Bài giảng Sinh lý các cơ quan cảm giác

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên: TS. Trần Thị Bình Nguyên f g + https://www.facebook.com/binhnguyencnsh binhnguyencnsh@gmail.com 094 466 1010 SINH HỌC NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT Biology of Human and Animal Ý NGHĨA & QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CƠ QUAN CẢM GIÁC Da và nội tạng CẢM GIÁC VỊ GIÁC CƠ QUAN CẢM GIÁC Khứ giác CƠ QUAN CẢM GIÁC Thính giác và thăng bằng (tai) SINH LÝ CÁC CƠ QUAN CẢM GIÁC CƠ QUAN CẢM GIÁC Thị giác (mắt) Ý NGHĨA & QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 1 2 Ý NGHĨA SỰ PHÁT TRIỂN 3 TÍNH CHẤT HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THỤ CẢM 1 Ý NGHĨA 1 Các cơ quan cảm giác là các cơ quan chuyên trách gồm những tế bào đã đ ư ợc biệt hóa để tiếp nhận mọi dạng kích thích từ môi tr ư ờng bên ngoài và bên trong c ơ thể Ở người, nhờ sự hoàn thiện về cấu tạo của các cơ quan cảm giác và của hệ thần kinh cao hơn, phức tạp hơn so với thế giới động vật, con người ngoài những bản năng, tập tính còn có quá trình t ư duy trừu tượng 2 SỰ TIẾN HÓA 2 Chức năng cảm giác của các động vật đơn bào, có thể được bắt đầu bằng sự xuất hiện các vùng cảm giác đặc biệt nằm trên bề mặt màng tế bào có khả năng đáp ứng lại sự tác động từ bên ngoài bằng quá trình khử cực màng cũng nh ư các biểu hiện khác của trạng thái kích thích tại chỗ. Ở các động vật đa bào trong qua trình biệt hóa các mô đã tách ra các tế bào chuyên thực hiện chức năng thụ cảm. Chúng được phát triển từ biểu mô và cùng với các tận cùng thần kinh tạo ra các cấu trúc phức tạp và hoàn thiện hơn. Do đó, khả năng tiếp nhận những biến đổi của môi trường và sự đáp ứng lại cũng chính xác hơn. 2 SỰ TIẾN HÓA 3 CẤU TẠO CHUNG CƠ QUAN CẢM GIÁC 1. Bộ phận ngoại biên Bộ phận này gồm có những tế bào cảm giác chuyên biệt với từng loại kích thích khác nhau của môi trường, gọi là các Receptor. 2. Bộ phận dẫn truyền Bộ phận này gồm có các dây thần kinh làm nhiệm vụ dẫn truyền thông tin từ các tế bào cảm giác về trung ương thần kinh. 3. Bộ phận trung ương Bộ phận này là các cấu trúc tương ứng trong hệ thần kinh trung ương, làm nhiệm vụ tích hợp các thông tin truyền về, đồng thời phát thông tin đến các cơ quan t ư ơng ứng để đáp ứng lại những kích thích của môi trường. 2 SỰ TIẾN HÓA 4 CÁC VÙNG CẢM GIÁC Ở VỎ NÃO THEO BRODMANN Vùng cảm giác thân thể : nằm tại thùy đỉnh, sau rãnh trung tâm bao gồm: Vùng S-I (vùng 1, 2, 3): nhận cảm giác của hầu hết các phần thân thể Vùng S-II (vùng 40): ít quan trọng, chỉ nhận cảm giác của cẳng chân, cánh tay và mặt. Vùng thị giác nằm ở thùy chẩm: gồm vùng thị giác s ơ cấp (vùng 17) và vùng thị giác thứ cấp (vùng 18, 19). Vùng thính giác nằm ở thùy thái d ư ơng: gồm thính giác s ơ cấp (vùng 41, 42) và vùng thính giác thứ cấp (vùng 22). 2 SỰ TIẾN HÓA 5 CÁC VÙNG CẢM GIÁC Ở VỎ NÃO THEO BRODMANN Vùng vị giác nằm ở hồi đỉnh lên (vùng 43) Vùng khứu giác (vùng 28) Vùng liên hợp cảm giác nhận các tín hiệu từ các vùng cảm giác sơ cấp và các vùng khác của não. Tích hợp, phân tích, lưu giữ trí nhớ cảm giác, tạo đáp ứng thích hợp tổn thương vùng này sẽ mất nhận thức về đồ vật, người, bản thân mình Vùng phối hợp cảm giác thân thể và tích hợp chung : vùng 5, 7, 39, 40 Vùng phối hợp thị giác: vùng 18, 19 Vùng phối hợp thính giác: vùng 22 Vùng Wernicke: nằm ở bán cầu không ưu thế, phân tích ngôn ngữ, phối hợp lời nói và cảm xúc 2 SỰ TIẾN HÓA 6 CÁC VÙNG CẢM GIÁC Ở VỎ NÃO THEO BRODMANN Đặc điểm chung các vùng cảm giác ở vỏ não là: Nhận cảm giác của nửa người đối bên. Mỗi phần cơ thể có hình chiếu t ư ơng ứng, diện tích hình chiếu tỷ lệ với số l ư ợng các receptor của phần đó, các vùng phía trên của vỏ não nhận cảm giác của các cơ quan, bộ phận ở phần dưới của cơ thể và ngược lại. 2 SỰ TIẾN HÓA 7 2 SỰ TIẾN HÓA 8 CÁC VÙNG CHỨC NĂNG TRÊN VỎ NÃO 3 TÍNH CHẤT HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THỤ QUAN 9 1. Khả năng hưng phấn Các bế bào thụ cảm có hưng tính hay là sự nhạy cảm cao đối với kích thích chuyên biệt. Nếu các kích thích này đạt tới “ ngưỡng ”, các tế bào thụ cảm lập tức chuyển từ trạng thái nghỉ ngơi sinh lý sang trạng thái hoạt động. Trong quá trình phát