Hành não là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu

Hành não (medulla oblongata) là phần thấp nhất của thân não, tiếp nối trực tiếp với tủy sống qua lỗ lớn xương chẩm. Nó là cầu nối trung tâm giữa hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên, cho phép thông tin vận động và cảm giác lưu thông hai chiều. Nhờ vị trí chiến lược này, hành não điều phối các hoạt động sống còn mà cơ thể không cần ý thức điều khiển, như hô hấp, điều hòa huyết áp và phản xạ bảo vệ.

Hành não được bao quanh bởi cấu trúc xương hộp sọ phía sau và được bảo vệ bởi dịch não tủy. Nó có cấu trúc giải phẫu phức tạp, chứa nhiều nhân thần kinh sọ, các đường dẫn truyền quan trọng, và các trung tâm điều khiển chức năng tự chủ. Tổn thương nhỏ ở hành não có thể gây ra rối loạn nghiêm trọng hoặc tử vong vì ảnh hưởng trực tiếp đến các chức năng cơ bản của sự sống.

Vai trò của hành não trong duy trì cân bằng nội môi và phản ứng sinh tồn khiến nó trở thành một trong những cấu trúc thần kinh được nghiên cứu nhiều nhất trong giải phẫu học, sinh lý học và thần kinh học lâm sàng.

Giải phẫu và cấu trúc vi mô

Hành não có hình nón cụt, chiều dài khoảng 3 cm, với phần rộng ở trên nối với cầu não và phần hẹp ở dưới liên tục với tủy sống. Bề mặt trước có rãnh giữa trước (anterior median fissure) chia đôi hành não thành hai phần đối xứng. Hai bên rãnh là các tháp não (pyramids) chứa bó tháp (corticospinal tracts) dẫn truyền tín hiệu vận động từ vỏ não xuống tủy sống. Phía ngoài tháp là thể olive, nơi chứa nhân olive dưới, tham gia điều hòa vận động và phối hợp cơ.

Bề mặt sau hành não tạo nên phần dưới của sàn não thất IV. Khu vực này có rãnh giữa sau (posterior median sulcus), các bó cảm giác như fasciculus gracilis và fasciculus cuneatus. Các bó này tận cùng ở nhân gracilis và nhân cuneatus, nơi xử lý thông tin cảm giác bản thể và xúc giác tinh vi từ thân thể trước khi dẫn truyền lên não.

Ở mức vi thể, hành não bao gồm chất trắng chứa các sợi trục myelin hóa và chất xám tạo thành các nhân thần kinh. Sự phân bố này không đồng nhất mà chia thành các tầng:

• Tầng vỏ (basis): chứa các bó sợi vận động đi xuống.
• Tầng giữa (tegmentum): chứa nhiều nhân thần kinh và đường liên lạc.
• Tầng mái (tectum): tạo phần sàn của não thất IV.

Vị trí	Cấu trúc nổi bật	Chức năng
Mặt trước	Pyramids, Olive	Vận động, phối hợp
Mặt sau	Fasciculus gracilis, Fasciculus cuneatus	Cảm giác bản thể, xúc giác

Chức năng tự chủ

Hành não chứa các trung tâm điều hòa hoạt động sống cơ bản mà không phụ thuộc vào ý thức. Trung tâm hô hấp duy trì nhịp thở thông qua sự phối hợp giữa nhóm hít vào (dorsal respiratory group) và nhóm thở ra (ventral respiratory group), phản ứng với nồng độ CO₂, O₂ và pH trong máu. Trung tâm tim mạch điều chỉnh nhịp tim và đường kính mạch thông qua các sợi thần kinh giao cảm và phó giao cảm.

Hành não cũng chứa trung tâm vận mạch (vasomotor center) kiểm soát trương lực thành mạch bằng cách điều chỉnh hoạt động của cơ trơn mạch máu. Ngoài ra, các phản xạ như ho, hắt hơi, nuốt, nôn, và chớp mắt đều được điều phối tại đây, đóng vai trò bảo vệ đường hô hấp và tiêu hóa.

