Không phải lúc nào cơ cũng tuân theo mệnh lệnh điều khiển của não

Bạn có biết là các tế bào thần kinh cũng phải “quát tháo” để thúc đẩy các cơ cử động!

Theo chuyên gia nghiên cứu Christopher Knight - phó giáo sư khoa khoa học y khoa của trường đại học Delaware, khi chúng ta trở nên già hơn thì các tế bào thần kinh (noron-chúng giúp chuyển tải các mệnh lệnh từ não) cũng phải “phát ra” với cường độ mạnh hơn để kích thích các cơ bắp cử động.

Phó giáo sư Knight cho biết do những thay đổi liên quan đến tuổi tác ở cơ và các tế bào thần kinh, nên những người già thường cảm thấy bực bội vì thiếu khả năng kiểm soát công việc một cách chính xác và những phản ứng thể chất chậm chạp góp phần cho nhiều sa sút khác khi con người ta trở nên già hơn.

Knight và đồng nghiên cứu tiến sĩ Gary Kamen người đang điều hành phòng thí nghiệm khoa học khoa học thần kinh thực hành của đại học Massachusetts vừa cho đăng những kết quả nghiên cứu về tốc độ phát ra của đơn vị cơ vận động trên tập san Sinh Lý Học Ứng Dụng, hiện tại Knight đang tiến hành một đề án mới tập trung nghiên cứu việc kiểm soát cơ vận động ở người già. Cả hai nghiên cứu trên đều được tài trợ bởi Viện Y Tế quốc gia.

Điện cực với 4 sợi kim loại nhỏ được gắn vào cơ của ngón trỏ không gây đau giúp ghi lại những xung điện của những noron cá biệt hay các tế bào thần kinh. (Ảnh: Sciencedaily)

Tiến sĩ cho biết: Mục tiêu cuối cùng là nhằm cải thiện khả năng cử động ở những người lớn tuổi cũng như những bệnh nhân với các chứng rối loạn như liệt não, đa sơ cứng hay hồi phục sau đột quỵ. "Mỗi cử động của bạn có thể được tạo ra thông qua một hệ thống truyền tin đặc biệt thuộc trung tâm điểu khiển ở não, tủy sống, hàng tỷ tế bào thần kinh, và hàng ngàn sợi cơ".

Theo Knight cơ chính là động lực đằng sau những cử động, cứ mỗi lần chúng ta nhận mệnh lệnh từ tế bào thần kinh, thì các sợi cơ co lại và trong lúc phát sinh ra lực cơ, có đơn vị kiểm soát nhỏ nhất của các noron cá biệt và những sợi cơ mà nó kích thích. Nghiên cứu rất quan trọng giúp nhận biết cơ chế kiểm soát cơ vận động nói chung và phục hồi kiểm soát ở đa số bệnh nhân.

Ngay trên những đầu ngón tay, chúng ta có thể dễ dàng nhận biết sự thông tin giữa các tế bào thần kinh và cơ bắp, cũng như cách thức thay đổi khi con người có tuổi.

Tại phòng thí nghiệm Human Performance, bằng một dụng cụ thí nghiệm Knight và các sinh viên của mình đã tiến hành quan sát lực cơ trên phạm vi nhỏ ở ngón trỏ, cụ thể là trên cơ xương trước giữa lưng bàn tay, nằm ngay giữa ngón trỏ và ngón cái, cơ này gồm 120 đơn vị cơ vận động, 120 noron riêng lẻ, và các sợi cơ giúp hoạt hóa.

Ông nói: "đó là một cơ tương đối đơn giản, do đó bạn có thể thấy từng mối liên giữa hoạt động của neuron và lực cơ đưa đến." Có 23 người từ 18 đến 88 tuổi tham gia vào nghiên cứu này.

Với một quy trình không đau, mỗi cá thể được được gắn vào cơ của ngón trỏ một điện cực nhỏ như cây kim với 4 sợi kim loại. Điện cực này được nối với máy vi tính giúp ghi lại những xung điện khi chúng di chuyên từ các tế bào thần kinh đến các sợi cơ.

Khi ngón trỏ được giữ chắc trong một sợi dây an toàn, mỗi cá thể được yêu cầu dùng ngón trỏ đi theo nét phác thảo của một đường cong hàm sin với các đỉnh và chỗ hỏm trên màn hình vi tính.