triển chủng loại các tế bào thụ cảm của các cơ quan phân tích khác nhau, hoặc các loài khác nhau thường có được một giới hạn thu nhận nhất định đối với các kích thích. Nguyên lý chung của quá trình hưng phấn của các thụ quan khi tiếp nhận kích thích là làm xuất hiện những điện thế hay là các xung thần kinh. 3 TÍNH CHẤT HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THỤ QUAN 10 MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA CƯỜNG ĐỘ KÍCH THÍCH VÀ MỨC ĐỘ CẢM GIÁC Weber (1831) đã đưa ra công thức: K=dI/I Trong đó: I là cường độ kích thích ban đầu dI là cường độ kích thích tăng lên hoặc giảm bớt. Theo Weber, một sự thay đổi (tăng hoặc giảm) cường độ kích thích sẽ chỉ gây ra đ ư ợc một sự khác biệt về cảm giác (nhận biết được) khi đạt tới một giá trị tối thiểu K xác định đối với từng loại thụ quan. Ví dụ: Đối với thụ quan áp lực da bàn tay ng ư ời, K=0,03, nghĩa là khi cầm một vật nặng 100g mà muốn gây đ ư ợc sự nhận biết nặng hơn của một vật tương tự, thì vật này phải tăng thêm 100g × 0,03=3g. Vật ban đầu là 200g thì tăng thêm 6g, 600g thì tăng thêm 18g. 3 TÍNH CHẤT HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC THỤ QUAN 11 SỰ THÍCH NGHI CỦA CÁC THỤ QUAN Các tế bào thụ cảm ở các cơ quan phân tích có khả năng thích nghi với cường độ kích thích. Biểu hiện của đặc điểm này là sự giảm dần mức độ cảm giác đối với các kích thích kéo dài hoặc thường xuyên, mặc dù các kích thích có cường độ tới ngưỡng. Sự thích nghi là “sự quen dần” với các kích thích như âm thanh, ánh sáng, mùi vị CƠ QUAN CẢM GIÁC DA VÀ NỘI TẠNG 1 2 CHỨC NĂNG DA CẢM GIÁC XÚC GIÁC R eceptor Đ ặc điểm C ảm giác thô sơ C ảm giác tinh vi 3 CẢM GIÁC NHIỆT ĐỘ 4 ĐẶC ĐIỂM CẢM GIÁC ĐAU 5 CẢM GIÁC NỘI TẠNG 1 CHỨC NĂNG CỦA DA 12 Các thể thụ cảm và chức năng chung của da: Da (Cutis) là bộ phận bao bọc bên ngoài cơ thể. Diện tích trung bình của da người khoảng 1,5m Các thể thụ cảm của da Ở da người và thú không có các tế bào thụ cảm riêng biệt. Các đầu mút thần kinh cảm giác tỏa ra một cách tự do trên da, ví dụ: đầu mút dây số V và dây tủy sống C2 phân bố ở vùng da gáy, đầu mặt, để tiếp nhận các kích thích khác nhau từ môi trường. 1 CHỨC NĂNG CỦA DA 13 HÌNH CHIẾU TRÊN DA CỦA CÁC DÂY THẦN KINH TỦY SỐNG VÀ DÂY SỐ V (C: CỔ, L: LƯNG, S: CÙNG) 1 CHỨC NĂNG CỦA DA 14 Da có ba chức năng chính: Chức năng bảo vệ: chống lại các tác dụng cơ học vừa, chống sự xâm nhập của vi khuẩn và chất độc. Chức năng trao đổi: chất như bài tiết mồ hôi, điều hòa thân nhiệt, làm nhiệm vụ hô hấp. Chức năng cảm giác: da được coi là cơ quan xúc giác nói chung, và là cơ quan cảm giác nhiệt và đau. Trên toàn bộ bề mặt da có khoảng 500.000 điểm thu nhận kích thích cơ học, 250.000 – nhiệt độ lạnh, 30.000 – nhiệt độ nóng, 3.500.000 – gây đau. Các điểm này phân bố không đều trên toàn bộ bề mặt da. 2 CẢM GIÁC XÚC TÁC 15 Receptor xúc giác Tiếp nhận sự va chạm, áp suất, rung động, ngứa, nhột. 2 CẢM GIÁC XÚC TÁC 16 Một số đầu dây thần kinh tự do. Các tiểu thể Meissner ở đỉnh các gai da, nhiều nhất ở đầu ngón tay, ngón chân, lòng bàn tay, đầu lưỡi, môi, núm vú. Các đĩa Merkel ở dưới lớp biểu bì da. Các tận cùng có myelin và không có myelin ở chân lông. Các tiểu thể Pacini ngay dưới da, lớp sâu của da, trong mô liên kết rất nhạy cảm với sự biến dạng và sự rung động. 2 CẢM GIÁC XÚC TÁC 17 Đặc điểm của cảm giác xúc giác Cảm giác xúc giác được tiếp nhận bởi nhiều loại receptor, phân bố không đều trên cơ thể và có khả năng thích nghi nhanh – chậm khác nhau Các cảm giác xúc giác tinh tế được dẫn truyền với tốc độ nhanh, xúc giác thô sơ được dẫn truyền với tốc độ chậm. Luyện tập làm tăng khả năng xúc giác: người mù, diễn viên 2 CẢM GIÁC XÚC TÁC 18 Cảm giác thô sơ Cảm giác thô sơ ma sát (tiếp xúc) do các thể Meissner thu nhận, chúng phân bố trên da và một số niêm mạc ở miệng, hóc mũi Cảm giác thô sơ áp lực do các thể Paccini thu nhận, được phân bố ở lớp sâu của da và ở cả gân, dây thẳng, phúc mạc, mạc treo tuột bên trong cơ thể. 2 CẢM GIÁC XÚC TÁC 19 Cảm giác tinh vi Loại cảm giác này được coi là cảm giác nông có ý thức, bởi vì nhờ nó mà ta nhận biết và phân biệt được các kích thích xúc giác tinh tế như lần biết chữ nổi, hướng chuyển động trên da Loại cảm giác này cũng do các tiểu thể như của cảm giác thô sơ thu nhận. Nhưng sau khi theo các dây thần kinh tủy vào sừng xám của tủy sống, chúng đ ư ợc truyền lên thùy đỉnh của đại não qua bó Goll và Burdach. 