Cảm ứng ở động vật có hệ thần kinh dạng ống
I. CẤU TRÚC CỦA HỆ THẦN KINH DẠNG ỐNG
Đại diện: Hệ thần kinh dạng ống gặp ở động vật có xương sống như cá, lưỡng cư, bò sát, chim, thú → Hệ thần kinh được bảo vệ bởi khung xương và hộp sọ.
Hình 1: Hệ thần kinh dạng ống ở người
Cấu tạo:
Cấu tạo của hệ thần kinh dạng ống được cấu tạo làm hai phần rõ rệt:
Hình 2: Sơ đồ cây cấu tạo của hệ thần kinh dạng ống
Ngoài ra, người ta còn phân chia theo chức năng của hệ thần kinh:
- HTK vận động: điều khiển hoạt động của các cơ vân trong hệ vận động, có ý thức
- HTK sinh dưỡng: điều khiển hoạt động của các cơ trơn trong nội quan, tự động, không có ý thức
Hệ thần kinh trung ương:
Trong quá trình tiến hoá của hệ thần kinh ở động vật, một số rất lớn các tế bào thần kinh tập trung lại thành một ống nằm ở phía lưng của con vật để tạo thành hệ thần kinh trung ương.
Hệ thần kinh trung ương ở động vật có hệ thần kinh dạng ống phân hoá thành hai bộ phận não bộ và tuỷ sống:
- Não bộ nằm trong hộp sọ. Trong quá trình tiến hoá, não bộ dần hoàn thiện và chia thành các phần: bán cầu đại não, não trung gian, não giữa, tiểu não và hành não. Mỗi phần đảm nhận các chức năng khác nhau. Bán cầu đại não ngày càng phát triển đóng vai trò quan trong trong việc điều khiển các hoạt động của cơ thể.
- Tuỷ sống nằm trong xương sống.
Hình 3: Sơ đồ cấu tạo não bộ của cá và người
→ Hệ thần kinh trung ương có chức năng tiếp nhận, xử lí các thông tin và đưa ra các đáp ứng của cơ thể với những kích thích của môi trường.
Hệ thần kinh ngoại biên: gồm hạch thần kinh và dây thần kinh
- Các dây thần kinh: gồm 12 đôi dây thần kinh não, xuất phát từ trụ não và 31 đôi dây thần kinh tủy xuất phất từ tủy sống → dẫn truyền xung thần kinh.
- Các hạch thần kinh là những khối nơ-ron nằm ngoài phần thần kinh trung ương. Tất cả các hạch thần kinh đều thuộc phần thần kinh ngoại biên của hệ thần kinh sinh dưỡng. Chúng có thể nằm ở xa hoặc ngay bên cạnh một số cơ quan. Trong số hạch này có 2 chuỗi hạch nằm hai bên cột sống và một hạch lớn nằm trong khoang bụng → điều khiển hoạt động của hệ thần kinh thực vật.
Ưu điểm:
- Số lượng tế bào thần kinh lớn, rất nhiều tế bào tập trung tạo thành hệ thần kinh trung ương → liên kết giữa các tế bào thần kinh ngày càng hoàn thiện → phản ứng nhanh hơn
- Hệ thần kinh dạng ống có sự phân hoá cấu tạo và chức năng → các hoạt động của động vật ngày càng chính xác hơn.
II. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THẦN KINH DẠNG ỐNG
- Hệ thần kinh dạng ống hoạt động theo nguyên tắc phản xạ(tiếp nhận và trả lời các kích thích)
- Phản xạ ở động vật có hệ thần kinh dạng ống gồm phản xạ không điều kiện và phản xạ có điều kiện.
- Số lượng phản xạ có điều kiện ngày một tăng → giúp động vật thích nghi hơn với điều kiện môi trường.
III. CHIỀU HƯỚNG TIẾN HOÁ CỦA HỆ THẦN KINH ĐỘNG VẬT
- Từ đối xứng toả tròn → đối xứng 2 bên.
Ví dụ: Hệ thần kinh lưới đối xứng toả tròn → Hệ thần kinh chuỗi hạch, ống đối xứng hai bên. Lợi ích: Phù hợp lối sống di chuyển về phía trước, hiệu quả phản ứng cao hơn (ĐV có hệ thần kinh lưới có thể phản ứng mọi phía nhưng vì thế mà hiệu quả phản ứng thấp).
- Số lượng tế bào thần kinh ngày càng nhiều, phân bố ngày càng tập trung, mức độ chuyên hoá ngày càng cao.
Ví dụ: Hệ thần kinh lưới số tế bào thần kinh ít, phân bố rải rác đều khắp cơ thể → Hệ thần kinh chuỗi hạch lượng tế bào thần kinh hơn, phân bố tập trung thành hạch → Hệ thần kinh ống lượng tế bào thần kinh nhiều, phân bố tập trung thành ống liên tục và phân chia thành nhiều phần thần kinh trung ương, thần kinh ngoại biên. Lợi ích: Phản ứng nhanh, chính xác, ít tốn năng lượng
- Tế bào thần kinh ngày càng phân bố tập trung ở đầu làm não phát triển.
Ví dụ: Hệ thần kinh lưới không có não → Hệ thần kinh hạch có hạch não nhưng nhỏ → Hệ thần kinh ống có não rất phát triển (phân chia thành 5 phần...)
Lợi ích: Phân hoá chức năng điều khiển các hoạt động về thần kinh trung ương, đặc biệt là não → phản ứng nhanh, chính xác.
I. ĐIỆN THẾ NGHỈ
1. Khái niệm
Điện sinh học là khả năng tích điện của tế bào, cơ thể.
Điện sinh học bao gồm điện thế nghỉ (điện tĩnh) và điện thế hoạt động.
Điện thế nghỉ đo được khi tế bào ở trạng thái nghỉ ngơi (tế bào không bị kích thích)
2. Thí nghiệm xác định điện thế nghỉ
Cách tiến hành: Để xác định thí nghiệm xác định điện thể nghỉ của tế bào ta tiến hành 3 thí nghiệm sau
Thí nghiêm 1: Chọc 2 vi điện cực đặt trên bề mặt của sợi thần kinh.
Thí nghiệm 2: Chọc 1 vi điện cực qua màng vào sâu trong tế bào, còn 1 vi điện cực đặt trên bề mặt sợi thần kinh thì giữa hai đầu điện cực.
Thí nghiệm 3: Chọc 2 vi điện cực chọc xuyên qua màng.
Kết quả thí nghiệm: Thí nghiệm 1,3 không có sự chênh lệch về điện thế. Thí nghiệm 2 xuất hiện một hiệu điện thế.
→ Bên trong tế bào và bên ngoài màng tế bào luôn tồn tại một hiệu điện thế.
Hình 1: Đo điện thế nghỉ ở tế bào thần kinh mực ống
Kết luận: Điện thế nghỉ là sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào nghỉ ngơi (không bị kích thích).
Phía trong màng tế bào tích điện âm so với phía ngoài màng tích điện dương→ điện thế nghỉ của tế bào luôn là một số nguyên âm.
Ví dụ: Điện thể nghỉ của tế bào thần kinh mực ống -70 mV
Nguyên nhân là do sự chênh lệch nồng độ Na+, K+ hai bên màng; tính thấm của màng đối với ion K+ (cổng Kali mở để ion kali đi từ trong ra ngoài); lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu; hoạt động của bơm Na – K đã duy trì sự khác nhau đó.
Hình 2. Cơ chế hình thành điện thế nghỉ
