Não giữa là gì? Các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu chung về não giữa

Não giữa (mesencephalon) là đoạn giữa của thân não, nằm trên cầu não (pons) và dưới não trước (diencéphale). Đây là trung tâm kết nối các đường dẫn truyền vận động và cảm giác, đồng thời tham gia điều khiển các phản xạ sống còn như vận nhãn, điều hòa trương lực cơ và xử lý tín hiệu thị giác, thính giác. Kích thước não giữa chỉ khoảng 2–3 cm tính theo chiều dọc, nhưng chứa nhiều cấu trúc quan trọng quyết định chức năng thần kinh.

Phần lõi của thân não bao gồm ba đoạn chính: não giữa, cầu não và hành não. Mỗi đoạn đóng vai trò chuyên biệt: hành não điều khiển nhịp thở và tuần hoàn, cầu não phối hợp vận động và cảm giác, còn não giữa đảm nhận vai trò trung gian và xử lý tuyến tính. Sự liên kết chặt chẽ giữa não giữa và các khu vực khác của não bộ hình thành mạng lưới phức tạp, tạo điều kiện cho các chức năng cao cấp như phản xạ mắt đầu và khởi phát cảm xúc.

Trong y học lâm sàng, tổn thương não giữa có thể gây ra các hội chứng vận động và não thất không đồng đều, ví dụ hội chứng Weber, Benedikt hoặc Parinaud. Do đó, hiểu rõ giải phẫu và chức năng não giữa là nền tảng để chẩn đoán và điều trị các bệnh lý thần kinh trung ương. Hình ảnh MRI độ phân giải cao và kính hiển vi điện tử đã cung cấp những phát hiện chi tiết về cấu trúc vi mô và liên kết thần kinh ở khu vực này.

Định nghĩa và vị trí giải phẫu

Não giữa nằm giữa não trước và cầu não, được xác định bởi các rãnh não: rãnh não giữa (sulcus midbrain) ở phía trước và rãnh não sau (sulcus pretectal) ở phía sau. Mặt trước (ventral surface) của não giữa có hai khối chính gọi là chân não (cerebral peduncles), dẫn truyền bó sợi vận động corticospinal và corticobulbar từ vỏ não xuống tủy sống và thân não.

Mặt sau (dorsal surface) của não giữa tạo nên tấm che phủ (tectum), gồm thể gối trên (superior colliculi) và thể gối dưới (inferior colliculi). Vị trí này tiếp nhận và xử lý tín hiệu thị giác, thính giác trước khi chuyển tiếp lên não trước. Các động mạch cấp máu chủ yếu là động mạch não sau (Posterior Cerebral Artery) và các nhánh li ti từ động mạch tiểu não trên.

Bảng tóm tắt vị trí và cấp máu:

Vùng	Phía	Động mạch cấp máu
Chân não (peduncles)	Ventral	ĐM não giữa, nhánh ĐM tiểu não trên
Tectum (colliculi)	Dorsal	ĐM não sau
Tegmentum	Giữa	Nhánh ĐM tiểu não trên, ĐM thân nền

Cấu trúc vi giải phẫu

Não giữa chia thành hai thành phần lớn: tấm che phủ (tectum) ở phía sau và nền trung não (tegmentum) ở phía trước. Tectum chứa thể gối trên/dưới, chịu trách nhiệm xử lý thông tin giác quan. Tegmentum bao gồm các nhân chất đen (substantia nigra), nhân đỏ (red nucleus), hệ lưới lưng (dorsal raphe) và các bó sợi thần kinh dẫn truyền cảm giác – vận động.

Chất đen (substantia nigra) gồm hai vùng: pars compacta chứa tế bào Dopaminergic, điều hòa vận động tinh, và pars reticulata liên quan ức chế các nhân nền. Tổn thương pars compacta dẫn đến hội chứng Parkinson do thiếu hụt Dopamine. Nhân đỏ (red nucleus) kết nối với hệ thống rubrospinal, hỗ trợ điều khiển trương lực cơ và phối hợp vận động thô.

Các bó sợi và nhân chính:

• Substantia nigra: sản xuất Dopamine, điều chỉnh vận động tinh.
• Red nucleus: trung gian đường rubrospinal.
• Periaqueductal gray: trung tâm điều hòa phản xạ đau và phản ứng stress.
• Oculomotor nucleus (III): điều khiển vận nhãn và đồng tử.

Chức năng vận động

Não giữa đóng vai trò trung gian quan trọng trong các đường vận động ngoại tháp (extrapyramidal) và tháp (pyramidal). Chất đen cung cấp Dopamine cho nhân đuôi và vỏ não, điều hòa hoạt động của nhân nền (basal ganglia) và giúp khởi phát, duy trì vận động mượt mà. Đường rubrospinal từ nhân đỏ hỗ trợ điều khiển cương lực chi trên.

Đường dẫn truyền vận động:

1. Corticospinal: Từ vỏ não vận động qua chân não xuống tủy sống.
2. Nigrostriatal: Từ substantia nigra đến nhân đuôi, điều tiết motor planning.
3. Rubrospinal: Từ red nucleus xuống tủy, hỗ trợ chuyển động thô.

Tổn thương não giữa có thể gây run (tremor), tăng phản xạ, liệt vận động hoặc loạn vận động (dystonia). Ví dụ hội chứng Claude gây tổn thương tegmentum dẫn đến run không chủ ý và liệt mắt. Đánh giá chức năng vận động thường bao gồm thăm dò phản xạ gân xương, kiểm tra run khi nghỉ và động tác phối hợp (finger-to-nose test).