3 CẢM GIÁC NHIỆT ĐỘ 20 Đặc điểm của cảm giác nhiệt độ: Cảm giác tương đối về chênh lệch nhiệt độ của cơ thể với vật tiếp xúc. Mang tính chủ quan, cá thể. Mật độ các receptor nhiệt rất thưa thớt nên cần có hiện tượng cộng kích thích 4 ĐẶC ĐIỂM CỦA CẢM GIÁC ĐAU 21 Receptor tiếp nhận cảm giác đau không có tính thích nghi. Cảm giác đau hay đi kèm với cảm giác xúc giác. Cảm giác đau cấp th ư ờng xác định vị trí chính xác hơn cảm giác đau chậm (đau tạng). Có nhiều tác nhân gây đau nhưng dù tác nhân nào thì cũng gây đau do tổn thương mô, do thiếu oxy mô hoặc do co c ơ . 4 ĐẶC ĐIỂM CỦA CẢM GIÁC ĐAU 22 5 CẢM GIÁC NỘI TẠNG 23 Các nội quan của cơ thể cũng có các thụ cảm thể. Các thụ cảm thể này tiếp nhận những kích thích về nhiệt độ, ma sát, áp lực, thành phần hóa học và tạo nên các xung cảm giác nội tạng. Các xung cảm giác nội tạng có ý nghĩa sinh học quan trọng trong việc tự điều chỉnh và điều hòa các hoạt động của nội quan. Có 4 loại thụ cảm thể gây ra 4 loại cảm giác chính : Cảm giác cơ học Cảm giác nhiệt độ Cảm giác hóa học Cảm giác đau CẢM GIÁC VỊ GIÁC 1 2 RECEPTOR ĐẶC ĐIỂM CỦA CẢM GIÁC VỊ GIÁC 1 RECEPTOR 24 Receptor vị giác là các nụ vị giác nằm trên các nhú vị giác ở lưỡi. Các nụ vị giác phân bố gồm 40 - 60 tế bào (gồm tế bào vị giác, tế bào biểu mô và các tế bào chống đỡ). Mỗi nụ vị giác có một lỗ nhỏ cho các phân tử hóa học trong thức ăn đi vào bên trong nụ vị giác, kích thích các receptor của các tế bào vị giác hướng về các lỗ nhỏ. Mỗi nụ vị giác có thể đáp ứng với từ hai vị khác nhau trở lên tuy nhiên có loại chỉ nhạy cảm 1 – 2 vị 1 RECEPTOR 25 RECEPTOR VỊ GIÁC 1 RECEPTOR 26 DẪN TRUYỀN VỊ GIÁC VÀ TRUNG TÂM NHẬN CẢM VỊ GIÁC 2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CẢM GIÁC VỊ GIÁC 27 Cảm giác vị giác có tính thích nghi rất nhanh, do khả năng của receptor, hệ thần kinh. Sự thích hay không thích một vị nào đó có liên quan đến nhu cầu, trí nhớ cần có vị đó (ví dụ thèm và ưa vị ngọt khi đường huyết hạ, thèm và thích vị mặn khi thiếu muối), kinh nghiệm và là phản xạ thần kinh trung ương. Cảm giác vị giác chịu ảnh h ư ởng của các cảm giác khác: Cảm giác khứu giác, thị giác làm tăng cảm giác vị giác, cảm giác lạnh làm tăng cảm giác ngọt, sự có mặt của ít muối làm tăng cảm giác ngọt của glucose. Thức ăn thô ráp, quá cay gây đau. CƠ QUAN CẢM GIÁC KHỨU GIÁC 1 2 CẤU TẠO TẾ BÀO THỤ CẢM VÀ DÂY THẦN KINH SỰ PHÁT TRIỂN 3 CẢM GIÁC KHỨU GIÁC 4 ĐỘ NHẠY CẢM 1 CẤU TẠO CÁC TẾ BÀO THỤ CẢM VÀ DÂY THẦN KINH KHỨU GIÁC 28 Bộ phận thụ cảm khứu giác là những tế bào khứu nằm ở lớp biểu mô của màng nhầy. Các tế bào có sợi trục xuyên qua lỗ sàng của xương bướm làm thành dây khứu giác (dây số 1: n.olfactorius) chạy vào hành khứu, rồi vào não khứu (enthorinal cortex) nằm phía dưới đại não, trên hồi hải mã (hippocampus) và nhân hạnh nhân (Amygdala). Ngoài ra một số trung tâm ở não trung gian (vùng trên đồi não – epithalamus, vùng dưới đồi não – hypothalamus, thể vú – corpora mamillaria) cũng tham gia điều hòa chức năng khứu giác 1 CẤU TẠO CÁC TẾ BÀO THỤ CẢM VÀ DÂY THẦN KINH KHỨU GIÁC 29 2 SỰ PHÁT TRIỂN 30 Ở những động vật bậc thấp (như côn trùng) Khứu giác rất quan trọng và có ý nghĩa sinh học lớn đối với đời sống của chúng. Khứu giác giúp côn trùng nhận biết mùi thức ăn và mùi của đồng loại khác giới ở những khoảng cách xa. Ở động vật bậc cao cơ quan: khứu giác phát triển không đều Một số nhóm phát triển kém như một số loài chim, linh trưởng Một số nhóm phát triển rất nhạy như chuột, chó, mèo. Tế bào thụ cảm khứu giác Là những tế bào lưỡng cực có đường kính khoảng 2-5 micromet làm cho diện tiếp xúc với mùi (chất bay hơi) tăng lên. 3 CẢM GIÁC KHỨU GIÁC 31 Cảm giác khứu giác xuất hiện khi các tế bào thụ cảm nhận đ ư ợc kích thích thông qua sự tiếp xúc với các thể hơi (do vật chất bốc hơi) hoặc các hạt rất nhỏ được mang theo không khí hô hấp qua đường mũi. Khi thở ra không khí tác dụng vào khoang sau của mũi cũng gây kích thích, nhưng khi hít vào rất nhẹ qua mũi hay qua miệng không gây ra