– Cảm ứng ở động vật là khả năng tiếp nhận và phản ứng lại với các kích thích từ môi trường bên ngoài cũng như bên trong cơ thể, đảm bảo cho động vật có thể tồn tại và phát triển. 

– Cảm ứng ở động vật chưa có hệ thần kinh (động vật đơn bào): Động vật phản ứng lại với các kích thích của môi trường thông qua sự chuyển động của toàn bộ cơ thể hoặc sự co rút của chất nguyên sinh. 

– Cảm ứng ở động vật đã có hệ thần kinh (động vật đa bào): Động vật phản ứng lại với các kích thích của môi trường thông qua các phản xạ. 

Hình 1. Một số cảm ứng ở động vật

1.2.1. Tế bào thần kinh

– Hệ thần kinh được cấu tạo chủ yếu từ các tế bào thần kinh (neuron). 

Hình 2. Cấu tạo của một neuron điển hình

– Thân neuron có cấu tạo như một tế bào nhân thực điển hình. Thân neuron có chức năng dinh dưỡng, điều khiển hoạt động của neuron. 

– Dựa vào chức năng, neuron được chia thành ba nhóm: neuron cảm giác (neuron hướng tâm), neuron trung gian và neuron vận động (neuron li tâm).

1.2.2. Các dạng hệ thần kinh

Đặc điểm của các dạng thần kinh:

Hình 3. Một số dạng thần kinh ở động vật

1.3.1. Khái niệm và cấu tạo synapse

– Synapse là vị trí tiếp nối giữa tế bào thần kinh với tế bào thần kinh, hay giữa tế bào thần kinh với loại tế bào khác (tế bào cơ, tuyến). Mỗi neuron có thể có hàng nghìn đến hàng chục nghìn synapse. 

– Ở động vật, dựa vào bản chất truyền tin qua synapse mà người ta chia thành hai loại: 

+ Synapse hoá học 

+ Synapse điện. 

– Cấu tạo synapse hoá học gồm 3 phần: 

+ Phần trước synapse (còn được gọi là chuỳ synapse): do phần tận cùng của sợi trục phình to tạo thành.

+ Khe synapse: là khoảng hở giữa màng trước synapse và màng sau synapse.

+ Phần sau synapse: là màng sinh chất của neuron hay của các tế bào cơ quan. 

Hình 4. Cấu tạo và quá trình truyền tin qua synapse hóa học

(Nguồn: Campbell Biology, Lisa A.Urry và cộng sự, 2021)

1.3.2. Cơ chế truyền tin qua synapse hoá học

– Khi xung thần kinh truyền đến chuỳ synapse sẽ làm màng tế bào thay đổi tính thẩm đối với Ca²⁺, Ca²⁺ từ dịch mô tràn vào dịch bào qua kênh protein.

– Dưới tác động của Ca²⁺ các bóng synapse trong chuỳ synapse dung hợp với màng trước synapse và giải phóng chất trung gian hoá học đi vào khe synapse bằng hình thức xuất bào. 

– Các phân tử chất trung gian hoá học lập tức gắn vào các thụ thể ở màng sau synapse và làm thay đổi tính thấm của màng sau synapse.

– Sau khi xung thần kinh được hình thành và truyền đi, chất trung gian hoá học bị các enzyme phân giải và mất tác dụng. Các sản phẩm phân giải này có thể quay trở lại màng trước, đi vào chùy synapse và được sử dụng để tái tổng hợp trở lại chất trung gian hoá học.

– Các thành phần của một cung phản xạ:  Khi cơ quan thụ cảm bị kích thích, các xung thần kinh xuất hiện và được dẫn truyền theo một chiều từ cơ quan thụ cảm theo neuron cảm giác truyền về trung ương thần kinh, qua neuron trung gian sang neuron vận động đến cơ quan đáp ứng được gọi là cung phản xạ.

– Các dạng thụ thể và vai trò của thụ thể:

+ Động vật có thể nhận biết được môi trường xung quanh là nhờ cảm giác mà các sự vật, hiện tượng gây ra cho chúng.

