Phản xạ là đáp ứng tự động, giống nhau mỗi lần, đi theo một đường mạch cố định qua tuỷ sống hoặc thân não, không cần ta quyết định. Phản ứng là hành động có chủ ý sau khi não nhận ra tín hiệu và chọn cách đáp. Vì đường đi ngắn và không có bước "cân nhắc", phản xạ tuỷ sống chỉ mất vài chục mili giây, nhanh hơn phản ứng có ý thức nhiều lần.
Hai đường đi của một tín hiệu
Thử hình dung bạn lỡ chạm tay vào nồi canh đang sôi. Tay giật ra trước khi bạn kịp nghĩ "nóng quá". Một lúc sau mới thấy rát, mới kêu lên, mới nhìn xuống xem có phồng không. Hai chuyện đó đi theo hai con đường khác nhau:
- Đường tắt: tín hiệu từ da vào tuỷ sống, chuyển ngay sang tế bào thần kinh vận động, ra lệnh cho cơ gập tay. Đây là phản xạ rút tay.
- Đường dài: cùng lúc, tín hiệu đi tiếp lên não. Não nhận ra cảm giác đau, nóng, ghi nhớ chuyện vừa xảy ra, quyết định thổi tay, mở vòi nước lạnh. Đây là phản ứng.
Tay bạn đã ở ngoài nồi khi não còn đang "đọc" bản tin. Cơ thể không chờ ý thức cho phép mới làm việc gấp.
Cung phản xạ gồm những gì
Các nhà sinh lý học gọi con đường tắt kia là cung phản xạ. Một cung phản xạ đầy đủ có năm thành phần:
- Thụ thể: đầu mút thần kinh cảm nhận kích thích, như thụ thể cảm nhận độ căng trong cơ hay thụ thể cảm nhận nhiệt và tổn thương trên da.
- Dây thần kinh hướng tâm: mang tín hiệu từ thụ thể về tuỷ sống.
- Trung tâm phản xạ: nằm trong chất xám tuỷ sống (hoặc thân não, với các phản xạ ở đầu mặt). Đây là chỗ tín hiệu được chuyển sang tế bào vận động.
- Dây thần kinh ly tâm: tế bào thần kinh vận động đưa lệnh ra cơ.
- Cơ quan đáp ứng: cơ co lại, hoặc tuyến tiết dịch.
Thiếu một khâu nào, phản xạ mất. Chính vì vậy, bác sĩ thử phản xạ để biết đoạn thần kinh nào đang làm việc bình thường.
Phản xạ một khớp nối và nhiều khớp nối
Chỗ tín hiệu chuyển từ tế bào thần kinh này sang tế bào khác gọi là synap. Mỗi lần qua một synap tốn chừng nửa đến một mili giây. Số synap trong cung quyết định phản xạ nhanh hay chậm.
| Phản xạ một synap | Phản xạ nhiều synap | |
|---|---|---|
| Ví dụ | Gõ gân bánh chè, chân đá lên | Rút tay khỏi vật nóng, vật nhọn |
| Đường đi | Dây cảm giác nối thẳng với tế bào vận động | Có một hoặc nhiều tế bào trung gian ở giữa |
| Tốc độ | Nhanh nhất trong các phản xạ | Chậm hơn một chút, vẫn nhanh hơn phản ứng có ý thức |
| Mức phức tạp | Một cơ co | Nhiều cơ phối hợp: cơ gập co, cơ duỗi giãn, chân bên kia đỡ người |
Phản xạ gõ gân bánh chè là ví dụ kinh điển của loại một synap: búa gõ làm gân căng, thụ thể trong cơ đùi báo "cơ đang bị kéo dài", tín hiệu vào tuỷ sống thắt lưng và nối thẳng với tế bào vận động của chính cơ đó, cơ co lại, cẳng chân đá lên. Toàn bộ chỉ vài chục mili giây.
Phản xạ rút tay phức tạp hơn. Khi bạn giẫm phải gai, chân bị đau co lên, đồng thời chân kia phải duỗi cứng ra để đỡ cả người, nếu không bạn ngã. Phản xạ chéo này cần các tế bào trung gian bắc sang bên kia tuỷ sống. Nhiều synap hơn, chậm hơn một chút, nhưng đổi lại là cả một động tác phối hợp mà không cần não can thiệp.
Sherrington và ý tưởng "hệ thần kinh tích hợp"
Nhà sinh lý học người Anh Charles Sherrington đã dành nhiều năm nghiên cứu phản xạ ở động vật cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20. Ông là người đặt ra từ "synap" và chỉ ra rằng tuỷ sống không chỉ là dây điện truyền tin lên não. Nó tự xử lý được: kích thích một cơ thì đồng thời ức chế cơ đối diện, để khớp gập được trơn tru. Cuốn sách của ông năm 1906, The Integrative Action of the Nervous System, là một trong những nền móng của thần kinh học hiện đại. Năm 1932 ông nhận giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học cùng Edgar Adrian cho các phát hiện về chức năng của tế bào thần kinh.