cảm giác khứu giác. Để có cảm giác khứu giác mạnh rõ ràng, mùi của một chất nào đó cần hít vào nhanh và mạnh để luồng không khí tác dụng mạnh vào khoang mũi trên có các thụ cảm thể khứu giác. 3 CẢM GIÁC KHỨU GIÁC 32 VỊ TRÍ NÃO KHỨU TRONG NÃO BỘ 4 ĐỘ NHẠY CẢM 33 Khứu giác có độ nhạy cảm khá cao. Ví dụ: Ở người có thể ngửi đ ư ợc những chất có nồng độ rất thấp, chẳng hạn với long não, ete, vanillin, n ư ớc hoa Ở một số động vật: có khả năng nhạy cảm cao h ơ n. Ví dụ: Chó biên phòng, chó trinh sát, lợn rừng Theo Stuart: Một tế bào thụ cảm khứu giác của người có thể nhận được mùi thối của phân khi có 8 phân tử mùi tác động vào. Thụ quan khứu giác có tính thích nghi với mùi rất nhanh. CƠ QUAN CẢM GIÁC THÍNH GIÁC & THĂNG BẰNG (TAI) 1 2 SỰ PHÁT TRIỂN CƠ QUAN VÀ CÁ THỂ CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG TAI 3 CƠ QUAN THÍNH GIÁC 4 CẢM GIÁC THĂNG BẰNG (CẢM GIÁC TIỀN ĐÌNH) 1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CƠ QUAN THÍNH GIÁC – THĂNG BẰNG 34 Cơ quan cảm giác thính giác và thăng bằng nằm trong hốc xương thái dương, có cấu tạo phức tạp. Bộ phận chính là mê lộ (Labyrinthus) đảm nhiệm chức năng thính giác và thăng bằng cho cơ thể. Mê lộ gồm phần thính giác và phần tiền đình. Mê lộ nằm ở tai trong, hỗ trợ cho hai chức năng này là tai ngoài và tai giữa. 1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CƠ QUAN THÍNH GIÁC – THĂNG BẰNG 35 Ở động vật không xương sống: Cơ quan cảm giác thính giác và thăng bằng còn kém phát triển, chưa có cấu tạo hoàn chỉnh. Chẳng hạn ở nhuyễn thể cơ quan thăng bằng chỉ là một túi chứa nội dịch, mặt trong của túi có lớp tế bào cảm giác. Cá miệng tròn: Túi nội dịch biến thành những vòng bán khuyên với một hoặc hai vòng. 1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CƠ QUAN THÍNH GIÁC – THĂNG BẰNG 36 Cá xương: Đã có 3 vòng bán khuyên với một tai trong đơn giản và bắt đầu xuất hiện cơ quan thính giác. Hai bên thân đã có cơ quan “đường bên” để giữ thăng bằng. Các tế bào nhận cảm giác thăng bằng nằm xen lẫn với các tế bào nâng đỡ tạo thành cơ quan nhận cảm. Lớp lưỡng cư: Có thêm tai giữa. Lớp bò sát, chim: Bắt đầu hình thành tai ngoài. Lớp động vật có vú: Cơ quan thính giác và thăng bằng mới phát triển đầy đủ. 1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CƠ QUAN THÍNH GIÁC – THĂNG BẰNG 37 Cấu tạo cơ quan đường bên của cá (cơ quan cupula) 1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CƠ QUAN THÍNH GIÁC – THĂNG BẰNG 38 Sự phát triển cá thể Trong giai đoạn bào thai ở người, quá trình phát triển chủng loại được lặp lại. Tuần lễ thứ ba: Hai bên bọng não sau xuất hiện hai bọng thính giác bắt nguồn từ lá ngoại phôi bì. Đó là mầm mống của mê lộ màng tai trong. Từ sau tuần thứ ba: tai giữa và tai ngoài hình thành dần dần, đồng thời với sự phát triển của tai trong. Tháng thứ 6: mê lộ xương mới xuất hiện đầy đủ. 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 39 Cơ quan nhận cảm cảm giác thính giác: 3 phần Phần ngoại vi là tai Tai ngoài: Giúp định h ư ớng, thu nhận âm thanh Tai giữa: Truyền âm Tai trong: Bắt đầu nhận cảm, phân tích âm thanh Phần dẫn truyền Trung ư ơng. 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 40 CẤU TẠO CỦA TAI NG Ư ỜI 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 41 Cấu tạo của tai ngoài: Vành tai đ ư ợc cấu tạo từ mô sụn đàn hồi, có da bọc kín. Ống tai ngoài dài khoảng 2 cm gồm ống sụn phía ngoài, chiếm 1/3 độ dài chung. Da của phần ống sụn có nhiều tuyến nhờn và một loại tuyến đặc biệt tiết chất thải màu vàng tạo thành dáy tai. Phần này còn có lông mọc để ngăn cản vật lạ lọt vào trong tai. Phần ống xương phía trong chiếm 2/3 độ dài. Da phủ ống x ư ơng mỏng có liên quan với mặt ngoài màng nhĩ Màng nhĩ căng xiên ở đầu trong ống tai, đó là giới hạn giữa tai ngoài và tai giữa. Màng nhĩ có hình hơi bầu dục với đ ư ờng kính khoảng 10 mm. Màng hơi lõm, phía lõm h ư ớng ra ngoài. Màng cấu tạo bởi mô sợi, xung quanh là các bó sợi vòng, giữa là các bó sợi hình tia. 