+ Các cảm giác được các tế bào ở cơ quan thụ cảm tiếp nhận thông qua thụ thể. 

+ Mỗi tế bào cảm giác thường có một loại thụ thể đặc hiệu đối với một kích thích. 

+ Dựa vào bản chất của kích thích được tiếp nhận, người ta chia các thụ thể cảm giác thành năm loại: cơ học, chia các thị thị hoá học, điện từ, nhiệt, đau.

– Vai trò của các giác quan trong cung phản xạ 

+ Vị giác, khứu giác và xúc giác

+ Thính giác: Tiếp nhận và truyền đạt đến não các thông tin về dung lượng và cao độ của âm thanh. Nhờ đó, động vật có thể định hướng được con mồi, bạn tình, kẻ thù,.. Tai còn có chức năng giữ thăng bằng cho cơ thể nhờ sự dịch chuyển của dịch lỏng trong các bộ phận của cơ quan tiền đình theo một hướng nhất định tuỳ vào cách di chuyển của động vật.

+ Thị giác: Là cơ quan cảm nhận kích thích ánh sáng, nhờ đó động vật có thể nhận biết được hình dạng và màu sắc của các vật. Ánh sáng truyền từ các vật đi vào mắt thông qua giác mạc, thuỷ dịch, đồng tử, thuỷ tinh thể và dịch kính truyền đến các tế bào que và tế bào nón ở võng mạc.

– Đáp ứng cơ xương trong cung phản xạ

+ Ở động vật có xương sống, mỗi sợi cơ được điều khiển bởi duy nhất một neuron vận động, tuy nhiên, mỗi neuron vận động có thể phân nhánh tạo nhiều synapse với nhiều sợi cơ khác nhau. 

+ Tập hợp một neuron vận động và tất cả các sợi cơ mà neuron đó điều khiển được gọi là một đơn vị vận động.

+ Khi xung thần kinh được truyền từ trung ương thần kinh (tuỷ sống) qua neuron vận động đến cơ thì tất cả các sợi cơ trong đơn vị vận động của nó đều co. 

– Dựa vào chức năng, phản xạ không điều kiện được chia thành: Phản xạ dinh dưỡng; Phản xạ bảo vệ; Phản xạ sinh dục; Phản xạ định hướng.

– Phản xạ có điều kiện được hình thành do sự dẫn truyền xung thần kinh theo nguyên tắc ưu thế, từ trung khu tiếp nhận kích thích có điều kiện sang trung khu tiếp nhận kích thích không điều kiện khi hai trung khu này hưng phấn cùng lúc. Kết quả là sự hình thành đường liên hệ thần kinh tạm thời giữa hai trung khu thần kinh khác nhau trên vỏ não.

– Một số bệnh do tổn thương hệ thần kinh:

+ Hệ thần kinh giữ vai trò quan trọng trong việc điều khiển hoạt động của các cơ quan trong cơ thể. 

+ Nếu hệ thần kinh bị tổn thương có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hoạt động sống như mất khả năng nhận thức, khả năng vận động, khả năng cảm giác; giảm thị lực,… 

– Thuốc giảm đau và cơ chế tác dụng:

+ Thuốc giảm đau chứa chất có tác dụng làm giảm cảm giác đau do bệnh hoặc các tổn thương gây ra.

+ Mỗi loại thuốc giảm đau có tác dụng khác nhau, có thể tác động lên thần kinh trung ương hoặc thần kinh ngoại biên. 

