Hệ thần kinh ngoại biên (Peripheral Nervous System – PNS) là gì?

  Hệ thần kinh ngoại biên (Peripheral Nervous System – PNS) đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối hệ thần kinh trung ương với các cơ quan, cơ bắp và tuyến trong cơ thể. Đây là hệ thống dây thần kinh giúp con người cảm nhận môi trường, điều khiển vận động và duy trì các chức năng sinh lý quan trọng.

Hệ thần kinh ngoại biên (Peripheral Nervous System – PNS) là gì?

Hệ thần kinh ngoại biên (HTKNB) là một phần của hệ thống thần kinh, bao gồm nhân và các dây thần kinh sọ, tế bào sừng trước tủy sống, hạch thần kinh nằm ngoài sọ não và ống sống, rễ và các nhánh thần kinh sống, đám rối thần kinh, dây thần kinh ngoại biên.

Các tế bào sừng trước tủy sống, mặc dù về nguyên lý là một phần của hệ thần kinh trung ương, nhưng đôi khi được cho rằng là một phần của hệ thống thần kinh ngoại biên bởi vì chúng cấu tạo một phần của đơn vị vận động.

Cấu tạo của dây thần kinh ngoại biên

Các tế bào sừng trước tủy sống cấu tạo một phần của đơn vị vận động.

Nó bao gồm:

• Một tế bào sừng trước tủy sống
• Sợi trục vận động của nó
• Các sợi cơ nó chi phối
• Sự kết nối giữa chúng (synap thần kinh – cơ)

Các tế bào sừng trước tập trung ở trong chất xám của tủy sống và theo định nghĩa, chúng thuộc hệ thần kinh trung ương. Trái ngược với hệ vận động, các thân tế bào sợi thần kinh cảm giác hướng tâm nằm bên ngoài tủy sống, ở hạch gai.

Các sợi thần kinh bên ngoài tủy sống

Các sợi thần kinh bên ngoài tủy sống tập hợp thành các rễ vận động phía trước (rễ bụng) và các rễ cảm giác phía sau (rễ lưng). Rễ bụng và rễ lưng kết hợp với nhau tạo thành dây thần kinh cột sống. Ba mươi trong số 31 cặp dây thần kinh cột sống có rễ lưng và rễ bụng; C1 không có rễ cảm giác (xem hình Dây thần kinh cột sống).

Dây thần kinh tủy sống

Các dây thần kinh sống thoát khỏi cột sống qua một lỗ gian đốt sống. Bởi vì chiều dài tủy sống ngắn hơn chiều dài của cột sống, càng về phần cuối của tủy sống, lỗ gian đốt sống mà dây thần kinh sống chui qua càng xa so với đoạn tủy mà chúng bắt nguồn.

• Do đó, ở vùng thắt lưng cùng, các rễ thần kinh từ các đoạn tủy cuối tập hợp thành một bó thẳng đứng sát nhau, tạo thành đuôi ngựa.
• Khi vừa chui qua lỗ gian đốt sống, các dây thần kinh cột sống phân thành nhiều nhánh.
• Các nhánh của dây thần kinh sống cổ và thắt lưng cùng chằng chịt nối liền với nhau thành các đám rối, sau đó phân ra thành các dây thần kinh kéo dài đến 1 m trong các cấu trúc ngoại biên (Xem hình ảnh: Đám rối). Các dây thần kinh liên sườn thì tách biệt theo các đốt sống riêng.

Đám rối thần kinh.

Thuật ngữ thần kinh ngoại vi đề cập đến phần từ ngoại vi thần kinh tủy sống tới các đám rối thần kinh và các rễ thần kinh.

• Các dây thần kinh ngoại biên là các bó sợi thần kinh, có đường kính từ 0,2 đến 18 mcm.
• Các tế bào Schwann tạo thành một ống tế bào chất mỏng trên mỗi sợi và bao bọc thêm các sợi lớn hơn trong một màng cách điện nhiều lớp (vỏ myelin).

Sinh lý của dây thần kinh ngoại biên

Vỏ myelin tăng cường sự dẫn xung thần kinh.

• Các sợi lớn nhất và có nhiều myelin nhất dẫn truyền nhanh chóng; chúng truyền tải các xung động cơ, xúc giác và cảm thụ.
• Các sợi ít có myelin và không có myelin dẫn điện chậm hơn; chúng truyền cảm giác đau, nhiệt độ và các xung động tự chủ.

Bởi vì thần kinh là các mô chuyển hóa mạnh, chúng cần các chất dinh dưỡng, được cung cấp bởi các mạch máu gọi là mạch của hệ thần kinh (nervorum vasa).

Cơ chế hoạt động của PNS

Thần kinh ngoại biên (Peripheral Nervous System – PNS) có vai trò quan trọng trong việc truyền thông tin giữa hệ thần kinh trung ương (CNS – bao gồm não và tủy sống) với các cơ quan, mô và cơ bắp trong cơ thể. Hệ thần kinh ngoại biên thực hiện chức năng này theo hai chiều:

• Truyền tín hiệu cảm giác từ các cơ quan (da, cơ, khớp, nội tạng,…) về não để phân tích và phản ứng.
• Truyền tín hiệu vận động từ não và tủy sống đến các cơ bắp và tuyến để thực hiện các hành động cụ thể.