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 42 Chức năng của tai ngoài Vành tai có tác dụng đón nhận âm thanh, còn ống tai thì hướng sóng âm thanh vào màng nhĩ. Nếu nguồn tiếng động xuất phát ở phía phải hoặc phía trái cơ thể thì tiếng động đến tai ở gần nhanh hơn tai phía đối diện khoảng vài phần trăm giây, làm cho cơ thể phân biệt được Màng nhĩ sẽ rung khi tiếng động tác động vào. Do cấu tạo không đồng nhất, độ căng của các sợi không đồng đều, màng nhĩ sẽ rung theo tần số phù hợp với tần số sóng âm tác động vào. Những sóng âm có tần số phù hợp với tần số rung của màng nhĩ (chiều dài bước sóng) sẽ được nghe rõ nhất. 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 43 Tai giữa gồm: xoang nhĩ và các xương, ống nhĩ – hầu và các nang chũm Cấu tạo xoang nhĩ: Xoang nhĩ có thể tích khoảng 1 cm. Phía bên trong có hai cửa: Cửa tròn và cửa bầu dục. Phía bên ngoài là màng nhĩ. Xoang nhĩ có lỗ thông với ống nhĩ – hầu. Trong xoang nhĩ có 3 xương nhỏ liên hệ với nhau. Xương búa, xương đe và xương bàn đạp. Các xương này có nhiệm vụ khuếch đại và truyền dao động sóng âm từ màng nhĩ vào tai trong. Xoang nhĩ có hai cơ là c ơ căng màng nhĩ và cơ cố định xương bàn đạp, 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 44 Cấu tạo ống nhĩ – hầu: Ống nhĩ – hầu (Tuba Auditiva Eustachi) dài khoảng 3cm, rộng 2mm nối thông xoang nhĩ với phần mũi – hầu ở thành bên khoang miệng. Bình th ư ờng đoạn phía hầu xẹp xuống, đóng kín. Khi nuốt nó được mở ra làm không khí lọt vào xoang nhĩ. Điều đó đảm bảo cho áp lực trong xoang nhĩ cân bằng với áp lực khí quyển, có tác dụng làm thuận lợi cho sự truyền dao động sóng âm từ màng nhĩ vào tai trong và bảo vệ màng nhĩ khi có tiếng động mạnh. Cấu tạo nang chũm: Là những xoang nhỏ nằm sâu trong phần chũm của xương thái dương. Các xương thông với nhau thành một hệ thống và thông với xoang nhĩ. Tuổi càng cao, các xoang càng rộng h ơ n. 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 45 Tai trong là bộ phận cấu tạo phức tạp nhất, thực hiện hai chức năng chính là cảm giác thính giác ( phần ốc tai) và cảm giác thăng bằng ( phần tiền đình). Toàn bộ tai trong nằm sâu trong xương thái dương, được gọi chung là mê lộ (labyrinthus) gồm mê lộ xương và mê lộ màng Mê lộ xương: 3 phần Phía trên là các vòng bán khuyên. Giữa là bộ phận tiền đình. Phía dưới là ốc tai. Cả ba phần có liên hệ với nhau và ngâm trong túi dịch ngoại bào. Mê lộ thông với tai giữa qua cửa sổ tròn và cửa sổ bầu dục 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 46 Mê lộ màng: Cấu tạo bởi mô liên kết sợi, mặt trong có lớp tế bào thượng bì dẹp. Trong có chứa dịch nội bào. Phần mê lộ màng ở khoang tiền đình gồm hai túi: túi cầu thông với phần màng ốc tai, túi bầu thông với phần bán khuyên. Phần mê lộ màng ở phía các vòng bán khuyên in hình theo mê lộ xương bán khuyên. Phần mê lộ màng ốc tai gồm hai màng tạo thành một ống hẹp lồng vào xương ốc tai: màng phía trên mỏng gọi là màng tiền đình (hay màng Reissner), màng dưới dày hơn là màng nền. 2 CẤU TẠO VÀ CHỨC NĂNG CỦA TAI 47 Hai màng này phân ống ốc tai thành 3 ống nhỏ: Ống trên thông với tiền đình gọi là thang tiền đình. Ống dưới thông ra đến cửa sổ tròn gọi là thang màng nhĩ. Ống giữa thông ra túi cầu ở khoang tiền đình gọi là ống màng. Ở phần đỉnh ốc tai hai màng tiền đình và màng nền nối liền với nhau tạo thành ống màng. Đầu ống màng cách đỉnh ốc tai một khoảng để thang tiền đình và thang màng nhĩ thông với nhau, gọi là lỗ Helicotrema. Ống màng chứa dịch nội bào, thang tiền đình và thang màng nhĩ chứa dịch ngoại bào. 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 48 Thụ cảm thể thính giác Receptor âm thanh là các tế bào Corti ở tai trong có hệ thống lông rất nhạy cảm với các kích thích cơ – điện. Âm thanh theo tai ngoài > màng nhĩ > hệ thống xương > cửa sổ bầu dục > chuyển động dịch trong ốc tai > rung màng tiên đình và màng đáy > chuyển động sợi lông và màng mái trái chiều > khử cực màng tế bào lông > giải phóng glutamate > gây điện thế hoat động tế bào hai cực / hạch xoắn > dây ốc tai về trung ương. Khi các tế bào lông nghiêng về thang tiền đình thì các kênh kali mở ra và tế bào bị khử cực; khi nghiêng về hướng ngược lại thì các kênh kali đóng lại và tế bào bị ư a phân cực. 