Khám phá bí ẩn: Cấu trúc bộ não người, sơ lược chức năng từng phần

Cấu trúc bộ não con người
Cấu trúc bộ não con người

Mở đầu về hệ thần kinh

Có lẽ tất cả chúng ta, các bạn đọc ở đây đã không còn xa lạ với cụm từ “hệ thần kinh”. Cũng giống như các hệ tiêu hóa, hệ tuần hoàn hay hệ tiết niệu…, hệ thần kinh là một hệ cơ quan lớn và đóng vai trò quan trọng mang tính sống còn trong cơ thể chúng ta. Hệ cơ quan này giống như một hệ thống truyền tải tín hiệu và xử lý thông tin, chỉ đạo hoạt động của tất cả các cơ quan khác trong cơ thể.

Hệ thần kinh, nếu phân loại theo vị trí thì có thể chia ra hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên. Hệ thần kinh trung ương bao gồm não và tủy sống, còn hệ thần kinh ngoại biên thì lại bao gồm các dây thần kinh và hạch thần kinh.

 

Ảnh. Hệ thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên.
Ảnh. Hệ thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên.

Nếu phân loại hệ thần kinh theo chức năng, chúng ta sẽ có hệ thần kinh soma (có thể hiểu nôm na là hệ thần kinh vận động) và hệ thần kinh tự chủ (hay hệ thần kinh thực vật). Nếu như hệ thần kinh soma chịu trách nhiệm cho các hoạt động mà cơ thể chúng ta có thể tùy ý điều khiển được (như sự co duỗi của tay, chân, cử động nháy mắt…), thì hệ thần kinh tự chủ lại chịu trách nhiệm cho những hoạt động mà cơ thể chúng ta không thể điều khiển theo ý mình (như sự đập của tim, nhu động ruột và bài tiết dịch tiêu hóa…).

Cắt ngang não
Hình ảnh: Giải phẫu não

Não, được ví như bộ xử lý trung tâm (CPU) của chính cơ thể con người, có thể nói là cơ quan có cấu trúc phức tạp nhất, không chỉ trong hệ thần kinh, mà trong cả cơ thể con người. Không chỉ có cấu trúc mà các chức năng của não, rất nhiều trong số đó đến nay các nhà khoa học vẫn chưa thể hiểu hết được.

Bài viết này sẽ trình bày một cách khái quát cấu trúc của bộ não người.

Giải phẫu não người

Não là một cơ quan của hệ thần kinh trung ương. Não nằm gọn trong hộp sọ. Giữa hộp sọ bảo vệ và não là 3 lớp màng não, theo thứ tự từ ngoài vào trong bao gồm màng cứng, màng nhện và màng mềm (màng nuôi). Nằm giữa màng nhện và màng mềm có khoang dưới nhện, ở đây chứa dịch não tủy.

Ảnh. Cấu trúc màng não với 3 lớp màng. Bên ngoài là hộp sọ và da đầu.
Ảnh. Cấu trúc màng não với 3 lớp màng. Bên ngoài là hộp sọ và da đầu.

Nhìn một cách khái quát, có thể chia não ra thành 3 bộ phận: Đại não, thân não và tiểu não (được mô tả trong hình dưới).

Ảnh. Mặt cắt não nhìn từ phía trước. Cerebrum: đại não, Pons: cầu não, Spinal cord: tủy sống, Cerebellum: tiểu não, Thalamus: vùng đồi thị, Lateral ventricle: não thất bên, Caudate nucleus: nhân đuôi, 3rd ventricle: não thất III.
Ảnh. Mặt cắt não nhìn từ phía trước. Cerebrum: đại não, Pons: cầu não, Spinal cord: tủy sống, Cerebellum: tiểu não, Thalamus: vùng đồi thị, Lateral ventricle: não thất bên, Caudate nucleus: nhân đuôi, 3rd ventricle: não thất III.

