Phản xạ là phản ứng của cơ thể trả lời kích thích từ môi trường trong hoặc ngoài, thông qua hệ thần kinh. Con đường xung thần kinh đi trong một phản xạ gọi là cung phản xạ, gồm năm thành phần: thụ thể (cơ quan thụ cảm), nơron cảm giác, trung ương thần kinh, nơron vận động và cơ quan phản ứng. Phản xạ không điều kiện là bẩm sinh, có ở mọi người cùng loài; phản xạ có điều kiện được hình thành trong đời sống qua học tập và rèn luyện.
Chủ đề này nghe đơn giản nhưng đề kiểm tra hay khai thác chỗ dễ nhầm: rụt tay khi chạm vật nóng là loại phản xạ nào, bắt quả bóng có phải phản xạ không, vì sao thói quen học đúng giờ lại liên quan đến phản xạ. Bài đi từ tế bào thần kinh lên cung phản xạ, rồi tới cách dùng AI làm người ra tình huống để bạn luyện phân loại.
Nơron: đơn vị dẫn truyền của hệ thần kinh
Tế bào thần kinh, gọi là nơron, có hình dạng rất khác các tế bào thông thường. Mỗi nơron có thân chứa nhân, nhiều sợi nhánh ngắn nhận tín hiệu, và một sợi trục dài truyền tín hiệu đi xa. Nhiều sợi trục được bọc bao myelin từng đoạn, giống lớp vỏ cách điện của dây điện, giúp xung thần kinh nhảy cóc qua các khoảng hở và truyền nhanh hơn nhiều so với sợi không có bao.
Xung thần kinh trên sợi trục là một làn sóng thay đổi điện thế màng, do các ion như natri và kali đi qua các kênh trên màng tế bào. Bạn không cần đi sâu cơ chế này ở lớp 8, nhưng nên biết rằng đó là hiện tượng điện hoá sinh học, không phải dòng điện chạy trong dây kim loại.
Chỗ nối giữa đầu sợi trục của nơron này với nơron khác hoặc với tế bào cơ gọi là xinap. Khi xung tới đầu sợi trục, các túi nhỏ giải phóng chất trung gian hoá học vào khe xinap; chất này gắn lên màng tế bào bên kia và gây ra xung mới hoặc ức chế nó. Vì có bước hoá học này, xung chỉ truyền theo một chiều qua xinap, và đó cũng là nơi nhiều loại thuốc, chất kích thích tác động. Một số chất gây nghiện làm rối loạn hoạt động xinap, là một lý do sinh học để tránh xa chúng.
Theo chức năng, có ba loại nơron trong cung phản xạ: nơron cảm giác (hướng tâm) đưa tín hiệu từ thụ thể về trung ương, nơron trung gian (liên lạc) nằm trong trung ương, và nơron vận động (li tâm) đưa lệnh từ trung ương ra cơ quan phản ứng.
Năm thành phần của cung phản xạ qua một ví dụ
Ví dụ kinh điển: tay vô tình chạm vào nồi nóng và rụt lại ngay. Đọc từng hàng như theo dõi đường đi của tín hiệu.
| Thành phần | Trong ví dụ | Nhiệm vụ |
|---|---|---|
| Thụ thể (cơ quan thụ cảm) | Đầu mút thần kinh cảm nhận nhiệt và đau ở da tay | Biến kích thích nóng thành xung thần kinh |
| Nơron cảm giác | Sợi thần kinh từ tay về tuỷ sống | Dẫn xung về trung ương |
| Trung ương thần kinh | Tuỷ sống, qua nơron trung gian | Xử lý và phát lệnh phản ứng |
| Nơron vận động | Sợi thần kinh từ tuỷ sống tới cơ cánh tay | Dẫn lệnh tới cơ quan phản ứng |
| Cơ quan phản ứng | Cơ co làm tay rụt lại | Thực hiện phản ứng |
Điều thú vị: tay rụt lại trước khi bạn kịp cảm thấy đau, vì lệnh rụt tay được phát ở tuỷ sống, còn cảm giác đau phải truyền tiếp lên não mới được nhận biết. Khi xung báo kết quả phản ứng quay về trung ương để điều chỉnh, cung phản xạ trở thành vòng phản xạ; nhờ có thông tin ngược mà động tác được chỉnh cho chính xác.
Phản xạ không điều kiện và có điều kiện
Bảng so sánh dưới đây là phần gần như đề nào cũng hỏi. Hãy chú ý cột "trung ương", vì đó là gốc của các khác biệt còn lại.
| Tiêu chí | Không điều kiện | Có điều kiện |
|---|---|---|
| Nguồn gốc | Bẩm sinh, di truyền | Hình thành trong đời sống qua học tập, rèn luyện |
| Tính bền | Bền vững suốt đời | Dễ mất nếu không được củng cố |
| Phạm vi | Có ở mọi cá thể cùng loài | Mang tính cá thể, mỗi người mỗi khác |
| Trung ương | Chủ yếu ở trụ não, tuỷ sống | Có sự tham gia của vỏ não |
| Ví dụ | Trẻ sơ sinh mút khi chạm môi; co đồng tử khi gặp ánh sáng mạnh; tiết nước bọt khi thức ăn chạm lưỡi | Nghe chuông báo giờ ra chơi thì cất sách; dừng xe khi thấy đèn đỏ; tiết nước bọt khi ngửi mùi món quen thuộc |
Phân loại khó nhất thường rơi vào những ví dụ kiểu "đi xe đạp", "gõ bàn phím không nhìn". Chúng là phản xạ có điều kiện, hay chuỗi phản xạ có điều kiện, vì phải tập mới có và có thể mai một nếu bỏ lâu.
