Vận động — bó tháp, ngoại tháp và đơn vị vận động

Vận động không phải là một mệnh lệnh đơn tuyến từ “vỏ não xuống cơ”. Động tác có mục tiêu được hình thành từ ý định và kế hoạch ở các vùng liên hợp–tiền vận động, được hạch nền lựa chọn, được tiểu não dự báo và hiệu chỉnh, rồi được truyền qua nhiều đường xuống đến các mạch tủy. Phản hồi thị giác, tiền đình, xúc giác và cảm giác bản thể liên tục cập nhật kết quả thực hiện [1,2].

Có thể hiểu hệ vận động theo bốn tầng chức năng:

Khái niệm bó tháp hữu ích về giải phẫu, nhưng không đồng nghĩa với toàn bộ vận động chủ ý. Khái niệm ngoại tháp cũng không phải một bó riêng lẻ; đó là cách gọi quy ước cho các mạch hạch nền và các đường xuống ngoài bó tháp. Sinh lý hiện đại xem chúng là các mạng lưới song song, tương tác chặt chẽ [2,5,8].

Một đơn vị vận động gồm một neuron vận động alpha, sợi trục của nó và toàn bộ sợi cơ ngoại thoi được chi phối. Mỗi sợi cơ trưởng thành thường chỉ nhận đầu tận cùng từ một neuron vận động alpha, trong khi một neuron có thể chi phối từ vài sợi cơ ở cơ vận động tinh tế đến hàng trăm sợi ở cơ tạo lực lớn [1,2].

Lực cơ được điều biến bằng hai cơ chế phối hợp. Tuyển mộ đưa thêm đơn vị vận động vào hoạt động; theo nguyên lý kích thước, các neuron nhỏ, ngưỡng thấp và ít mỏi thường được huy động trước các neuron lớn, ngưỡng cao. Mã hóa tần số làm tăng tần số phóng xung của các đơn vị đã được tuyển mộ, khiến các co giật đơn cộng lực và tiến tới co cứng. Các bản ghi đơn vị vận động ở người xác nhận hai cơ chế này cùng quyết định lực cơ [1,6].

Neuron vận động alpha nhận đầu vào hội tụ từ bó vỏ–tủy, các đường thân não, interneuron, sợi cảm giác và tế bào Renshaw. Vì vậy, “sức cơ” quan sát được là kết quả cuối của kích thích–ức chế ở nhiều tầng, không phản ánh riêng chức năng của bó tháp.

Thoi cơ nằm song song với sợi cơ ngoại thoi, mã hóa chiều dài cơ và tốc độ thay đổi chiều dài. Sợi Ia nhạy với thành phần động và sợi II phản ánh nhiều hơn chiều dài tĩnh. Neuron vận động gamma co hai đầu sợi nội thoi, duy trì độ căng vùng cảm thụ khi cơ ngoại thoi rút ngắn [1,2,7].

Phản xạ căng có nhánh Ia kích thích gần như đơn synap neuron alpha của cơ đồng danh, đồng thời kích hoạt interneuron ức chế cơ đối kháng. Cơ chế này góp phần duy trì chiều dài cơ, trương lực và ổn định tư thế. Phản xạ gân xương tại giường là một phép thử của cả cung hướng tâm, synap tủy, đường ly tâm, bản vận động và sự điều biến từ trên xuống.

Cơ quan gân Golgi nằm nối tiếp với sợi cơ và nhạy với lực căng. Sợi Ib đi vào tủy, tác động qua interneuron lên nhiều nhóm cơ; chức năng không chỉ là một “cầu dao bảo vệ” mà còn phân phối tải và tinh chỉnh lực trong động tác. Phản hồi bản thể từ thoi cơ, gân, khớp và da đồng thời đi lên tiểu não và vỏ não, tạo vòng kín cảm giác–vận động [2,7].

Bó vỏ–tủy xuất phát từ một quần thể rộng gồm vỏ vận động nguyên phát, vùng tiền vận động, vùng vận động bổ sung và cả vỏ cảm giác thân thể. Sợi đi qua vành tia, trụ sau bao trong, cuống đại não, nền cầu và tháp hành não. Phần lớn bắt chéo ở chỗ nối hành–tủy để tạo bó vỏ–tủy bên; phần còn lại đi trong bó vỏ–tủy trước và tác động hai bên nhiều hơn lên cơ trục [1–5].