Một số yếu tố tác động đến hoạt động của các trung tâm tự chủ tại hành não gồm:

1. Tín hiệu từ baroreceptor ở động mạch cảnh và cung động mạch chủ.
2. Tín hiệu từ chemoreceptor ngoại vi và trung ương.
3. Ảnh hưởng từ hệ limbic và vùng dưới đồi trong phản ứng cảm xúc.

Đường dẫn truyền thần kinh và nhân não

Hành não là trạm trung chuyển quan trọng cho cả các đường hướng lên (afferent) và hướng xuống (efferent). Các đường hướng lên bao gồm cột sau – dải trong (dorsal column-medial lemniscus pathway) mang thông tin cảm giác xúc giác tinh vi và bản thể từ thân thể đến đồi thị. Các đường hướng xuống bao gồm bó tháp (corticospinal tract) và bó hành não – tủy (corticobulbar tract) dẫn tín hiệu vận động từ vỏ não xuống tủy sống hoặc các nhân thần kinh sọ.

Hành não chứa nhân của nhiều dây thần kinh sọ:

• Dây IX (glossopharyngeal): cảm giác và vận động cho hầu, vị giác một phần lưỡi.
• Dây X (vagus): điều khiển cơ quan nội tạng, thanh quản, hầu.
• Dây XI (accessory): vận động cho cơ ức đòn chũm và cơ thang.
• Dây XII (hypoglossal): điều khiển cơ lưỡi.

Nhân đơn độc (solitary nucleus) trong hành não tiếp nhận thông tin từ hệ tiêu hóa và tim mạch, đóng vai trò điều hòa phản xạ nội tạng. Thể postrema là vùng không có hàng rào máu não, cảm nhận độc tố trong máu và khởi phát phản xạ nôn.

Vai trò trong bệnh lý

Tổn thương hành não có thể dẫn đến rối loạn chức năng sống còn như suy hô hấp, mất điều hòa huyết áp và rối loạn nhịp tim. Đột quỵ hành não, thường do tắc động mạch đốt sống hoặc nhánh của nó, gây ra các hội chứng như hội chứng hành não bên (Wallenberg syndrome) với triệu chứng mất cảm giác nửa người, liệt dây thần kinh sọ, chóng mặt, và nuốt khó. Hội chứng hành não giữa (medial medullary syndrome) gây yếu hoặc liệt chi, mất cảm giác rung và vị trí, kèm liệt lưỡi.

Chấn thương sọ não nặng, bệnh thoái hóa thần kinh, viêm não và các khối u vùng thân não đều có thể ảnh hưởng đến hành não. Do chức năng tự chủ quan trọng, ngay cả tổn thương nhỏ cũng có thể dẫn tới suy sụp nhanh chóng. Trong một số bệnh bẩm sinh như Chiari malformation, hành não bị chèn ép do dị dạng hố sọ sau, gây khó thở, rối loạn nuốt và mất ổn định huyết áp.

Bảng dưới đây minh họa một số bệnh lý liên quan đến hành não:

Bệnh lý	Nguyên nhân chính	Triệu chứng chính
Wallenberg syndrome	Đột quỵ do tắc động mạch tiểu não sau dưới	Mất cảm giác, chóng mặt, nuốt khó
Medial medullary syndrome	Đột quỵ do tắc nhánh động mạch đốt sống	Liệt chi, mất cảm giác rung, liệt lưỡi
Chiari malformation	Dị dạng hố sọ sau	Khó thở, nuốt khó, chóng mặt

Phân vị trí chức năng nội bộ

Hành não được chia thành hai phần chính: phần mở (rostral open medulla) ở trên, tạo nên sàn của não thất IV, và phần kín (caudal closed medulla) ở dưới, nối liền với tủy sống. Về mặt giải phẫu chức năng, hành não có ba vùng theo trục ngang:

• Tectum: phía lưng, bao gồm cấu trúc sàn não thất IV.
• Tegmental region: trung tâm, chứa hầu hết các nhân thần kinh sọ và đường dẫn truyền.
• Basis: phía bụng, chứa các bó vận động chính.

Sự phân chia này giúp các nhà lâm sàng định vị tổn thương khi dựa trên triệu chứng. Ví dụ, tổn thương vùng tegmentum có thể ảnh hưởng đến nhân dây thần kinh sọ, trong khi tổn thương vùng basis thường liên quan đến mất chức năng vận động.