Thí nghiệm của Pavlov: hình thành phản xạ có điều kiện
Nhà sinh lý học người Nga Ivan Pavlov nổi tiếng với các nghiên cứu về tiêu hoá, công trình đã đưa ông tới giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 1904. Trong quá trình đo dịch tiêu hoá ở chó, ông nhận thấy chó tiết nước bọt cả trước khi thức ăn tới, khi nghe tiếng bước chân người cho ăn. Từ quan sát này, ông thiết kế thí nghiệm hình thành phản xạ có điều kiện.
Sách giáo khoa thường mô tả thí nghiệm với ánh đèn hoặc tiếng chuông: bật đèn rồi ngay sau đó cho chó ăn, lặp lại nhiều lần. Ban đầu ánh đèn chỉ là kích thích không liên quan. Sau nhiều lần kết hợp, chỉ bật đèn mà chưa có thức ăn, chó vẫn tiết nước bọt. Một đường liên hệ tạm thời đã được thiết lập ở vỏ não giữa vùng nhận ánh sáng và trung khu tiết nước bọt.
Ba điều kiện để hình thành phản xạ có điều kiện được rút ra từ đây: kích thích có điều kiện (đèn) phải đi trước hoặc cùng lúc với kích thích không điều kiện (thức ăn) một khoảng ngắn; sự kết hợp phải lặp lại nhiều lần; và nếu sau đó chỉ bật đèn mà không cho ăn nhiều lần liên tục, phản xạ sẽ yếu dần rồi mất. Đây là lý do thói quen tốt cần được duy trì, còn thói quen xấu có thể thay bằng cách không củng cố nó nữa.
Khi tìm hiểu thêm trên mạng hay hỏi AI, bạn có thể gặp những chi tiết thêm thắt về thí nghiệm này. Hãy bám theo mô tả trong sách giáo khoa và các nguồn lịch sử khoa học đáng tin; chi tiết nào không kiểm được thì không đưa vào bài làm.
Ứng dụng: phản xạ có điều kiện trong việc học và sinh hoạt
Giờ giấc đều đặn. Đi ngủ và thức dậy vào giờ cố định, ăn đúng bữa, học vào một khung giờ quen thuộc giúp cơ thể hình thành chuỗi phản xạ chuẩn bị trước: tới giờ học thì tập trung dễ hơn, tới giờ ngủ thì buồn ngủ đến đúng lúc.
Góc học tập riêng. Ngồi đúng một chỗ, bàn gọn, mỗi lần ngồi vào đó là học, lâu dần chỗ ngồi ấy trở thành kích thích gợi trạng thái tập trung. Nếu bàn học cũng là nơi lướt điện thoại, liên hệ đó yếu đi.
Thay thói quen xấu. Muốn bỏ thói quen mở điện thoại mỗi khi gặp bài khó, cách hiệu quả là không củng cố nó (để điện thoại ra xa) và xây thói quen thay thế (gặp bài khó thì đánh dấu, làm câu khác, quay lại sau). Đó là áp dụng trực tiếp nguyên lý ức chế và hình thành phản xạ.
Phản xạ an toàn giao thông. Dừng khi gặp đèn đỏ, nhìn trái phải trước khi sang đường là phản xạ có điều kiện được luyện từ nhỏ. Chúng chỉ bền khi được thực hành đều, nên người lớn nhắc lại mỗi ngày là có cơ sở sinh học.
Giới hạn của phép so sánh. Hành vi học tập của người phức tạp hơn mô hình phản xạ của Pavlov rất nhiều, còn có ngôn ngữ, động cơ, cảm xúc. Dùng phản xạ có điều kiện để giải thích thói quen là hợp lý ở mức phổ thông, nhưng đừng quy mọi hành vi về một cơ chế.
Dùng AI làm người ra tình huống phân loại phản xạ
Phân loại phản xạ là kỹ năng luyện bằng nhiều ví dụ. AI có thể sinh tình huống nhanh, còn bạn là người phân loại và giải thích.
- Gửi câu lệnh: "Mình học lớp 8. Hãy đưa 10 tình huống đời thường, mỗi tình huống một câu, trong đó có cả phản xạ không điều kiện, phản xạ có điều kiện và vài hành động không phải phản xạ đơn giản. Chưa đưa đáp án."
- Với mỗi tình huống, bạn viết loại phản xạ và chỉ ra năm thành phần cung phản xạ nếu có thể.