Chức năng cảm giác–thính giác–thị giác

Thể gối trên (superior colliculus) và thể gối dưới (inferior colliculus) nằm trên tectum não giữa, lần lượt chịu trách nhiệm xử lý thông tin thị giác và thính giác. Thể gối trên định vị tín hiệu ánh sáng, điều phối phản xạ quay đầu và nháy mắt khi có kích thích thị giác. Thể gối dưới tiếp nhận xung động từ củ não trước, cohort nucleus, và truyền tín hiệu đến vỏ não thính giác để xử lý âm thanh.

Phản xạ thị giác – thính giác:

• Phản xạ quay đầu: Khi thể gối trên nhận tín hiệu đột ngột, cơ cổ và mắt co đồng loạt giúp người quan sát nhanh.
• Phản xạ che tai: Thể gối dưới phối hợp với cầu não tạo phản xạ co cơ nhĩ để giảm âm lượng đột ngột.

Các đường dẫn truyền:

Đường dẫn truyền	Xuất phát	Đích
Đường thị giác – superior colliculus	Đĩa thị, võng mạc	Đồi thị, vỏ não thị giác
Đường thính giác – inferior colliculus	Nhân vùng giờ trung tâm	Thể gối bên, vỏ não thính giác

Mạch máu và thần kinh liên quan

Não giữa được cấp máu chủ yếu bởi nhánh xuyên của động mạch thân nền (paramedian branches) và động mạch não sau (PCA). Tổn thương mạch máu này dẫn đến nhồi máu não giữa, biểu hiện liệt vận nhãn, mất phản xạ đồng tử và rối loạn vận động.

Thần kinh sọ liên quan:

• Dây III (Oculomotor): Trung ương trong não giữa, điều khiển cơ vận nhãn, nâng mi mắt và co đồng tử.
• Dây IV (Trochlear): Nguồn gốc từ tectum, chi phối cơ chéo trên, ảnh hưởng phản xạ cong mắt xuống và vào trong.

Bảng tóm tắt:

Thần kinh sọ	Chức năng	Tổn thương điển hình
III	Vận nhãn lên, xuống, vào trong; co đồng tử	Liệt vận nhãn, giãn đồng tử
IV	Co cơ chéo trên, điều tiết chuyển động nhìn xuống	Song thị khi nhìn xuống cầu thang

Đường dẫn truyền thần kinh

Não giữa đóng vai trò trung gian trong nhiều đường dẫn truyền:

1. Đường cortico-spinal: Qua chân não, dẫn truyền lệnh vận động từ vỏ đến tủy.
2. Đường nigrostriatal: Substantia nigra đến nhân đuôi, điều hòa vận động tinh.
3. Đường rubrospinal: Red nucleus xuống tủy, hỗ trợ cương lực chi trên.

Ngoài ra, hệ lưới (reticular formation) trong tegmentum điều chỉnh mức độ ý thức và cường độ phản xạ. Phối hợp giữa đường tháp và ngoại tháp tạo vận động linh hoạt, chính xác.

Bệnh lý liên quan

Tổn thương não giữa gây ra nhiều hội chứng đặc trưng:

• Hội chứng Weber: Liệt dây III kết hợp yếu liệt đối bên do tổn thương chân não.
• Hội chứng Benedikt: Liệt III và run khi nghỉ do tổn thương tegmentum khu vực nhân đỏ.
• Hội chứng Parinaud: Mắt cố định nhìn lên, giãn đồng tử do áp lực vùng tectum.

Bệnh Parkinson xuất phát từ thoái hóa neuron dopaminergic ở pars compacta của chất đen, dẫn đến run, cứng cơ và chậm vận động. Deep Brain Stimulation (DBS) hướng mục tiêu là nhân STN hoặc GPi để cải thiện triệu chứng.

Nghiên cứu và kỹ thuật hình ảnh

MRI độ phân giải cao (3T trở lên) cùng DTI (diffusion tensor imaging) thể hiện chi tiết cấu trúc bạch chất và bó sợi thần kinh qua não giữa. PET dùng chất đánh dấu dopaminergic (e.g. ^18F-DOPA) đánh giá mức độ sống của neuron chất đen.

Công nghệ mới như 7T MRI và tractography 3D cho phép xây dựng bản đồ kết nối thần kinh (connectome) của não giữa, hỗ trợ nghiên cứu cơ chế bệnh lý và phát triển liệu pháp tái tạo.

Kết luận, xu hướng phát triển và triển vọng

Não giữa là trung tâm điều hòa vận động, cảm giác và phản xạ cơ bản, tổn thương gây ra hội chứng phức tạp. Hiểu rõ giải phẫu và chức năng vi mô của não giữa mở ra hướng phát triển liệu pháp tái tạo dopaminergic, kích thích não sâu và điều trị bằng tế bào gốc.

Triển vọng tương lai gồm:

• Gene therapy thúc đẩy phục hồi neuron chất đen.
• DBS thế hệ mới tích hợp AI để điều chỉnh tự động.
• Công nghệ mô phỏng 3D và in sinh học (bioprinting) tạo mô thay thế.
• Ứng dụng real-time fMRI neurofeedback trong phục hồi vận động.

Tài liệu tham khảo

1. NINDS – Midbrain Anatomy
2. BrainFacts – Mesencephalon Structure
3. NCBI – Midbrain Imaging Studies
4. ScienceDirect – Mesencephalon Overview
5. Mayo Clinic – Parkinson’s Disease