Bó vỏ–tủy bên đặc biệt quan trọng với động tác chủ ý phân đoạn và khéo léo của ngón. Nhiều sợi tận cùng trên interneuron; một tỷ lệ nhỏ hơn tạo liên hệ trực tiếp vỏ–neuron vận động, phát triển mạnh ở người và linh trưởng đối với cơ bàn tay [2,5]. Tổn thương cấp gây yếu, mất vận động tinh tế và giảm trương lực tạm thời; sau đó thường xuất hiện tăng trương lực kiểu tháp, tăng phản xạ, rung giật và Babinski.

Bó vỏ–nhân đi tới các nhân vận động dây sọ. Nhiều nhân nhận chi phối hai bên, nên tổn thương một bán cầu thường ít gây yếu rõ. Hai ngoại lệ lâm sàng quan trọng là phần dưới nhân VII và hệ chi phối cơ lưỡi, vốn nhận ưu thế từ bán cầu đối bên: tổn thương trên nhân gây liệt mặt dưới đối bên và lưỡi lệch về bên yếu khi thè ra [3,4].

Các đường từ thân não thiết lập nền tư thế để vận động chủ ý diễn ra. Bó tiền đình–tủy tạo thuận cơ duỗi chống trọng lực, ổn định đầu–thân và phối hợp với phản xạ tiền đình–mắt. Bó lưới–tủy điều chỉnh trương lực, chuẩn bị tư thế, vận động tự động, đi lại và các đáp ứng toàn thân. Bó mái–tủy định hướng đầu–cổ theo kích thích; bó đỏ–tủy ở người nhỏ hơn so với nhiều loài nhưng tham gia mạng điều khiển chi [1,2,5,8].

Sự phân đôi “tháp = vận động chủ ý, ngoại tháp = vận động tự động” chỉ là quy tắc học nhanh. Bó vỏ–tủy cũng điều biến phản xạ và cảm giác; đường lưới–tủy tham gia sức cơ, vận động chủ ý thô và hồi phục sau tổn thương. Các đường này hoạt động theo nhiệm vụ, pha động tác, hướng và nhóm cơ [5,8].

Hạch nền không trực tiếp chi phối neuron vận động dưới. Các vòng vỏ–thể vân–cầu nhạt/chất đen–đồi thị–vỏ điều chỉnh việc lựa chọn hành động, khởi động, biên độ và “độ mạnh” của vận động. Mô hình đường trực tiếp–gián tiếp hữu ích để hiểu mất động và tăng động, nhưng sinh lý thực tế gồm nhiều quần thể hoạt động song song chứ không phải một công tắc bật–tắt đơn giản [2,8].

Tiểu não nhận bản sao lệnh vận động và phản hồi cảm giác, so sánh vận động dự định với vận động đang xảy ra. Nó hiệu chỉnh sai số về thời điểm, hướng và lực; tham gia thích nghi và học vận động. Dấu tiểu não thường cùng bên, gồm loạn tầm, run chủ ý, rối loạn động tác liên tiếp, thất điều và nói khó kiểu tiểu não [1,2].

Hạch nền và tiểu não từng được mô tả như hai vòng độc lập, nhưng dữ liệu hiện đại cho thấy chúng liên lạc qua đồi thị và các nhân trung não. Vì vậy, hội chứng vận động phức tạp có thể phản ánh rối loạn mạng lưới, không chỉ một “trung tâm” đơn độc [8].

Bảng sau giúp chuyển sinh lý thành định khu tại giường.

1. Xác nhận yếu thật sự bằng quan sát vận động tự phát, nghiệm pháp giữ tay/chân và sức cơ từng nhóm.
2. Xác định phân bố: nửa người, một chi, gốc chi, ngọn chi, theo rễ, theo dây hoặc đối xứng.
3. Đánh giá trương lực, phản xạ gân xương, Babinski, rung giật và phản xạ da.
4. Tìm teo cơ, rung giật bó cơ, mỏi khi gắng sức và dấu bệnh cơ.
5. Khám động tác nhanh, động tác tinh tế, phối hợp, tư thế và dáng đi.
6. Ghép dấu vận động với cảm giác, dây sọ và chức năng vỏ não để xác định tầng tổn thương.