Từ thuở xa xưa, con người đã cố gắng tìm hiểu và khám phá thế giới huyền bí của bộ não. Nhưng không mấy thành công! Phải đợi đến cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, với sự tiến bộ khả quan trong lãnh vực y khoa điện tử, công nghệ điện tính, kỹ thuật cộng hưởng từ chức năng MRI (hay fMRI) và nhiều kỹ thuật liên quan khác, não trở thành một đề tài nghiên cứu nóng bỏng trong công động khoa học trong vòng 20 năm gần đây. Riêng ở Mỹ, Viện Quốc Gia về Rối Loạn Thần Kinh và Đột Quỵ (National Institute of Neurological Disorders and Stroke hay NINDS) đã và đang đóng vai trò tiên phong trong việc nghiên cứu về các hoạt động và bệnh lý liên quan  đến não. Viện này đã và đang hổ trợ nhiều đề án nghiên cứu liên quan đến não ở Mỹ và nhiều quốc gia khác trên thế giới. 

 Trước khi đi vào chi tiết về những ứng dụng của cộng hưởng từ chức năng (fMRI) và những kỹ thuật khác trong những lãnh vực liên quan  đến hoạt động của não, người viết xin giới thiệu một cách đại cương cấu tạo và những thành phần chính của não bộ.   

1. Tóm lược về hình cắt lớp ba chiều của não

Hình cắt lớp ba chiều thường được dùng rất nhiều ở bệnh viện, phòng mạch bác sĩ và tạp chí y khoa mỗi lần có sự đề cập đến việc chẩn đoán liên quan đến hoạt động và bệnh lý của não bộ. Thế nên, chúng ta hãy cùng ôn lại khái niệm tổng quát về những những hình ba chiều này để tiện việc theo dõi.  

Có ba hướng cắt khác nhau: hướng cắt ngang trục, hướng cắt dọc ngang và hướng cắt dọc đứng.  

Hình 1 (a và b) biểu hiện ba mặt cắt của máy chụp cộng hưởng từ MRI dựa theo ba chiều x-y-z, với con người đứng hướng mặt về phía trục y. Mặt phẳng cắt ngang trục (axial hay transverse plane) trải dài từ đầu xuống chân trong mặt phẳng x-y dọc theo trục z, nằm song song với mặt đất (hay mặt sàn của phòng MRI). Mặt  phẳng cắt dọc ngang (coronial plane) nằm ở trong mặt x-z, thẳng góc với mặt đất, dùng để phân chia hướng trước mặt với hướng sau cổ của người trong hình. Và sau cùng, cắt dọc đứng nằm (sagittal plane) trong mặt phẳng y-z, thẳng góc với mặt đất, chia ra phần có lỗ tai bên trái và phần có lỗ tai bên phải  theo hướng cắt thẳng góc với mặt phẳng cắt dọc ngang [1].  

Nói một cách khác hơn: khi chọn vị trí đứng của con người làm điểm tham khảo; cắt trục ngang đi theo hướng song song với mặt phẳng ngang qua hai lỗ tai và mũi; cắt dọc ngang  đi theo hướng song song với mặt phẳng  ngang qua hai lỗ tai; và cắt dọc đứng theo hướng song song với mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng ngang qua hai lỗ tai. 

Hình 1. (a) Ba hướng cắt: cắt ngang trục (axial hay transverse plane) đi theo hướng song song với mặt phẳng ngang qua hai lỗ tai và gần mũi; cắt dọc ngang (coronal plane) đi theo hướng song song với mặt phẳng ngang qua hai lỗ tai và cắt dọc đứng (sagittal plane)- trục song song với mặt phẳng ngang qua mũi và thẳng góc với trục ngang qua hai lỗ tai; (b) các mặt cắt biểu hiện trên trục x-y-z [2] 

Hình 2 biểu hiện một thí dụ về hình ảnh mặt phẳng MRI qua vết cắt ngang trục, cắt dọc ngang và cắt dọc đứng trong não bộ [3]. Chúng ta thường thấy những hình này trong nhiều phòng mạch khi nhân viên y tế chẩn đoán và tầm soát các bệnh lý liên quan đến não bộ. 

Hình 2. Mặt phẳng MRI của đầu con người: (a) cắt ngang trục (axial)- hình bên trái, (b) cắt dọc ngang (coronal)- hình giữa  và (c ) cắt dọc đứng (sagittal)- hình bên phải. Nếu đi theo hướng nhìn từ ba vết cắt liên quan đến ba mặt phẳng cơ bản của MRI: mặt cắt ngang trục (từ trên xuống dưới), mặt cắt dọc ngang (từ trước ra sau) và mặt cắt dọc đứng từ phía lỗ tai bên này sang phía lỗ tai bên kia (trái sang phải hay ngược lại) [3].  

2. Vài nét tổng quát về bộ não

Trong cơ thể con người, bộ não có cấu tạo phức tạp và quan trọng nhất. Bộ não nặng khoảng 1.2- 1.4 kg (2.64 - 3.1 lbs).  Não điều khiển và điều hòa  tất cả hoạt động và chức năng  của các cơ quan trong cơ thể con người từ nghe, nói, hô hấp, tiêu hóa, giấc ngủ, vị giác, thị giác, đến cảm xúc, suy nghĩ và lý luận. Hình 3 biểu hiện vị trí của năm giác quan trong bộ não theo thứ tự từ trước ra sau: khứu giác, xúc giác, vị giác, thị giác và thính giác. Mỗi bộ phận trong não bộ có một chức năng riêng biệt nhưng hòa hợp và kết nối chặt chẽ với những chức năng khác để điều khiển và đáp ứng với những hoạt động của cơ thể con người.