Chức năng cảm giác

Hệ thần kinh ngoại biên thực hiện chức năng cảm giác thông qua các Thụ Thể Cảm Giác (Sensory Receptors).

Các loại thụ thể Cảm giác

Hệ thần kinh ngoại biên có nhiều loại thụ thể cảm giác chuyên biệt để nhận diện các kích thích khác nhau:

• Thụ thể cơ học (Mechanoreceptors): Phát hiện áp lực, rung động, kéo căng
• Thụ thể nhiệt (Thermoreceptors): Phát hiện nhiệt độ nóng, lạnh
• Thụ thể đau (Nociceptors): Phát hiện tổn thương mô, đau Cảm giác đau khi bị kim đâm
• Thụ thể hóa học (Chemoreceptors): Nhận diện hóa chất trong môi trường Cảm nhận mùi, vị
• Thụ thể quang học (Photoreceptors) Nhận diện ánh sáng Nhìn thấy màu sắc, hình ảnh

Cơ chế hoạt động

Các sợi thần kinh cảm giác nằm trong dây thần kinh ngoại biên giúp truyền xung thần kinh từ thụ thể cảm giác đến hệ thần kinh trung ương.

Quá trình này diễn ra như sau:

1. Thụ thể cảm giác nhận kích thích
2. Tín hiệu điện được tạo ra trong neuron cảm giác.
3. Xung thần kinh di chuyển dọc theo dây thần kinh cảm giác đến hạch rễ sau của tủy sống.
4. Tín hiệu được truyền đến tủy sống hoặc não để xử lý.
5. Hệ thần kinh trung ương tạo phản ứng thích hợp, có thể là cảm nhận cảm giác hoặc phản xạ vận động.

Ví dụ thực tế: Khi bạn chạm vào một vật nóng, tín hiệu từ da sẽ truyền về tủy sống, sau đó được gửi đến não để nhận thức rằng vật đó nóng, khiến bạn rút tay lại.

Chức năng vận động

Hệ thần kinh ngoại biên còn chịu trách nhiệm điều khiển vận động của cơ thể, bao gồm cả vận động có ý thức và không có ý thức.

Các loại tín hiệu vận động

Hệ thần kinh ngoại biên điều khiển vận động theo hai dạng chính:

• Vận động tự chủ (Somatic Nervous System – SNS): Kiểm soát có ý thức, điều khiển cơ xương- Cử động tay chân, đi bộ
• Vận động không tự chủ (Autonomic Nervous System – ANS): Kiểm soát không có ý thức, điều khiển cơ quan nội tạng, tuyến- Nhịp tim, tiêu hóa, đổ mồ hôi

Cơ chế hoạt động

Quá trình truyền tín hiệu vận động diễn ra theo các bước:

1. Não ra lệnh điều khiển vận động (ví dụ: muốn cử động tay).
2. Tín hiệu truyền xuống tủy sống qua neuron vận động trên (Upper Motor Neuron – UMN).
3. Neuron vận động dưới (Lower Motor Neuron – LMN) nhận tín hiệu từ tủy sống và truyền đến cơ quan đích.
4. Cơ bắp hoặc tuyến nội tiết phản ứng theo lệnh từ hệ thần kinh trung ương.

Các bệnh lý liên quan đến thần kinh ngoại biên

Trong hệ thống thần kinh ngoại biên, từng dây thần kinh sẽ đảm nhận một chức năng riêng biệt. Do đó phụ thuộc vào loại dây thần kinh bị tổn thương mà triệu chứng biểu hiện ra sẽ khác nhau.

Phân loại của các dây thần kinh

• Dây thần kinh vận động: giúp kiểm soát hoạt động và chuyển động của các cơ;
• Dây thần kinh cảm giác: tiếp nhận cảm giác từ da ví dụ như rung hoặc chạm, các cơn đau, nhiệt độ,…;
• Dây thần kinh thực vật điều khiển một số chức năng như tiết mồ hôi, huyết áp, tiêu hóa, nhịp tim và bàng quang;
• Dây thần kinh hỗn hợp kiêm nhiệm cả hai vai trò là vừa chi phối vận động vừa kiểm soát cảm giác.

Các dấu hiệu nhận biết bệnh lý thần kinh ngoại biên

• Cảm giác đau buốt hoặc bỏng rát;
• Cảm giác như đang mang tất dưới chân hoặc đang đeo găng tay;
• Yếu cơ;
• Đau chân, mỏi chân dẫn tới khó ngủ;
• Đau hoặc nhức nhối giống khi bị điện giật khi vùng da gặp kích thích;
• Khó khăn trong việc phối hợp động tác và mất thăng bằng cơ thể;
• Đổ mồ hôi bất thường;
• Gặp trở ngại khi cử động cánh tay hoặc khi đi bộ;
• Da xanh nhợt, khô hơn;
• Co giật hoặc co cứng cơ;
• Mạch nhanh chậm và bất thường trong huyết áp.