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 49 THỤ CẢM THỂ THÍNH GIÁC 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 50 Sự truyền sóng âm Kích thích thính giác có bản chất vật lý (sóng âm). Tai người nhận cảm được các âm có tần số từ 16 đến khoảng 20.000 Hz. Giới hạn trên có thể bị giảm xuống còn 5000 Hz ở người có tuổi. Sóng âm qua ống tai ngoài vào tới màng nhĩ, làm rung màng nhĩ. Vành tai và ống tai ngoài tạo thành một cái phễu có tác dụng định hướng nguồn âm và khuếch đại sóng âm do cộng h ư ởng. Rung động của màng nhĩ được chuỗi xương nhỏ trong hòm màng nhĩ (tai giữa) truyền tới cửa sổ bầu dục. 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 51 Tai giữa đảm bảo truyền âm từ môi trường khí (cản âm kém) sang môi trường dịch (cản âm nhiều). Năng lượng của sóng âm không bị giảm vì âm đ ư ợc truyền từ màng nhĩ có diện tích lớn (50 mm 2 ) sang cửa sổ bầu dục có diện tích nhỏ hơn (3 mm 2 ) và nhờ các xương nhỏ hoạt động như một hệ thống đòn bẩy (khuếch đại lên 1,3 lần). Hai cơ căng màng nhĩ và cơ căng xương bàn đạp ở tai giữa có tác dụng điều chỉnh việc truyền các âm có tần số thấp, bảo vệ tai khỏi các âm có cường độ lớn, giảm các tạp âm, giảm sự cộng hưởng trong tai giữa và làm các âm trầm không che lấp các âm cao. 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 52 Sự truyền sóng âm từ màng nhĩ qua xương búa, xương đe, xương bàn đạp đến cửa sổ bầu dục và ốc tai 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 53 SỰ TRUYỀN SÓNG ÂM 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 54 Sự truyền sóng âm Từ cửa sổ bầu dục vào trong là tai trong (hay mê cung). Tai trong có tiền đình tai nhận cảm thăng bằng và ốc tai nhận cảm âm. Ốc tai gồm ba ống nằm chồng lên nhau: Trên cùng là thang tiền đình (chứa ngoại dịch), ở giữa là thang giữa (chứa nội dịch có nhiều kali hơn ngoại dịch) và dưới cùng là thang hòm nhĩ (chứa ngoại dịch). Thang tiền đình và thang giữa được ngăn cách bởi màng tiền đình (màng Reissner); thang giữa và thang hòm nhĩ được ngăn cách bởi màng đáy. 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 55 SỰ TRUYỀN SÓNG ÂM 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 56 Các thuyết về sự thu nhận âm thanh Thuyết cộng hưởng của Hemholz (1863) Thuyết microphone của Reserford Thuyết hiện đại: Sự cộng hưởng của cả màng nền, của dịch ngoại bào trong thang tiền đình và thang nhĩ, của dịch nội bào trong ống màng. Với âm thấp, sự cộng hưởng lan tỏa rộng trên màng và ống dịch làm cho tế bào thụ cảm ở cơ quan Corti hưng phấn nhiều tạo ra tần số xung động thần kinh t ư ơng tự. Với âm cao, sự cộng hưởng diễn ra trên đoạn màng cơ sở và ống dịch ngắn hơn thu về phía đầu ốc tai làm cho số tế bào thụ cảm hưng phấn ít hơn, nghĩa là tần số âm thanh truyền vào đã bị biển đổi 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 57 MÔ HÌNH SỰ LAN TRUYỀN CỦA ÂM THANH THEO MÀNG NỀN TRONG ỐC TAI 3 CẢM GIÁC THÍNH GIÁC 58 Đ ư ờng dẫn truyền cảm giác thính giác 4 CẢM GIÁC THĂNG BẰNG (CẢM GIÁC TIỀN ĐÌNH) 59 Khi cơ thể vận động thay đổi vị trí trong không gian hoặc thay thế tư thế, ở bộ máy tiền đình (gồm phần tiền đình và các vòng bán khuyên của tai trong) sẽ xuất hiện các cảm giác thăng bằng để hình thành những phản xạ vận động phối hợp, nhằm duy trì sự thăng bằng của cơ thể. Thụ quan thăng bằng: tiền đình và các vòng bán khuyên hợp lại thành bộ máy tiền đình 4 CẢM GIÁC THĂNG BẰNG(CẢM GIÁC TIỀN ĐÌNH) 60 Cấu tạo các thụ quan thăng bằng A: Lát cắt ngang qua túi bầu dục B: Xoay 90 C: Cấu tạo chi tiết của một tế bào thụ cảm thăng bằng 4 CẢM GIÁC THĂNG BẰNG(CẢM GIÁC TIỀN ĐÌNH) 61 Các ống bán khuyên, túi bầu dục và túi cầu 4 CẢM GIÁC THĂNG BẰNG(CẢM GIÁC TIỀN ĐÌNH) 62 Cơ quan nhận cảm Cupula ở phần chân của 3 ống bán khuyên CƠ QUAN CẢM GIÁC THỊ GIÁC (MẮT) 1 2 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN Phát triển chủng loại Phát triển cá thể CẤU TẠO CỦA MẮT Cấu tạo cầu mắt Cấu tạo hỗ trợ 3 HỆ THỐNG QUANG HỌC CỦA MẮT 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 63 Mắt là c ơ quan nhận kích thích ánh sáng và là bộ máy quang học để thu nhận hình ảnh. Mắt gồm cầu mắt, thần kinh thị giác và các bộ phận cấu tạo hỗ trợ xung quanh cầu mắt. Sự phát triển chủng loại Ở những động vật đ ơ n bào tuy ch ư a có c ơ quan thị giác nh ư ng cũng đã có khả năng phản ứng với ánh sáng nh ư amip. Ở