Hình 3. Vị trí của năm giác quan trong bộ não. Nhìn từ trán ra phía sau ót, theo thứ tự, chúng ta có khứu giác (smell), xúc giác (touch), vị giác (taste), thị giác (vision) và thính giác (hearing). (Nguồn: Nikos Logethetis, Max Planck Institute).

Có hai hệ thống thần kinh liên quan đến não: Hệ thống thần kinh trung ương (central nervous system) bao gồm não và tủy sống và hệ thống thần kinh ngoại biên (peripheral nervous system) gồm có các dây thần kinh cột sống và các dây thần kinh sọ.

Liên quan đến bộ phận của não, có hai cơ cấu cần phải phân biệt: (i) phần vỏ não (cerebral cortex) và phần não nằm ngay dưới vỏ não (subcortex)   Vỏ não có hai bán cầu và gồm có bốn thùy (sẽ thảo luận chi tiết hơn ở bài viết kế tiếp). Trong khi đó, phần não ngay dưới vỏ não có thể chia làm ba phần chính (Hình 4): não trước (forebrain), não giữa (midbrain) và não sau (hindbrain) [4].   

Hình 4. Ba phần chính thuộc phần dưới vỏ não: não trước (forebrain), não giữa (midbrain) và não sau (hindbrain) [4]. 

Nhìn từ trên xuống dưới bắt đầu từ phía bên phải theo chiều kim đồng hồ, chúng ta có thể thấy nhiều bộ phận trong não bộ chẳng hạn như: não thất (ventricles), não giữa (midbrain), thể chai (corpus collosium), đồi thị (thalamus), tiểu não (cerebellum), não sau (hindbrain), cuống não (brain stem), hành não (medulla hay medulla blongata), cầu não (pons), tuyến yên (pituitary gland), vùng đồi trước (hypothalamus), đại não (cerebrum) và não trước (forebrain) (Hình 4). 

Hầu như một nửa số tế bào thần kinh (neurons) nằm ở tiểu não. Cuống não kiểm soát những  hoạt động như nhịp tim, thở, ngủ và động tác nuốt. 

3. Não trước (forebrain- prosencephalon)

Não trước là phần trước của não, bao gồm đại não, đồi thị, vùng đồi trước; với đại não là phần trên cùng của bộ não. Có những chức năng liên quan đến việc xử lý cảm quan, chức năng lý luận cao và khả năng phân tích những vấn đề phức tạp.  

Đại não với phần ngoài cùng là vỏ não, chiếm diện tích  lớn nhất của não bao gồm chẳng những chức năng xử lý cảm quan và thông tin liên quan đến vận động mà còn có những khả năng liên quan đến ý thức, kiểm soát ngôn ngữ, tư duy, nghe, cảm giác về thể tính như xúc giác, xúc cảm, ký ức, phát triển cá tính, và thị giác.  

Bên trong đại não có bốn não thất nơi dịch não tủy được tạo ra. Dịch não giúp bảo vệ và làm giảm chấn thương.

Đại não gồm có hai bán cầu não ngăn cách nhau bởi khe não. Hai bán cầu não này nối kết và thông tin với nhau  qua một bó sợi gọi là thể chai. Bộ phận này có chức năng truyền thông điệp từ bán cầu não bên này sang bán cầu não bên kia. Mỗi bán cầu não kiểm soát bắp thịt và các tuyến ở phía đối diện của cơ thề. Phần lớn khoa học gia và chuyên gia cho rằng bán cầu não bên trái kiểm soát giọng nói, khả năng phân tích và lý luận ; trong khi đó bán cầu não bên phải kiểm soát khả năng sáng tạo, thông tin thị giác, không gian, nghệ thuật và kỹ năng âm nhạc. Tuy nhiên điều này vẫn chưa được xác định một cách thống nhất trong cộng đồng khoa học.

4. Não giữa (midbrain, mesencephalon)

Nằm phía trước và liên lạc với tiểu não. Có những chức năng liên quan đến động tác, thính giác và thị giác. 

5. Não sau (hindbrain, rhombencephalon)

Nằm phía sau đầu và thoạt trông giống như phần nối dài của xương sống. Não sau gồm có hành não, cầu mã, và tiểu não. Đây là vùng điều khiển  những chức năng có tính cách tự động cần thiết cho việc sống còn của cơ thể con người  như hô hấp và ngủ.  

6. Kết từ

Tong bài viết này, chúng tôi đã trình bày môt cách đại cương ba phần chính của não: não trước, não giữa và não sau. Bốn thùy của não (thùy trán, thùy chẩm, thùy đỉnh và thùy thái dương) và những bộ phận khác sẽ được trình bày trong bài viết sau.

7. Tài liệu tham khảo

[1] http://www.erct.com/2-ThoVan/TTriNang/Technology%20in%20Medicine-%20Part%2019-03312022.htm

[2] https://my-ms.org/mri_planes.htm

[3] https://www.researchgate.net/figure/MRI-planes-for-MRI-head-scan-a-Axial-b-Coronal-c-Sagittal-MR-scanner-can-generate_fig2_338448026

[4] https://www.simplypsychology.org/forebrain-midbrain-hindbrain.html 

June 6, 2023