Bí ẩn của xúc giác

Khoa học Khám phá thiên nhiên Thế giới động vật

19/10
Lưu Nguyễn
Thế giới động vật
0
584

Một số bộ phận của cơ thể - chẳng hạn như tay và môi - nhạy cảm hơn những bộ phận khác, khiến chúng trở thành những công cụ thiết yếu giúp chúng ta có thể phân biệt những chi tiết phức tạp nhất của thế giới xung quanh.

Phân tích được tiến hành trên chuột cho thấy cơ chế tạo sự nhạy cảm trên một số bề mặt da nhất định bắt nguồn từ số lượng lớn hơn và các kết nối mạnh mẽ hơn giữa các tế bào thần kinh ở những vùng này và các vùng não tương ứng nhận tín hiệu từ chúng. Những phát hiện này đã tạo tiền đề cho việc hiểu rõ hơn về các cơ chế làm cơ sở cho những bất thường về xúc giác được thấy trong một số chứng rối loạn phát triển thần kinh ở người.

Da nhạy cảm

Khả năng này là chìa khóa cho sự tồn tại của chúng ta, cho phép chúng ta điều hướng môi trường xung quanh một cách an toàn, hiểu và phản ứng với các tình huống mới. Có lẽ không có gì ngạc nhiên khi não bộ dành không gian đáng kể cho các bề mặt da nhạy cảm này, vốn chuyên dùng để tiếp xúc tốt, có khả năng phân biệt và liên tục thu thập thông tin chi tiết thông qua các tế bào thần kinh cảm giác bên trong chúng.

Nhưng làm thế nào để kết nối giữa các tế bào thần kinh cảm giác và não bộ lại tạo ra làn da nhạy cảm đến như vậy?

Một nghiên cứu mới do các nhà nghiên cứu tại Trường Y Harvard dẫn đầu đã tiết lộ một cơ chế có thể làm nền tảng cho sự nhạy cảm lớn hơn của một số vùng da nhất định.
Nghiên cứu được thực hiện trên chuột và được công bố vào ngày 11 tháng 10 trên tạp chí Cell , cho thấy sự biểu hiện quá mức của các bề mặt da nhạy cảm trong não phát triển ở giai đoạn đầu tuổi vị thành niên và có thể được xác định chính xác đến thân não. Hơn nữa, các tế bào thần kinh cảm giác cư trú ở các phần da nhạy cảm hơn và chuyển tiếp thông tin đến thân não sẽ hình thành nhiều kết nối hơn và mạnh hơn các tế bào thần kinh ở các bộ phận ít nhạy cảm hơn của cơ thể.

Ý nghĩa về mặt y học

Tác giả David Ginty, Edward R. và Anne G. Lefler, Giáo sư sinh học thần kinh tại Trường Y Harvard, cho biết: "Về cơ bản, đó là một cơ chế giúp giải thích tại sao một người có độ nhạy cảm giác cao hơn ở các bộ phận của cơ thể."
Trong khi nghiên cứu được thực hiện trên chuột, sự biểu hiện quá mức của các vùng da nhạy cảm trong não được thấy ở các loài động vật có vú - cho thấy rằng cơ chế này có thể phổ biến đối với các loài khác. Từ quan điểm tiến hóa, động vật có vú có hình thái cơ thể rất đa dạng, điều này dẫn đến sự nhạy cảm ở các bề mặt da khác nhau. Ví dụ, con người có bàn tay và môi rất nhạy cảm, trong khi lợn khám phá thế giới bằng cách sử dụng mõm rất nhạy cảm.

Sự biểu hiện quá mức của các vùng da nhạy cảm trong não

Do đó, cơ chế này có thể cung cấp sự linh hoạt trong phát triển cho các loài khác nhau để phát triển sự nhạy cảm ở các khu vực khác nhau.
Hơn nữa, những phát hiện này, mặc dù là cơ bản, một ngày nào đó có thể giúp làm sáng tỏ những bất thường về xúc giác được thấy trong một số chứng rối loạn phát triển thần kinh ở người.
Trước đây, người ta cho rằng sự biểu hiện quá mức của các vùng da nhạy cảm trong não có thể là do mật độ tế bào thần kinh cao hơn bên trong các vùng da đó. Tuy nhiên, nghiên cứu trước đó của phòng thí nghiệm Ginty đã tiết lộ rằng mặc dù làn da nhạy cảm có chứa nhiều tế bào thần kinh hơn, nhưng những tế bào thần kinh thừa này không đủ để chiếm thêm không gian não..
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng có một số lượng tế bào thần kinh khá ít ỏi đang kích hoạt làn da nhạy cảm và số lượng đó không tăng thêm.

Điều tra sự mâu thuẫn

Một loạt thí nghiệm được tiến hành trên chuột liên quan đến việc chụp ảnh não và các tế bào thần kinh khi các tế bào thần kinh được kích thích theo những cách khác nhau. Đầu tiên, họ kiểm tra các vùng da khác nhau được thể hiện như thế nào trong não trong suốt quá trình phát triển. Trong giai đoạn đầu phát triển, lớp da nhạy cảm, không có lông trên chân chuột được thể hiện tương ứng với mật độ tế bào thần kinh cảm giác. Tuy nhiên, giữa tuổi vị thành niên và tuổi trưởng thành, vùng da nhạy cảm này ngày càng chiếm ưu thế trong não bộ, mặc dù mật độ tế bào thần kinh vẫn ổn định - một sự thay đổi không thấy ở vùng da chân ít lông và nhạy cảm hơn.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu xác định rằng thân não - vùng ở đáy não có nhiệm vụ chuyển tiếp thông tin từ các tế bào thần kinh cảm giác đến các vùng não phức tạp hơn, bậc cao hơn - là vị trí xảy ra sự phóng to của các bề mặt da nhạy cảm. Phát hiện này khiến các nhà nghiên cứu nhận ra rằng: Sự biểu hiện quá mức của da nhạy cảm phải xuất hiện từ các kết nối giữa các tế bào thần kinh cảm giác và tế bào thần kinh thân não.
Để tìm hiểu sâu hơn, các nhà khoa học đã so sánh mối liên hệ giữa tế bào thần kinh cảm giác và tế bào thần kinh thân não đối với các loại da chân khác nhau. Họ phát hiện ra rằng những kết nối giữa các tế bào thần kinh này mạnh hơn và nhiều hơn đối với làn da nhạy cảm, không có lông so với làn da ít lông và nhạy cảm hơn. Do đó, nhóm nghiên cứu kết luận, sức mạnh và số lượng kết nối giữa các tế bào thần kinh đóng một vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự biểu hiện quá mức của vùng da nhạy cảm trong não. Cuối cùng, ngay cả khi các tế bào thần kinh cảm giác ở vùng da nhạy cảm không được kích thích, chuột vẫn phát triển khả năng biểu diễn mở rộng trong não - cho thấy rằng loại da, chứ không phải kích thích bằng xúc giác theo thời gian, gây ra những thay đổi ở não.

Có một loại rối loạn phát triển thần kinh phổ biến ở người được gọi là rối loạn phối hợp phát triển ảnh hưởng đến sự kết nối giữa các cơ quan cảm ứng và não.
Hy vọng sẽ có nhiều nghiên cứu khám phá những thay đổi ở cấp độ cơ học về cách cơ thể được biểu thị qua quá trình phát triển để hiểu rõ hơn về một số chứng rối loạn phát triển thần kinh.