Đại não

Đại não là phần chiếm khối lượng lớn nhất, gồm 2 bán cầu đại não, bán cầu trái và bán cầu phải. Hai bán cầu này được ngăn cách với nhau bởi một rãnh dọc. Một điều khá kỳ lạ là bán cầu đại não trái lại chi phối những cảm giác, vận động… của nửa thân người bên phải và ngược lại. Hai bán cầu đại não được kết nối với nhau nhờ thể chai, có bản chất là một bó chất trắng lớn.

Ảnh. Thể chai nếu nhìn bên (Phần màu đỏ: Corpus callosum).
Ảnh. Thể chai nếu nhìn bên (Phần màu đỏ: Corpus callosum).
Thể chai khi nhìn trên mô hình
Thể chai khi nhìn trên mô hình

Bề mặt ngoài của đại não có rất nhiều rãnh và các nếp nhăn, gọi là vỏ não. Cách rãnh chia đại não ra thành 4 thùy ở mỗi bán cầu: thùy trán, thùy đỉnh, thùy chẩm và thùy thái dương.

Ảnh. Phân chia các thùy đại não. 1. Thùy trán, 2. Thùy đỉnh, 3. Thùy thái dương, 4. Thùy chẩm.
Ảnh. Phân chia các thùy đại não. 1. Thùy trán, 2. Thùy đỉnh, 3. Thùy thái dương, 4. Thùy chẩm.

Mỗi thùy sẽ được chia ra thành các phân thùy nhỏ hơn, mỗi phần đó lại có những chức năng riêng biệt.

Ảnh. Các vùng chức năng quan trọng trên vỏ não được mô tả vị trí chi tiết. Trong đó, vùng vận động ngôn ngữ (vùng số 5) còn được gọi là vùng Broca, bất thường ở vùng này có thể khiến cho bệnh nhân không nói được, dù cho vẫn hiểu tiếng nói. Còn vùng hiểu tiếng nói (vùng số 6) còn có tên gọi khác là vùng Wernicke, bất thường ở vùng này làm cho bệnh nhân không hiểu được tiếng nói và đồng thời cũng không nói được, dù cho vùng Broca hoàn toàn bình thường.
Ảnh. Các vùng chức năng quan trọng trên vỏ não được mô tả vị trí chi tiết. Trong đó, vùng vận động ngôn ngữ (vùng số 5) còn được gọi là vùng Broca, bất thường ở vùng này có thể khiến cho bệnh nhân không nói được, dù cho vẫn hiểu tiếng nói. Còn vùng hiểu tiếng nói (vùng số 6) còn có tên gọi khác là vùng Wernicke, bất thường ở vùng này làm cho bệnh nhân không hiểu được tiếng nói và đồng thời cũng không nói được, dù cho vùng Broca hoàn toàn bình thường.

Chúng ta cũng cần nói đến một cấu trúc đặc biệt, đó là não trung gian (gian não). Lưu ý tránh nhầm lẫn giữa não giữa và não trung gian. Não giữa là một phần của thân não, bao gồm cuống não và củ não sinh tư. Còn não trung gian là phần nằm giữa đại não và thân não, bao gồm vùng đồi thị (thalamus), vùng trên đồi (epithalamus), vùng dưới đồi (subthalamus) và vùng hạ đồi (hypothalamus). Phần này của người phát triển hơn hẳn các động vật có khác.

Ảnh. Hình ảnh mô tả cho ta thấy vị trí tương đối của não trung gian (diencephalon), não giữa (mesencephalon), cầu não (pons) và hành não (medulla oblongata). Brainstem: thân não.
Ảnh. Hình ảnh mô tả cho ta thấy vị trí tương đối của não trung gian (diencephalon), não giữa (mesencephalon), cầu não (pons) và hành não (medulla oblongata). Brainstem: thân não.

Vùng đồi thị giống như một trạm trung gian chuyển tiếp thông tin lên vỏ não và nhận thông tin từ các giác quan khác nhau (trừ mùi). Người ta đã đưa ra giả thuyết rằng vùng đồi thị có chức năng như một bộ lọc thông tin.