- Gửi lại bài làm và yêu cầu AI chỉ những câu bạn phân loại khác nó, kèm lý do. Câu nào hai bên lệch, bạn tra sách giáo khoa trước khi chấp nhận ý của AI.
- Làm thêm thí nghiệm bắt thước rơi với bạn cùng lớp: một người thả thước, người kia bắt. Ghi khoảng cách thước rơi trước khi bắt được qua vài lần thử.
- Hỏi AI: "Bắt thước rơi có phải phản xạ không điều kiện không, vì sao tốc độ bắt thay đổi sau vài lần tập?" rồi tự đối chiếu với nội dung về vỏ não và luyện tập.
Kết quả bắt thước chỉ để quan sát hiện tượng trong nhóm, không dùng để so ai nhanh ai chậm. Khi nhờ AI, không cần ghi tên bạn bè hay kết quả cá nhân của từng người vào câu lệnh.
Hệ thần kinh trung ương, ngoại biên và hệ thần kinh sinh dưỡng
Để đặt phản xạ vào bức tranh lớn, hãy nhớ cách chia hệ thần kinh. Theo vị trí, hệ thần kinh trung ương gồm não và tuỷ sống, được bảo vệ trong hộp sọ và cột sống; hệ thần kinh ngoại biên gồm các dây thần kinh và hạch thần kinh nối trung ương với khắp cơ thể.
Theo chức năng, có phần điều khiển cơ xương theo ý muốn (hệ thần kinh vận động) và phần điều khiển các cơ quan nội tạng không theo ý muốn (hệ thần kinh sinh dưỡng). Hệ thần kinh sinh dưỡng chia tiếp thành phân hệ giao cảm và phân hệ đối giao cảm, thường tác động trái ngược nhau lên cùng một cơ quan. Khi bạn sợ hãi hay hồi hộp, phân hệ giao cảm làm tim đập nhanh, đồng tử giãn, tiêu hoá chậm lại; khi nghỉ ngơi sau bữa ăn, phân hệ đối giao cảm làm tim chậm lại và tiêu hoá tăng.
Cách chia đôi này giúp giải thích nhiều trải nghiệm hằng ngày, như tim đập thình thịch trước giờ kiểm tra. Nếu cảm giác lo âu kéo dài làm ảnh hưởng học tập và giấc ngủ, đó là chuyện nên chia sẻ với người lớn, thầy cô hay chuyên gia tâm lý học đường, không phải một câu hỏi để chatbot giải quyết.
Câu hỏi thường gặp
Hắt hơi là phản xạ loại gì?
Hắt hơi là phản xạ không điều kiện: kích thích ở niêm mạc mũi như bụi, phấn hoa gây ra phản ứng tống khí mạnh để làm sạch đường thở. Nó có ở mọi người, không cần học. Bạn có thể kìm nhẹ ở một mức nào đó, nhưng không loại bỏ được phản xạ này.
Vì sao gõ nhẹ dưới đầu gối thì chân đá lên?
Đó là phản xạ đầu gối, một phản xạ không điều kiện có trung ương ở tuỷ sống. Cú gõ kéo căng gân và cơ đùi trước, thụ thể trong cơ báo về tuỷ sống, lệnh co cơ đi ngược ra làm cẳng chân bật lên. Bác sĩ dùng phản xạ này để kiểm tra chức năng thần kinh; học sinh chỉ làm thử nhẹ khi có hướng dẫn.
Phản xạ có điều kiện có ở động vật không?
Có. Thí nghiệm của Pavlov được làm trên chó, và người nuôi thú cưng thấy chó mèo chạy tới khi nghe tiếng mở hộp thức ăn. Ở người, nhờ có ngôn ngữ, chữ viết và lời nói cũng trở thành kích thích có điều kiện, khiến việc học phong phú hơn nhiều.
Tuỷ sống làm những việc gì?
Tuỷ sống vừa là trung ương của nhiều phản xạ không điều kiện như rụt tay, phản xạ đầu gối, vừa là đường dẫn truyền hai chiều giữa não và cơ thể. Tổn thương tuỷ sống có thể làm mất cảm giác và vận động ở phần cơ thể phía dưới, vì vậy bảo vệ cột sống khi chơi thể thao rất quan trọng.
Có thể rèn để phản xạ nhanh hơn không?
Thời gian dẫn truyền trong cung phản xạ không điều kiện gần như cố định. Cái luyện được là phản ứng có học tập, như bắt bóng, đỡ cầu, nhận biết tình huống nguy hiểm khi đi đường. Luyện tập làm các bước xử lý ở vỏ não trơn tru hơn, nên trông như phản xạ nhanh hơn.
AI nói mọi hành động đều là phản xạ, có đúng không?
Theo nghĩa rộng nhất, mọi hoạt động thần kinh đều gồm nhận kích thích và trả lời, nên có tài liệu nói gần như vậy. Nhưng trong chương trình phổ thông, phản xạ được dùng với nghĩa cụ thể qua cung phản xạ. Khi làm bài, bạn dùng định nghĩa của sách giáo khoa và hỏi lại giáo viên nếu còn băn khoăn.