Knight đã ghi lại được nhiều lực do tốc độ phát ra tương ứng cao hơn của các noron được tác động chỉ trước lúc bạn bắt đầu quay ngược ngón tay hướng lên đỉnh và sau đó lại giảm nhẹ thụp xuống hướng về phía chỗ hỏm. Một khi hoàn tất những hình ảnh được ghi tại 1 vị trí trên cơ, điện cực tái định vị để thử ở những đơn vị cơ vận động khác trên cơ bắp.

Knight và sinh viên vừa tốt nghiệp Dhiraj Poojari cùng với các nghiên cứu viên thực tập Maria Bellumori, Christopher Martens đã tiến hành phân tích dữ liệu tần số và biên độ của tốc độ cháy bằng một tiến trình dài dòng mà ông hy vọng có thể được tự động hóa trong tương lai thông qua việc tiếp tục phát triển chương trình phần mềm giúp phân loại những tiếng nổ đôi, và những giai đoạn ngắn khi các tế bào thần kinh phát ra nhanh hơn và những giai đoạn hoạt động ngắn hơn.

Kết quả nghiên cứu cho thấy tốc độ phát ra ở những người già thấp hơn trái ngược với người trẻ tức là khả năng sợi cơ “nghe” và đáp lại các mệnh lệnh của tế bảo thần kinh bị suy giảm.

Knight nói thêm: "sự co cơ lặp lại thì cần thiết đối với những cử động như đi lại, tuy nhiên khả năng co cơ của chúng ta sẽ bị giảm hay giật khi chúng ta lớn tuổi và khi đó chúng ta cũng sẽ đánh mất những sợi cơ giật nhanh".

Tuy nhiên theo tiến sĩ thì có nhiều bước để chúng ta bảo vệ khả năng vận động của cơ chính yếu này. Sau khi có tác động điện, chúng ta có thể thấy sự tăng lên tốc độ phát ra, và vì sự an toàn ông khuyên nên làm những điều này 1 cách chậm rãi, nhưng cũng rất cần thiết để tiến hành những bài tập nhanh. Bạn cần cử động nhanh để ngăn chặn sự sa sút. ở những người già yếu, có thể sử dụng một số những bài tập sức đề kháng thủ công nhằm cải thiện tốc độ cử động.

Knight luôn lưu ý đến cách thức mà cơ thể thích ứng với bài tập. Cách đây nhiều năm khi ông thi vào đại học mục tiêu của ông là trở thành vận động viên điền kinh vượt rào danh giá, và trong lúc ông làm điều đó 1 cách hoàn hảo, thì ông lại nhận ra rằng giấc mơ của ông chính là học thuật và ông đã cố gắng tập trung sức lực vào đó.

Tại đại học Connecticut, trong 1 lần học về học sinh học não ông cảm thấy bị thu hút về hệ thống thần kinh và cử động. Và ông đã bị lôi cuốn hơn nữa trong suốt thí nghiệm nghiên cứu vào mùa hè khi có cơ hội làm việc với các vận động viên xe lăn.

Knight nói: "những người chấn thương tủy sống nghiêm trọng thì bị hạn chế sự làm mát do họ không thể đổ mồ hôi ngay bên dưới vị trí chấn thương, do đó nhiệt độ bên trong có thể đạt đến mức nguy hiểm".

Và sau khi tốt nghiệp Knight đã quyết định theo đuổi nghiên cứu kiểm soát cơ vận động.

Ông ấy nói: "Tôi đã từng quan tâm đến thể thao nhưng với tôi bây giờ công việc này cùng với những kiến thức đó sẽ giúp ích cho nhiều người hơn, những bài tập vẫn là các phương thức để cải thiện và tuổi già chính sẽ liên kết chúng ta lại với nhau."

Hiện tại Knight đang cần những người già khỏe mạnh 70 tuổi hay lớn hơn cũng như những người mắc bệnh Parkinson (cơ rung và yếu) hay đa xơ cứng cho nghiên cứu tiếp theo của mình, bạn có thể liên hệ với ông để biết thêm thông tin tại http://www.udel.edu/ hay (302) 831-6175.

Ánh Phượng