Ảnh. Cấu trúc chi tiết tham khảo vùng đồi thị.
Ảnh. Cấu trúc chi tiết tham khảo vùng đồi thị.

Vùng trên đồi bao gồm cuống tuyến tùng, mép cuống tuyến tùng, mép sau và tuyến tùng.

Vùng dưới đồi nằm giữa não giữa và vùng đồi thị, chứa nhân dưới đồi, nhân đỏ và chất đen.

Các nhân hạ đồi nằm trước thành của não thất III, đóng vai trò quan trọng trong chức năng nội tiết, thần kinh thực vật, nội tạng và cân bằng nội môi. Chúng lại được chia nhỏ thành các nhóm nhân trước, giữa và sau. Vùng dưới đồi tiết ra các hormon chi phối tuyến yên, đồng thời chịu trách nhiệm điều hòa cả nhịp tim, huyết áp, nhiệt độ cơ thể và cân bằng nước…

Hệ limbic (hay còn gọi là hệ viền) là một nhóm cấu trúc vỏ và dưới vỏ có liên quan đến ghi nhớ và cảm xúc, cho phép tương tác phức tạp giữa vỏ não, vùng đồi thị, vùng dưới đồi và thân não. Vì không có ranh giới giải phẫu cụ thể, cho nên sẽ không có hình ảnh mô tả hệ này. Hệ limbic quy ước bao gồm hạch hạnh nhân, hồi hải mã, cấu trúc hình vòm, thể núm, hồi đai và hồi cạnh hải mã. Hồi hải mã là một khu vực đóng vai trò quan trọng trong hình thành ký ức – chủ yếu là trí nhớ dài hạn.

Chúng ta cũng cần làm quen với khái niệm não thất. Đó là các khoang chứa dịch não tủy nằm bên trong đại não, được nối thông với nhau. Có tổng cộng 4 não thất tất cả được đánh số I, II, III và IV. Hai não thất I và II còn gọi là não thất bên và chúng được thông với não thất III qua lỗ Monro. Não thất III được nối thông với não thất IV qua ống Sylvius.

Ảnh. Hệ thống não thất với 4 não thất và các đường ống thông với nhau.
Ảnh. Hệ thống não thất với 4 não thất và các đường ống thông với nhau.

Về cơ bản, thành phần của đại não gồm 2 phần: chất trắng và chất xám. Chất trắng về bản chất chủ yếu là sợi trục của các neuron có bao myelin (chính bao myelin là nguyên nhân của màu trắng), còn chất xám có bản chất chủ yếu là thân neuron cộng với các sợi trục của neuron không có bao myelin. Chất xám được tập trung ở vỏ đại não và các nhân mềm. Chất trắng thì nằm gọn bên trong vỏ đại não, điều này ngược với tủy sống, khi mà chất xám thì lại ở bên trong, còn chất trắng nằm bên ngoài.

Ảnh. Hình ảnh phân bố chất trắng và chất xám ở não.
Ảnh. Hình ảnh phân bố chất trắng và chất xám ở não.

Nhân tiện nói về nhân mềm. Các nhân mềm trong đại não bao gồm nhân đuôi, nhân bèo sẫm, nhân bèo (cầu) nhạt, nhân dưới đồi và chất đen. Nhân bèo sẫm và nhân cầu nhạt kết hợp với nhau tạo thành nhân bèo. Trong khi đó, nhân bèo sẫm kết hợp với nhân đuôi tạo thành vùng vân. Các nhân mềm này được tích hợp với vỏ não vận động và tiền vận động, cũng như vùng đồi thị và đóng một vai trò quan trọng trong điều hòa vận động. Parkinson là một bệnh lý rối loạn vận động có nguồn gốc từ sự thiếu hụt các tế bào dopaminergic ở chất đen. Một ví dụ khác ít gặp hơn bệnh Parkinson là bệnh múa giật Huntington, nguyên nhân là do một rối loạn di truyền liên quan đến thoái hóa vùng vân.