+ Nếu sử dụng thuốc giảm đau không hợp lí cũng gây ra những hậu quả nghiêm trọng như gây nghiện, làm tổn thương gan và thận, viêm loét dạ dày, khó thở, …

Hình 5. Một số loại thuốc giảm đau

– Các biện pháp bảo vệ hệ thần kinh:

+ Hệ thần kinh có thể bị tổn thương bởi nhiều nguyên nhân như: thức quá khuya, làm việc quá mức, căng thẳng kéo dài, chế độ ăn uống không khoa học, lạm dụng các chất kích thích (thuốc lá, rượu, bia,…) và sử dụng ma tuý,…

+ Để hệ thần kinh được khoẻ mạnh cần có những biện pháp bảo vệ hệ thần kinh: Đảm bảo giấc ngủ hằng ngày hợp lí; Có chế độ lao động và nghỉ ngơi hợp lí, tránh căng thẳng, mệt mỏi kéo dài; Không lạm dụng các chất kích thích, chất ức chế hoạt động của hệ thần kinh cũng như các loại thuốc giảm đau; …..

– Cảm ứng ở động vật chưa có hệ thần kinh được thực hiện thông qua sự chuyển động của cơ thể hoặc co rút của chất nguyên sinh. Cảm ứng ở động vật đã có hệ thần kinh được thực hiện thông qua các phản xạ. Phản xạ là các phản ứng của cơ thể đáp trả lại các kích thích từ môi trường dưới sự điều khiển của hệ thần kinh. – Tế bào thần kinh có cấu tạo gồm thân, sợi trục và các sợi nhánh. Các tế bào thần kinh có vai trò tiếp nhận, xử lí và truyền xung thần kinh trong hệ thần kinh. Ở động vật, có ba dạng hệ thần kinh: dạng lưới, dạng chuỗi hạch và dạng ống. – Synapse là vị trí tiếp nối giữa tế bào thần kinh với tế bào thần kinh hoặc với tế bào khác (tế bào cơ, tế bào tuyến). Synapse có cấu tạo gồm phần trước synapse, khe synapse và phần sau synapse. – Quá trình truyền tin qua synapse: Xung thần kinh truyền đến chuy synapse làm cho Ca2+ đi vào trong tế bào; Ca2+ làm cho các bóng synapse dung hợp với màng trước và giải phóng chất trung gian hoá học vào khe synapse; chất trung gian hoá học gắn vào thụ thể ở màng sau synapse làm xuất hiện xung thần kinh ở màng sau và tiếp tục lan truyền đi. – Một cung phản xạ gồm: cơ quan thụ cảm → neuron cảm giác → trung ương thần kinh có các neuron trung gian → neuron vận động → cơ quan đáp ứng (cơ xương,…). – Thụ thể cảm giác gồm các dạng: cơ học, hoá học, điện từ, nhiệt, đau. – Ở động vật có các giác quan như vị giác, khứu giác, xúc giác, thính giác, thị giác; mỗi giác quan đóng vai trò nhất định trong quá trình cảm ứng ở động vật. – Phản xạ không điều kiện là các phản xạ bẩm sinh, không cần phải thông qua học tập. Phản xạ có điều kiện là các phản xạ được hình thành trong đời sống của cá thể, là kết quả của quá trình học tập, rèn luyện và rút kinh nghiệm, dễ thay đổi và có thể bị mất đi nếu như không được củng cố. – Cơ chế hình thành phản xạ có điều kiện dựa trên cơ sở hình thành đường liên hệ thần kinh tạm thời giữa trung khu tiếp nhận kích thích không điều kiện và trung khu tiếp nhận kích thích có điều kiện ở vỏ não khi hai trung khu này hưng phấn cùng lúc. – Khi hệ thần kinh bị tổn thương sẽ gây ảnh hưởng đến các hoạt động sống như mất nhận thức, vận động kém, mất cảm giác,… – Cơ chế tác dụng của thuốc giảm đau: ức chế sự tổng hợp chất gây cảm giác đau, ức chế thụ thể ở màng sau synapse, ngăn chặn quá trình truyền tin qua synapse. – Để bảo vệ sức khoẻ hệ thần kinh, cần phải ngủ đủ giấc; có chế độ lao động, nghỉ ngơi và dinh dưỡng hợp lí; luyện tập thể dục thể thao; không lạm dụng các chất kích thích và không sử dụng ma tuý,…