Ứng dụng của Hệ thần kinh ngoại biên

Hệ thần kinh ngoại biên (PNS) có vai trò quan trọng trong việc kết nối hệ thần kinh trung ương (CNS) với các cơ quan trong cơ thể, giúp con người cảm nhận, vận động và duy trì hoạt động sinh lý.

Ứng dụng trong phản xạ và sinh hoạt hàng ngày

Hệ thần kinh ngoại biên điều khiển Vận động và Cảm giác- giúp cơ thể phản ứng nhanh chóng với môi trường thông qua các cơ chế sau:

• Vận động có ý thức: Điều khiển hoạt động cơ bắp như đi, chạy, viết, vẽ.
• Phản xạ nhanh: Khi chạm vào vật nóng, tay sẽ rút lại ngay lập tức mà không cần suy nghĩ. Đây là cơ chế phản xạ tủy sống, giúp bảo vệ cơ thể khỏi tổn thương.
• Cảm giác môi trường: Nhờ các thụ thể thần kinh, chúng ta có thể phân biệt được nóng – lạnh, đau – tê, hay cứng – mềm.

Ứng dụng trong Y học và Điều trị bệnh lý thần kinh

Chẩn đoán và điều trị hệ thần kinh ngoại biên

Nhiều bệnh lý liên quan đến thần kinh ngoại biên có thể gây tê bì, mất cảm giác, yếu cơ. Nhờ sự phát triển của y học, các phương pháp chẩn đoán và điều trị ngày càng hiệu quả hơn.

• Bệnh thần kinh ngoại biên do tiểu đường: Kiểm soát đường huyết, dùng thuốc thần kinh
• Hội chứng ống cổ tay: Nẹp tay, phẫu thuật giải áp
• Bệnh thần kinh vận động (ALS, Parkinson’s): Dùng thuốc, vật lý trị liệu
• Đau dây thần kinh tọa: Dùng thuốc giảm đau, vật lý trị liệu: Điều trị miễn dịch, phục hồi chức năng

Ví dụ :
Điện cơ đồ (EMG) giúp đo hoạt động điện của cơ bắp và thần kinh, từ đó chẩn đoán tổn thương thần kinh.

Phẫu Thuật Và Cấy Ghép Thần Kinh

Công nghệ y học hiện đại cho phép thực hiện các phương pháp cấy ghép thần kinh để khôi phục chức năng vận động và cảm giác cho bệnh nhân.

• Cấy ghép dây thần kinh: Dùng dây thần kinh khỏe mạnh thay thế dây bị tổn thương (ví dụ: tái tạo dây thần kinh mặt sau tai nạn).
• Phẫu thuật nối ghép thần kinh: Giúp khôi phục cảm giác và vận động cho bệnh nhân bị chấn thương tủy sống.
• Ứng dụng tế bào gốc: Dùng tế bào gốc để tái tạo dây thần kinh bị hư hỏng.

Ứng dụng trong công nghệ thần kinh và phục hồi chức năng

Tay chân giả điều khiển bằng thần kinh

Nhờ sự phát triển của công nghệ neuroprosthetics, tay chân giả có thể đọc tín hiệu từ dây thần kinh ngoại biên, giúp người mất chi có thể cử động như bình thường.

• Cánh tay bionic: Đọc tín hiệu từ dây thần kinh để điều khiển bàn tay giả.
• Chân giả cảm giác: Cảm biến trên chân giả giúp người dùng cảm nhận áp lực khi bước đi.

Giao Diện Não – Máy (Brain-Computer Interface – BCI)

Công nghệ BCI giúp kết nối não bộ với máy tính, cho phép người bị liệt điều khiển máy tính, robot, hoặc thiết bị điện tử chỉ bằng suy nghĩ.

• Hỗ trợ người liệt toàn thân (như bệnh nhân ALS) giao tiếp qua máy tính.
• Điều khiển xe lăn bằng suy nghĩ.

Ứng dụng trong nghiên cứu khoa học thần kinh

Phát triển thuốc chữa bệnh thần kinh

• Nghiên cứu các thuốc tăng tái tạo dây thần kinh, giúp điều trị tổn thương tủy sống và bệnh thoái hóa thần kinh.
• Phát triển thuốc giảm đau không gây nghiện, giúp điều trị bệnh đau thần kinh mãn tính.

Kích thích thần kinh kinh để điều trị bệnh

• Kích thích thần kinh phế vị (VNS) giúp điều trị động kinh, trầm cảm nặng.
• Kích thích tủy sống (SCS) giúp giảm đau mãn tính.

Kết luận

Hệ thần kinh ngoại biên là một phần thiết yếu của cơ thể, giúp đảm bảo sự liên lạc liên tục giữa não bộ và các cơ quan. Nhờ vào sự phát triển của khoa học và công nghệ, con người ngày càng hiểu rõ hơn về hệ thần kinh ngoại biên, từ đó ứng dụng trong y học, phục hồi chức năng và cải thiện chất lượng cuộc sống.