Ảnh. Hình ảnh mô tả các nhân mềm. Caudate nucleus: nhân đuôi, Globus pallidus: nhân bèo nhạt, Putamen: nhân bèo sẫm, Subthalamic nucleus: nhân dưới đồi, Substantia nigra: chất đen.
Ảnh. Hình ảnh mô tả các nhân mềm. Caudate nucleus: nhân đuôi, Globus pallidus: nhân bèo nhạt, Putamen: nhân bèo sẫm, Subthalamic nucleus: nhân dưới đồi, Substantia nigra: chất đen.

Thân não

Thân não bao gồm hành não, cầu não và não giữa (trung não).

Ảnh. Ba góc nhìn thân não.
Ảnh. Ba góc nhìn thân não.
Thân não
Hình ảnh: Thân não

Hành não là bộ phận nối trực tiếp với tủy sống, có hình nón cụt ngược. Hành não là cơ quan mang tính sinh mạng của cơ thể con người. Không có nó, chúng ta không thể tồn tại được. Nguyên nhân là bởi trung tâm hô hấp và vận mạch đều nằm ở đây. Đây là 2 hệ cơ quan sinh mạng mà nếu chúng chỉ cần ngừng hoạt động một thời gian ngắn thôi, cơ thể chúng ta sẽ tử vong. Đây cũng là lý do tại sao trong nhiều cuộc thi đấu võ thuật, gáy là một trong những điểm yếu bị cấm tấn công, vì một lực tác động đủ mạnh vào gáy có thể làm hành não tê liệt, gây ngừng hô hấp và tuần hoàn, khiến cho đối thủ tử vong. Ngoài trung tâm vận mạch và hô hấp, hành não còn có trung tâm liên quan đến ăn uống, điều hòa sự phóng thích glucose ở gan.

Giải phẫu tủy sống của con người
Giải phẫu tủy sống của con người

Cầu não nằm ở cao hơn hành não. Ở đây có những khu vực kiểm soát hoạt động của mắt và mặt, thông qua các dây thần kinh sọ não. Cả hành não và cầu não đều có cấu tạo chất xám ở trong, chất trắng ở ngoài tương tự như tủy sống.

Cắt ngang não
Hình ảnh: Cắt ngang não

Não giữa bao gồm cuống não và củ não sinh tư. Não giữa điều hòa các phản xạ thị giác, thính giác và cân bằng khi vận động. Khi bạn nhắm mắt và nghe được âm thanh, bạn có thể xác định được hướng phát ra của nguồn âm thanh đó mà không cần mở mắt. Đó là nhờ vai trò của của não sinh tư, cụ thể là 2 củ dưới với chức năng định hướng âm thanh. Còn 2 củ trên của củ não sinh tư có chức năng định hướng thị giác, giúp bạn nhận biết được hướng phát ra ánh sáng của nguồn sáng ngay cả khi nhắm mắt. Nhân đỏ và nhân đen của não giữa chịu trách nhiệm điều hòa trương lực cơ và tư thế vận động.

Bài viết này tạm thời chưa kể đến 12 đôi dây thần kinh sọ.

Tiểu não

Tiểu não nằm phía sau thân não, trông hơi giống như tách biệt hẳn với các phần còn lại của não.

Ảnh. Hai góc nhìn tiểu não.
Ảnh. Hai góc nhìn tiểu não.

Vai trò chủ yếu của tiểu não là tham gia vào điều chỉnh chuyển động cho phép cơ thể phối hợp các động tác chính xác. Giống như đại não có những rãnh và nếp cuộn, tiểu não cũng có những lá và rãnh của riêng nó.

Cắt ngang tiểu não
Cắt ngang tiểu não

 

Lưu ý: Bài viết này chỉ giới thiệu những nét rất sơ lược và khái quát về cấu trúc của não bộ con người.