Não không đứng ngoài hoàn toàn
Gọi phản xạ là "không qua não" là đúng về đường đi, nhưng não vẫn chỉnh được độ mạnh yếu của nó. Vài ví dụ dễ thấy:
- Khi bác sĩ bảo bạn móc hai bàn tay vào nhau rồi kéo mạnh trong lúc gõ gối, phản xạ đá chân rõ hơn. Não đang "bật to" mức sẵn sàng của tuỷ sống.
- Khi bạn cầm một chiếc bát nóng nhưng quý, bạn có thể cố giữ không buông ngay. Não đã ức chế phản xạ rút tay, ít nhất trong chốc lát.
- Ở người bị tổn thương đường dẫn từ não xuống tuỷ, phản xạ gân xương thường mạnh lên bất thường, vì mất đi sự "kìm" từ trên xuống.
Như vậy phản xạ không phải công tắc cứng. Nó là một mạch tự động có núm điều chỉnh, và núm ấy nằm trong tay não.
Phản ứng có ý thức thì khác gì
Phản ứng có ý thức linh hoạt hơn phản xạ rất nhiều. Cùng một tiếng còi xe, bạn có thể đứng lại, lùi lên vỉa hè hay quay đầu nhìn, tuỳ hoàn cảnh. Đổi lại, nó chậm: thời gian phản ứng đơn với ánh sáng thường quanh một phần tư giây, gấp mấy lần một phản xạ tuỷ sống.
Có một vùng ở giữa: những động tác lặp đi lặp lại hàng nghìn lần như bắt quả bóng, gạt chân chống xe hay đỡ cốc sắp đổ. Chúng nhanh và gần như tự động, nhưng không phải phản xạ bẩm sinh. Đó là phản ứng đã được luyện tới mức trơn tru. Phân biệt rõ hai thứ này giúp hiểu vì sao "luyện phản xạ" thực chất là luyện phản ứng, chứ phản xạ gân xương thì gần như không luyện được.
| Đặc điểm | Phản xạ | Phản ứng có ý thức |
|---|---|---|
| Có cần học không | Bẩm sinh | Học và thay đổi được |
| Trung tâm xử lý | Tuỷ sống hoặc thân não | Vỏ não |
| Thời gian | Vài chục ms | Thường từ khoảng 150–250 ms trở lên |
| Mức linh hoạt | Rập khuôn, mỗi lần giống nhau | Thay đổi theo hoàn cảnh |
| Có biết trước khi xảy ra không | Thường chỉ biết sau khi đã làm | Biết và chủ động làm |
Góc nhìn hôm nay: tự cảm nhận hai đường đi
Bạn không cần phòng lab để thấy sự khác nhau. Hai thí nghiệm nhỏ:
- Ngồi vắt chân trên ghế cao, để cẳng chân thả lỏng. Nhờ người dùng cạnh bàn tay gõ nhẹ vào chỗ lõm ngay dưới xương bánh chè. Chân đá lên trước khi bạn kịp "định" đá. Giờ thử cố tình đá chân khi thấy tay người kia chạm vào: bạn sẽ cảm thấy rõ lần sau chậm hơn và "có suy nghĩ" hơn.
- Nhớ lại lần chạm vào vật nóng: tay giật ra trước, cảm giác rát tới sau. Khoảng cách giữa hai chuyện đó chính là chênh lệch giữa phản xạ và nhận thức.
Nếu gõ mà chân không đá, đừng hoảng. Phần lớn là do gõ sai chỗ hoặc người đang căng cơ. Nhưng nếu phản xạ mất hẳn ở một bên trong khi bên kia còn, hoặc kèm tê bì, yếu cơ, hãy đi khám để bác sĩ kiểm tra đúng cách.
Câu hỏi thường gặp
Cung phản xạ là gì?
Cung phản xạ là con đường thần kinh mà một phản xạ đi qua, gồm thụ thể, dây thần kinh cảm giác, trung tâm ở tuỷ sống hoặc thân não, dây thần kinh vận động và cơ hoặc tuyến đáp ứng. Mất một khâu thì phản xạ không xảy ra.
Phản xạ có đi qua não không?
Phản xạ tuỷ sống như gõ gân bánh chè hay rút tay khỏi vật nóng không cần não ra quyết định, trung tâm xử lý nằm ở tuỷ sống. Tuy vậy, não vẫn có thể làm phản xạ mạnh lên hoặc yếu đi.
Vì sao rút tay khỏi vật nóng trước khi thấy đau?
Phản xạ rút tay được tuỷ sống xử lý ngay, còn cảm giác đau phải đi lên não rồi mới được nhận biết. Đường tắt qua tuỷ sống ngắn hơn, nên tay đã rút ra trước khi ta ý thức được cơn đau.
Phản xạ có điều kiện khác phản xạ không điều kiện thế nào?
Phản xạ không điều kiện là bẩm sinh, như co chân khi gõ gối. Phản xạ có điều kiện được hình thành qua học tập, như chó tiết nước bọt khi nghe tiếng chuông trong thí nghiệm của Pavlov. Phản xạ có điều kiện có thể mất đi nếu không được củng cố.
Luyện tập có làm phản xạ nhanh hơn không?
Phản xạ gân xương gần như không luyện được. Thứ thay đổi khi luyện tập là phản ứng: các động tác lặp lại nhiều lần trở nên nhanh, chính xác và tự động hơn.