giun đất đã xuất hiện c ơ quan thụ cảm ánh sáng và đ ư ợc trải trên mặt da, nhất là phần đầu. Những động vật này ch ư a có cấu tạo mắt mà thông c ơ quan thụ cảm ánh sáng bằng cách h ư ớng động d ư ơng (về phía ánh sáng) hay h ư ớng động âm (tránh ánh sáng) tùy theo yêu cầu của đời sống. 1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 64 Ở những động vật đa bào cao hơn, cơ quan thụ cảm ánh sáng tập trung lại trong một hố ở phần đầu. Có thể coi đây là cấu tạo đầu tiên của mắt. Từ cấu tạo đ ơ n giản đầu tiên này phát triển thành kiểu mắt kép ở côn trùng. Hình ảnh xung quanh đ ư ợc thụ nhận từng phần qua từng mắt đ ơ n rồi ghép lại 1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 65 CẤU TẠO MẮT KÉP Ở CÔN TRÙNG 1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 66 Đến động vật có xương sống, mắt có cấu tạo là mắt đơn, hình ảnh thu nhận một cách tổng thể. Lớp võng mạc có chứa các tế bào thụ cảm ánh sáng được hình thành trực tiếp từ bọng não trước chứ không phải từ lá ngoại phôi. Ở lớp cá chỉ có các tế bào thụ cảm hình que (hay gậy) ở võng mạc và trung khu thị giác nằm ở não giữa. Ở các lớp động vật cao hơn, xuất hiện thêm các tế bào thụ cảm hình nón và trung khu thị giác nằm ở não trung gian. Ở động vật có vú, có thêm trung khu cao cấp trên vỏ não (thùy chẩm) và có khả năng phân biệt màu sắc. Ở người mắt còn là cơ quan tiếp nhận hệ tín hiệu thứ hai là chữ viết, cơ sở của quá trình tu duy trừu tượng. 1 QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN 67 Sự phát triển cá thể Trong bào thai cơ quan thị giác được hình thành từ bọng não trước. Bọng não trước về sau trở thành não trung gian. Từ bọng não trước hai bọng thị giác phát triển và thông với khoang não bằng một đôi cuống, về sau biến thành đôi dây thần kinh (dây số II). Trước mỗi bọng não hình thành một thể thủy tinh phía sau là thủy tinh dịch. Thành trước của bọng lõm dần vào trong tạo thành một nang có cấu tạo 2 lớp: lớp ngoài là lớp các tế bào sắc tố và lớp trong là lớp tế bào cảm giác (tế bào gậy và nón). Các lớp còn lại của cầu mắt phát triển từ lá trung phôi bì gồm lớp mạch máu và lớp màng cứng. 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 68 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 69 Cấu tạo cầu mắt Cầu mắt (bulbus oculi): là cấu tạo chính của mắt, nằm lọt trong xương ổ mắt gồm: Màng sợi (tunica fibrosa bulbi): là lớp ngoài cùng để bảo vệ cầu mắt, gồm màng cứng bao bọc xung quanh và phía sau cầu mắt, chiếm 4/5 diện tích cầu mắt. Giác mạc phía trước, là một màng trong suốt chiếm 1/5 diện tích cầu mắt. Màng mạch (tunica vasculosa bulbi): là lớp thứ hai tính từ ngoài vào trong, sát với màng sợi. Màng mạch chính thức mềm và có mạng l ư ới mạch máu dày đặc và xen kẽ một số tế bào sắc tố. 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 70 Thể mi là phần dày lên của màng mạch nằm ở ranh giới giữa màng cứng và giác mạc. Thể mi có chức năng tiết thủy dịch. Lòng đen (iris) là phần trước của màng mạch hình đĩa tròn, ở chính giữa có lỗ thủng goi là con ngươi hay đồng tử (pupilia). Lòng đen có hai loại cơ trơn là cơ thắt con ngươi ở xung quanh con ngươi và cơ giãn con ngươi tỏa hình tia. Bình thường đường kính con ngươi mắt vào khoảng 2 – 5 mm. Sự co – giãn để thu hẹp lại hay mở rộng ra có tác dụng điều chỉnh lượng ánh sáng lọt vào bên trong. Dây thần kinh phó giao cảm làm co, dây giao cảm làm giãn đồng tử 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 71 Võng mạc (retina) Võng mạc ở phía trong cùng, tiếp xúc với thủy tinh dịch, dày khoảng 0,2mm, gồm nhiều lớp: lớp thứ nhất chứa sắc tố, các lớp tiếp theo có các tế bào thụ cảm ánh sáng là tế bào gậy và tế bào nón. Ở mắt người có khoảng 110-125 triệu tế bào gậy và 6-7 triệu tế bào nón. Nếu kẻ một đường thẳng góc với thể thủy tinh đi qua con ngươi vào lớp võng mạc thì điểm cắt lớp võng mạc gọi là điểm vàng (macula). Đó là trục quang học của mắt. Dưới lớp tế bào cảm quang là các tế bào thần kinh gồm tế bào l ư ỡng cực, tế bào nằm ngang và tế bào hạch. Sợi trục của các tế bào hạch tập hợp thành dây thần kinh thị giác 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 72 CÁC LỚP TẾ BÀO VÕNG MẠC 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 73 Thủy tinh thể (lens, còn gọi là nhân mắt): Thủy tinh thể trông giống như một thấu kính lồi, có đường kính 9 mm. Điểm lồi chính giữa tương ứng với con ngươi, trục nối hai điểm lồi khoảng 4 mm. Khi nhìn xa mặt lồi dẹp bớt lại, khi nhìn gần mặt lồi phồng lên. Thủy tinh thể trong suốt có khả năng khúc xạ ánh sáng. Thủy tinh thể được cố định bởi dây chằng từ thể mi. 