng với nhau. Như vậy, trong hệ thống chức năng các luồng xung động hướng tâm có ý nghĩa rất quan trọng.