Vai trò phản xạ tự chủ

Hành não điều khiển một loạt phản xạ tự chủ giúp bảo vệ cơ thể và duy trì cân bằng nội môi. Phản xạ nuốt được điều phối bởi trung tâm nuốt, tiếp nhận tín hiệu cảm giác từ hầu họng và kích hoạt chuỗi vận động phối hợp cơ hầu, thanh quản và thực quản. Phản xạ ho bảo vệ đường thở bằng cách tống dị vật ra ngoài, được kích hoạt khi thụ thể cơ học hoặc hóa học trong khí quản bị kích thích.

Phản xạ nôn là cơ chế bảo vệ chống lại các chất độc trong dạ dày và máu. Thể postrema trong hành não phát hiện các chất này và khởi phát phản xạ, bao gồm co thắt cơ bụng và cơ hoành, mở cơ thắt thực quản dưới. Ngoài ra, phản xạ hắt hơi và phản xạ chớp mắt cũng được điều khiển một phần bởi các trung tâm ở hành não.

Một số phản xạ tiêu biểu và vai trò:

• Nuốt: Đảm bảo thức ăn và dịch đi đúng vào thực quản.
• Ho: Bảo vệ đường hô hấp khỏi dị vật.
• Nôn: Loại bỏ chất độc ra khỏi cơ thể.
• Hắt hơi: Loại bỏ tác nhân kích thích từ mũi.

Phát triển và sự phân hóa bào thai

Trong quá trình phát triển phôi thai, hành não bắt nguồn từ đoạn myelencephalon của ống thần kinh. Vào tuần thứ 5 thai kỳ, các cấu trúc ban đầu của hành não bắt đầu hình thành, và đến khoảng tuần thứ 20, các nhân thần kinh chính và đường dẫn truyền đã được biệt hóa tương đối hoàn chỉnh. Quá trình myelin hóa tiếp tục sau sinh và kéo dài trong những năm đầu đời.

Sự phát triển bình thường của hành não chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố di truyền và môi trường. Các bất thường trong quá trình hình thành có thể dẫn đến dị tật bẩm sinh như Chiari malformation hoặc Dandy–Walker malformation, ảnh hưởng đến chức năng hô hấp, nuốt và điều hòa tim mạch ngay từ sơ sinh.

Hướng nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng

Nghiên cứu hiện đại tập trung vào việc phục hồi chức năng hành não sau tổn thương do đột quỵ hoặc chấn thương, bao gồm liệu pháp tái tạo thần kinh và kích thích điện. Các phương pháp như kích thích thần kinh xuyên sọ (TMS) và kích thích điện trực tiếp (tDCS) đang được thử nghiệm để cải thiện chức năng vận động và hô hấp.

Trong lĩnh vực hô hấp, nghiên cứu về hành não giúp phát triển thiết bị hỗ trợ thở và chiến lược điều trị cho các bệnh như hội chứng ngưng thở khi ngủ hoặc suy hô hấp mạn tính. Trong tim mạch, hiểu biết về trung tâm vận mạch của hành não mở ra khả năng kiểm soát huyết áp ở bệnh nhân tăng huyết áp kháng trị.

Ứng dụng tiềm năng của liệu pháp tế bào gốc và kỹ thuật chỉnh sửa gen (CRISPR-Cas9) trong việc phục hồi hoặc thay thế các neuron bị tổn thương ở hành não đang được nghiên cứu. Những tiến bộ này hứa hẹn mang lại hướng tiếp cận mới trong điều trị các bệnh lý thần kinh nghiêm trọng.

Tài liệu tham khảo

1. Ropper AH, Samuels MA, Klein JP. Adams and Victor's Principles of Neurology. 11th ed. McGraw-Hill Education; 2019.
2. Standring S, ed. Gray's Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice. 42nd ed. Elsevier; 2020.
3. Bruni JE, Montemurro DG. The Human Brain: An Introduction to its Functional Anatomy. 6th ed. Cengage Learning; 2011.
4. American Heart Association. Brainstem Stroke. Link.
5. Cleveland Clinic. Medulla Oblongata Anatomy & Function. Link.
6. National Center for Biotechnology Information (NCBI). Neuroanatomy, Medulla Oblongata. Link.