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 74 Thủy tinh dịch (corpus vitreum): Thủy tinh dịch giống như chất thạch, là khối lớn choán phần rỗng cầu mắt, tiếp xúc với võng mạc. Toàn bộ được bọc trong màng mỏng trong suốt là màng thủy tinh. Thủy tinh dịch trong suốt có khả năng khúc xạ ánh sáng. Thủy dịch (humor aquosus): Do mạch máu trong lòng đen và thể mi tiết ra chứa trong các khoang ở trước mắt giữa giác mạc, lòng đen và thủy tinh thể. 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 75 Các cấu tạo hỗ trợ Mi mắt (palpebrae) Tuyến lệ và đường dẫn Các cơ vận động cầu mắt Điều khiển vận động chung của mắt gồm ba dây thần kinh: Dây số III vận động chung gồm các cơ: cơ thẳng trong, thẳng trên, thẳng d ư ới, và cơ chéo bé. Dây số IV vận động cơ chéo lớn. Dây số VI vận nhãn ngoài (cơ thẳng ngoài). 2 CẤU TẠO CỦA MẮT 76 CÁC CƠ CẦU MẮT VÀ SỰ PHÂN BỐ CÁC DÂY THẦN KINH 3 HỆ THỐNG QUANG HỌC CỦA MẮT 77 Khả năng điều tiết để nhìn xa – gần chủ yếu do co – giãn cơ thể mi và thay đổi kích thước đồng tử. 3 HỆ THỐNG QUANG HỌC CỦA MẮT 78 Hệ thống quang học của mắt A: Mắt, B: Máy ảnh 3 HỆ THỐNG QUANG HỌC CỦA MẮT 79 SỰ ĐIỀU TIẾT CỦA MẮT NGƯỜI 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 80 CẤU TRÚC HIỂN VI CỦA TẾ BÀO THỤ CẢM ÁNH SÁNG (TẾ BÀO GẬY) 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 81 Đường dẫn truyền xung cảm giác thị giác 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 82 Các quá trình quang hóa Quang hóa là các phản ứng biến đổi sắc tố cảm quang Rhodopsin ở tế bào gậy và Iodopsin ở tế bào nón. 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 83 Các loại điện thế Điện võng mạc (electroretinogram =ERG) Khi có một tia sáng chiếu vào mắt (trong khoảng 1-2 msec) các tế bào cảm quang và tế bào thần kinh của võng mạc sẽ phát sinh một điện thế gọi là điện võng mạc. Điện võng mạc có dạng đặc trưng và bao gồm 4 sóng: Sóng a: có chều âm, biên độ bé. Sóng b: chiều dương, biến độ lớn. Sóng c: chiều dương, biên độ trung bình kéo dài. Sóng d: chiều dương, biên độ thấp, xuất hiện sau khi tắt sáng. 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 84 Điện thế hoạt động của dây thần kinh thị giác Các tế bào cảm quang truyền hưng phấn sang các tế bào thần kinh (tế bào hạch, lưỡng cực, nằm ngang) làm xuất hiện điện thế hoạt động và được dẫn truyền trên dây thần kinh về não bộ. Khi có ánh sáng chiếu vào khoảng 0,1-0,5 giây, xung động thần kinh trên dây thị giác với tần số nhanh xuất hiện, rồi sau đó lại giảm dần, tuy rằng vẫn còn ánh sáng tiếp tục chiếu vào mắt. Ngưng chiếu sáng, tần số xung cũng giảm. Điện cầu mắt: Ghi được khi đặt một điện cực ở đáy mắt và một điện cực trên cầu mắt. 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 85 Cảm giác màu sắc Lý thuyết 3 màu cơ bản Ánh sáng trắng là tổng hợp của các ánh sáng màu, mà mỗi loại có bước sóng khác nhau Mắt người chỉ nhìn được từ đỏ đến tím. Các tia hồng ngoại có bước sóng lớn hơn 760nm, và tia tử ngoại (cực tím) có bước sóng nhỏ hơn 390 nm không nhìn được 4 CẢM GIÁC THỊ GIÁC 86 Cảm giác không gian Thị lực là khả năng nhìn và phân biệt được khoảng cách bé nhất của một vật ở cách xa 5 m trong môi trường chiếu sáng bình thường. Điều đó có nghĩa là với góc nhìn bé nhất (gọi là góc ) mắt phân biệt được hai điểm khác nhau trên một vật (góc là góc từ đồng tử đến hai điểm). Người ta thường lấy góc 1 phút làm chuẩn. Và như vậy thị lực tỷ lệ nghịch với góc Thị lực =1/ Thị lực phụ thuộc vào cấu tạo và chức năng của mắt mỗi người như sự phân bố của tế bào cảm quang trên võng mạc, khả năng điều tiết của mắt và vùng thu nhận ảnh trên võng mạc. Ngoài ra thị lực còn phụ thuộc vào độ sáng của vật thể được nhìn, độ tương phản của vật nhìn với nền chung. THANKS YOU CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN !