Chương 2. NỀN TẢNG SINH HỌC CỦA HÀNH VI

DÀN BÀI

Mở đầu

Triển khai chủ đề

I. NƠRON: THÀNH TỐ CỦA HÀNH VI

1. Cấu trúc của nơron

2. Kích hoạt nơron

3. Tóm tắt và học ôn I

II. NƠI CÁC NƠRON TIẾP XÚC NHAU: BẮC CẦU QUA KHOẢNG CÁCH

Các loại chất dẫn truyền thần kinh

III. HỆ THẦN KINH

1. Cấu trúc mạng thần kinh

2. Hệ thần kinh trung ương và hệ thần kinh ngoại biên

3. Kích hoạt hệ thần kinh tự động

4. Tóm tắt và học ôn II

IV. NÃO BỘ

1. Nghiên cứu cấu trúc và chức năng của não bộ

2. Tủy Trung tâm: “Não nguyên thủy” của chúng ta

3. Hệ Limbíc: phần mở rộng của Tủy Trung tâm

TRÍCH DẪN THỜI SỰ: Phải chăng não bộ của nam giới khác với nữ giới?

4. Tóm tắt và học ôn III

5. Vỏ não: leo tiếp lên bậc thang tiến hóa

6. Sự biệt hóa của các bán cầu não: hai não bộ hoặc một não bộ

7. Não bộ bị phẫu thuật tách đôi: thăm dò hai bán cầu não

ỨNG DỤNG THỰC TIỄN: Giá trị thương mại của não bộ

8. Các module não: xét lại cấu trúc não bộ

9. Tóm tắt và học ôn IV

V. HỆ NỘI TIẾT: CÁC NỘI TIẾT TỐ VÀ CÁC TUYẾN NỘI TIẾT

Thành quả của các nghiên cứu thuộc tâm lý học: Học cách kiểm soát hoạt động của tim và não nhờ vào hiệu ứng phản hồi sinh học.

VI. CÁC ĐIỂM CẦN GHI NHỚ

VII. GIẢI ĐÁP CÂU HỎI

MỞ ĐẦU

TRƯỜNG HỢP ANDREA FYIE

Hãy thư giãn. Hãy ngồi lặng thinh trong vài khoảnh khắc, thật yên lặng. Hãy tưởng như mình đang thoải mái ngồi trên một chiếc ghế tiện nghi, và đang thả hồn trong giấc mộng thư giãn.

Bỗng dưng, hoàn toàn không có gì báo trước, toàn thân bạn run rẩy từng cơn.

Người bạn như cứng đơ, chân tay giẫy giụa, lưỡi le dài ra khỏi miệng. Thân thể bạn như được điều khiển bởi một thần trí khác, độc lập với thần trí thường có của bạn. Bạn vật vã, rồi ngã lăn xuống sàn nhà.

Bạn không thể thốt nên lời nào hoặc kêu cứu, nhưng cũng không sao, bởi bì bạn có còn tỉnh nữa đâu mà cần. Kịp đến khi nhận thức được trở lại cảnh vật chung quanh, bạn thấy mình đang nằm dưới đất, người bầm tím, lưỡi chảy máu vì bị răng cắn đứt.

Các hiện tượng vừa được mô tả ở phần trên đã có thể là một phần đời sống thường ngày của một số người. Thí dụ như trường hợp của Andrea Fyie. Cô bé chưa đầy 1 tuổi khi lần đầu tiên được đem tới trung tâm y khoa thuộc Viện đại học Los Angeles. Tuy còn nhỏ bé như vậy, cô bé đã có một năm đầu tiên trong đời không mấy dễ dàng bởi vì mỗi ngày toàn thân cô bé chịu đựng 30 đến 40 cơn động kinh. Do không rõ nguyên nhân nào gây ra các cơn co giật ấy, các bác sĩ của Andrea đã phải nghĩ đến việc sử dụng các kỹ thuật chẩn đoán cận lâm sàng tinh vi hơn phương pháp khám lâm sàng. Cuối cùng, họ đã chọn được một kỹ thuật mới: kỹ thuật chụp phim positron cắt lớp (PET). Kỹ thuật quét phân hình (scan) não tiên tiến này cung cấp các hình ảnh về cơ chế hoạt động nội tại nhất của não bộ.

Kỹ thuật PET scan được bắt đầu bằng cách tiêm hóa chất phóng xạ vào mạch máu để máu chuyển hóa chất này lên não. Sử dụng những hình ảnh được hiển thị trên màn hình máy vi tính, máy quét PET căn cứ vào các điểm nhấp nháy do phóng xạ phát ra để chụp nhanh các phương cách vận hành ở những phần sâu kín nhất của não đang xảy ra vào thời điểm não được scan.

Trong trường hợp của Andrea, PET cung cấp cho các bác sĩ những dữ liệu cần thiết để xác định nguyên nhân gây ra các cơn động kinh. Kỹ thuật PET đã cho thấy các tế bào ở một vùng thật nhỏ trong não của Andrea bị rối loạn chức năng sử dụng glucose, một hóa chất cần thiết cho hoạt động bình thường của não. Các bác sĩ của Andrea đã lập luận rằng phẫu thuật cắt bỏ phần não bị rối loạn ấy sẽ có thể cắt được các cơn động kinh.

Ca phẫu thuật này đã phải trải qua một diễn tiến khá hiểm hóc. Cũng giống như một ca phẫu thuật não khác, chỉ cần một đường mổ sai lầm nhỏ bằng sợi tóc cũng có thể gây sang thương vĩnh viễn không thể hồi phục được. Nhưng Andrea đã rất may mắn: các bác sĩ phẫu thuật đã cắt bỏ được phần não bệnh có kích thước cực kỳ nhỏ ấy mà không hề gây tai biến nào cho em. Sau cuộc phẫu thuật, các cơn động kinh của Andrea đã chấm dứt. Và ngày nay, 4 năm sau cuộc giải phẫu, Andrea đang là một cô bé 5 tuổi với tiến trình phát triển hoàn toàn bình thường (Freudenheim, 1991).

TRIỂN KHAI CHỦ ĐỀ

Thành công của ca phẫu thuật của Andrea Fyie đã được tiếp nối trong các ca phẫu thuật khác, và phẫu thuật cắt bỏ các phần thật nhỏ của não đã trở nên gần như là thường quy. Ngoài ra, còn có những ca phẫu thuật còn thần kỳ hơn nữa, trong đó những bộ phận não bị rối loạn chức năng đã được thay thế bởi các bộ phận khác trong cơ thể. Thí dụ, một số người bị bệnh Parkinson, một bệnh cũng gây ra những cơn động kinh, đã được phẫu thuật thành công để được cấy ghép vào mô não, mô tuyến thượng thận nằm ngay trên thận. Sau phẫu thuật, các mô cấy ghép bắt đầu sản xuất các hóa chất có khả năng cắt đứt các cơn động kinh của bệnh Parkinson. Tuy các kết quả phẫu thuật khá kỳ diệu, nhưng điều kỳ diệu lớn hơn cả chính là đối tượng được giải phẫu, tức não con người. Như chúng ta sẽ thấy trong chương này, não bộ, một cơ quan có kích thước chỉ bằng nửa ổ bánh mì, đã kiểm soát hành vi của chúng ta cả lúc thức cũng như trong giấc ngủ. Não và nhánh của nó xuyên suốt cơ thể đã hình thành hệ thần kinh của con người. Mọi vận động, tư duy, hy vọng, hoài bão, mơ tưởng, nói tóm lại mọi yếu tố giúp chúng ta nhận thức chúng ta là con người đều liên hệ mật thiết với hệ thần kinh.

Vì hệ thần kinh đóng vai trò quan trọng trong việc chỉ huy hành vi và con người cơ bản là một thực thể sinh học, nên các nhà tâm lý học và các nhà nghiên cứu trong các lãnh vực khác như điện toán, động vật học, và y học, tức các chuyên gia được gọi chung là các nhà thần kinh học (neuroscientists), đều đặc biệt quan tâm đến các yếu tố nền tảng sinh học của hành vi.

Các nhà tâm lý học chuyên nghiên cứu các phương thức qua đó các cấu trúc sinh học và các chức năng của cơ thể ảnh hưởng lên hành vi được gọi là các nhà tâm lý sinh học (biopsychologists). Các chuyên gia này đi tìm các lời giải cho các vấn đề như: Các nền tảng cho các hoạt động tự ý và không tự ý của cơ thể là gì? Bằng cách nào các tín hiệu được truyền đạt từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể? Cấu trúc của não bộ là gì, và cấu trúc này ảnh hưởng ra sao lên hành vi? Dựa trên các yếu tố sinh học có thể tìm ra các nguyên nhân gây rối loạn tâm lý, và những rồi loạn này cần được điều trị như thế nào?

Chương này đề cập đến các vấn đề ấy, tập trung vào việc xem xét các cấu trúc sinh học của cơ thể đã được các nhà tâm lý sinh học quan tâm. Đầu tiên, chúng ta sẽ bàn luận về các tế bào thần kinh, được gọi là nơron (neuron). Các tế bào này cho phép tín hiệu di chuyển từ một bộ phận này của cơ thể sang bộ phận khác. Sau đó chúng ta sẽ biết được sở dĩ các nhà tâm lý học hiểu sâu rộng hơn về hành vi con người và có được thành công trong khi cố gắng điều trị một số thể loại rối loạn hành vi là do nhờ vào kiến thức về nơron và hệ thần kinh đã càng ngày càng được mở rộng. Tiếp theo, các cấu trúc và bộ phận chính của hệ thần kinh sẽ được trình bày kèm với giải thích chúng đã kiểm soát được các hành vi có chủ ý và không chủ ý dựa vào những phương thức nào. Trong tiến trình khảo sát, chúng ta cũng xem xét các phương thức qua đó các phần khác nhau của hệ thần kinh phối hợp hoạt động trong các tình trạng nguy cấp để tạo ra các phản ứng sinh tồn chống lại các tác nhân gây nguy hiểm cho tính mạng.

Kế đến, chúng ta sẽ nghiên cứu chính não bộ, xem xét các cấu trúc chủ yếu của não cùng các phương thức qua đó các cấu trúc này tác động lên hành vi. Chúng ta cũng sẽ tìm hiểu cơ chế qua đó não điều khiển các vận động, năm giác quan, và các tiến trình tư duy. Và chúng ta sẽ khảo sát khái niệm cuốn hút sự quan tâm của chúng ta khi cho rằng hai bán cầu não có thể có các đặc điểm và năng lực khác hẳn nhau. Cuối cùng, chúng ta sẽ xem xét hệ thống thông tin bằng hóa chất trung gian, còn gọi là hệ nội tiết (endocrinologic system).

Trong khi bàn luận về những tiến trình sinh học này, điều quan trọng chúng ta cần nhớ là lý do tại sao chúng ta phải bàn luận về chúng: đó là bởi vì hiểu biết của chúng ta về hành vi con người không thể nào hoàn chỉnh được nếu chúng ta không có đầy đủ kiến thức về các nền tảng cơ bản của não bộ cũng như phần còn lại của hệ thần kinh. Hành vi của người – bao gồm tâm trạng, động cơ, mục tiêu, và ham muốn – liên hệ rất chặt chẽ với cấu trúc sinh học của chúng ta.

Tóm lại, đọc xong chương này bạn đọc sẽ có đủ khả năng trả lời các câu hỏi sau:

– Tại sao các nhà tâm lý học nghiên cứu não bộ và hệ thần kinh?

– Các thành tố căn bản của hệ thần kinh là gì?

– Hệ thần kinh truyền đạt các tín hiệu điện học và hóa học như thế nào từ cơ quan này đến cơ quan khác trong cơ thể.

– Các bộ phận thuộc cấu trúc hệ thần kinh liên kết với nhau qua phương thức nào

– Não bộ gồm các bộ phận chính nào, và mỗi bộ phận chịu trách nhiệm đối với các hành vị nào?

– Hai bán cầu não hoạt động tương tác với nhau ra sao

– Việc tìm hiểu hệ thần kinh có thể giúp được gì cho chúng ta trong việc tìm ra các phương thức điều trị bệnh và giảm đau?

I. NƠRON: THÀNH TỐ CỦA HÀNH VI

Nếu bạn đã từng quan sát độ chính xác trong động tác biểu diễn của một vận động viên hoặc một vũ công chuyên nghiệp, chắc chắn bạn sẽ ngạc nhiên trước tính phức tạp – và các khả năng tuyệt vời – của cơ thể con người. Không chỉ riêng các động tác biểu diễn chuyên nghiệp ấy, mà ngay cả các công việc rất thường ngày, như cầm một cây bút chì lên, viết và nói, cũng đòi hỏi một chuỗi phối hợp các hoạt động cực kỳ tinh tế. Thí dụ, sự khác biệt giữa việc phát âm từ “dime” (hào, cắc) và “time” (thời gian) chủ yếu do dây thanh âm được thả lỏng hoặc bị căng ra trong một khoảng thời gian kéo dài không quá 1/100 giây. Vậy mà, hầu hết mọi người đều dễ dàng làm được sự phân biệt cực kỳ tinh tế ấy để phát âm đúng một cách rất tự nhiên các âm “/d/” và “/t/” đó.

Hệ thần kinh cung cấp các đường dẫn truyền cho phép chúng ta thực hiện các động tác chính xác ấy. Để hiểu được phương thức qua đó hệ thần kinh có thể kiểm soát một cách chính xác như vậy cơ thể của chúng ta, chúng ta phải bắt đầu bằng việc nghiên cứu các nơron, thành tố cơ bản nhất của hệ thần kinh, và khảo sát cơ chế qua đó các xung động thần kinh được dẫn truyền khắp cơ thể con người.

1. Cấu trúc của nơron

Nhìn ở một mức độ nào đó, khả năng chơi đàn piano, lái xe hơi, hay đánh trúng trái banh quần vợt, dường như đơn giản dựa vào sự phối hợp các vận động của cơ. Nhưng khi xem xét phương thức kích hoạt các cơ tham gia vào các vận động ấy, chúng ta sẽ thấy có sự tham gia của các tiến trình căn bản hơn. Cơ thể cần phải chuyển tín hiệu đến cơ, rồi phối hợp tín hiệu để giúp cơ có thể thực hiện các động tác phức tạp, giúp cơ thể vận động thành công.

Các tín hiệu này được dẫn truyền qua các tế bào biệt hóa được gọi là nơron (neuron), thành tố cơ bản của hệ thần kinh. Số lượng các nơron nhiều đến mức gây sững sờ: ước tính chỉ riêng não bộ đã có từ 100 đến 200 tỉ nơron. Tuy có nhiều thể loại nơron nhưng mỗi thể loại đều có cấu trúc cơ bản tương tự nhau, như được minh họa bởi Hình: 2–1 (Levitan & Kaczmarek, 1991). Như mọi thể loại tế bào trong cơ thể, nơron có một thân tế bào chứa một nhân. Nhân tế bào mang chất di truyền ấn định chức năng của tế bào.

Hình 2–1: Các thành phần căn bản của loại tế bào thần kinh chuyên biệt gọi là nơron, yếu tố căn bản của hệ thần kinh

Tuy nhiên, nơron là thể loại tế bào duy nhất có khả năng trao đổi thông tin với các tế bào khác. Như các bạn thấy ở Hình: 2–1, nơron có một bó sợi gọi là đuôi gai (dendrite) mọc ra nơi các mỏm nhô ở một đầu thân nơron. Chính các sợi này, có dạng giống như các nhánh cây đan bện vào nhau, tiếp nhận các tín hiệu được dẫn truyền từ các nơron khác đến, ở đầu còn lại của thân nơron có một nhánh thon dài hình ống gọi là sợi trục (axon). Sợi trục dẫn truyền tín hiệu đi ra để đến các nơron hoặc tế bào khác. Sợi trục dài hơn rất nhiều so với phần còn lại của nơron; hầu hết các sợi trục đều dài từ 1 đến 2 inch (1 inch # 2,5 cm); một số nơron có thể có sợi trục dài đến 3 feet (1 foot # 30 cm). Trái với sợi trục, phần còn lại của nơron ngắn hơn rất nhiều (Hình: 2–2: Hình vẽ một nơron được phóng đại để minh họa các kích thước tương ứng với các bộ phận khác nhau của nơron). Sợi trục kết thúc bằng cách phân thành nhánh nhỏ, đuôi các nhánh nhỏ này hơi phình ra và được gọi là nút thần kinh (terminal button) qua đó các tín hiệu được dẫn truyền sang các nơron hoặc tế bào khác.

Hình 2–2: Hình vẽ của một nơron đã được phóng đại 250 lần, cho thấy các phần khác nhau được vẽ theo tỷ lệ giữa các sợi trục với phần còn lại của nơron. Sợi trục, dài hơn rất nhiều so với phần còn lại của nơron, đã bị gấp lại cho đủ chỗ vẽ.

Các tín hiệu được dẫn truyền qua các nơron có bản chất thuần túy là dòng điện. Nói chung, các tín hiệu được dẫn truyền qua nơron giống như dòng điện một chiều: đường đi bắt đầu nơi đuôi gai, tiếp tục vào đến thân tế bào, và cuối cùng đi xuống sợi trục hình ống. Như vậy đuôi gai nhận tín hiệu, và sợi trục chuyền tín hiệu.

Để tránh cho các tín hiệu không bị chập mạch lẫn nhau (short–circuiting), các sợi trục cần được cô lập (giống như các sợi dây điện bằng đồng được bọc kín bởi vỏ bọc). Hầu hết các sợi trục được cô lập bởi một màng bao bảo vệ gọi là bao myelin (myelin sheath), bao này được tạo thành bởi vô số tế bào biệt hóa có thành phần cấu trúc là phospholipid và protein.

Bao myelin cũng góp phần gia tăng tốc độ dẫn truyền xung điện của các nơron. Các nơron dẫn truyền các thông tin quan trọng và khẩn cấp nhất đều có cấu trúc tập trung bao myelin nhiều nhất. Thí dụ, nếu tay ta vô tình sờ trúng một ngọn lửa, thì tín hiệu cho cảm giác đau đớn do sức nóng được dẫn truyền qua các nơron có nhiều bao myelin ở bàn tay và cánh tay làm gia tăng vận tốc truyền tín hiệu cảm giác đau đớn lên não bộ, sau đó não sẽ nhanh chóng hình thành cung phản xạ khiến ta vội rụt tay lại để tránh ngọn lửa. Trong một số bệnh như bệnh đa xơ cứng (multiple sclerosis), bao myelin bọc quanh sợi trục bị thoái hóa để lộ một vài đoạn của sợi trục. Hậu quả là chập mạch sẽ gây nhiễu loạn các tín hiệu được truyền đi giữa não và các cơ, dẫn đến các triệu chứng như mất khả năng đi đứng, rối loạn thị giác, và suy nhược toàn bộ các cơ.

Mặc dù xung điện dẫn truyền qua nơron thường theo một chiều: đuôi gai – thân tê bào – sợi trục, nhưng một số chất đi theo chiều ngược lại. Thí dụ như các chất dinh dưỡng thiết yếu cho nhân tế bào di chuyển về thân tế bào theo hướng ngược lại: sợi trục – thân tế bào – đuôi gai. Một vài loại bệnh như bệnh teo cơ do xơ cứng bó bên (amyotrophic lateral sclerosis – ALS) – còn được biết đến với Bệnh Lou Gehrig, lấy theo tên của bệnh nhân nổi tiếng nhất của bệnh này–có thể do nơron mất khả năng vận chuyển các chất dinh dưỡng theo hướng ngược chiều này. Khi tình trạng này xảy ra, thì cuối cùng nơron sẽ chết vì thiếu dinh dưỡng. Tương tự như vậy độc tố của vi–rút bệnh dại (rabies) được dẫn truyền trong hệ thần kinh theo hướng ngược chiều, tức khởi đầu từ các nút thần kinh, rồi dọc ngược theo các sợi trực, và cuối cùng đến thân tế bào nơron.

Việc dẫn truyền các chất qua đuôi gai cũng có thể theo nhiều chiều khác nhau. Thí dụ như, thay vì liên tục dẫn truyền thông tin từ các nơron khác đến thân tế bào, thì một đuôi gai thỉnh thoảng để “rò rỉ” thông tin ấy, tức là thay vì dẫn truyền thông tin ấy vào thân tế bào của chính nó thì nó lại gửi thông tin ấy đến các nơron khác Hiện nay, một số nhà khoa học cho rằng chính những “rò rỉ” thông tin ấy là nguyên chân gây chứng động kinh (epilepsy), một tình trạng bệnh lý khiến người bệnh lên những cơn động kinh (seizure) và co giật (convulsion) định kỳ. Khi các đợt phóng thích xung điện bị “rò rỉ” từ các đuôi gai, việc dẫn truyền không chủ ý các thông tin sẽ không còn kiểm soát được nữa, làm nảy sinh các “cơn bão điện” trong não bộ được biểu hiện ra ngoài qua các cơn động kinh.

2. Kích hoạt nơron

Giống như một khẩu súng, nơron ở tư thế hoặc hoạt động hoặc nghỉ; và không có trạng thái lưng chừng. Dù có kéo mạnh cò súng hơn nữa thì cũng không làm cho viên đạn bay nhanh hơn hoặc chính xác hơn. Tương tự, nơron tuân thủ quy luật “có tất cả – hoặc – không có gì” (all–or–none law). Có nghĩa là nơron chỉ ở 2 tình trạng: hoạt động hoặc nghỉ. Một khi được kích hoạt vượt quá một ngưỡng nào đó, nơron sẽ khởi động. Khi nơron không hoạt động–trạng thái nghỉ (resting state)– thì nơron có điện tích âm khoảng –70 millivolt (một millivolt bằng 1/phần ngàn volt). Điện tích âm này có được do số lượng các ion mang điện tích âm ở bên trong nơron nhiều hơn các ion mang điện tích âm ở bên ngoài nơron. Bạn có thể hình dung nơron giống như một trong các điện cực của bình ắc quy ôtô thu nhỏ, bên trong nơron là điện cực âm và bên ngoài nơron là điện cực dương.

Tuy nhiên, khi một tín hiệu dưới dạng xung điện được dẫn truyền đến nơron thì màng tế bào của nơron sẽ để các ion mang điện tích dương đột ngột tràn vào bên trong nơron. Các ion nơron điện tích dương này khiến cho phần bên trong của nơron tạm chuyển từ điện tích âm sang điện tích dương. Khi sự thay đổi điện tích này đạt đến ngưỡng kích hoạt thì một xung động điện, được gọi là điện thế động (action potential), sẽ được dẫn truyền xuyên suốt nơron (Hình: 2–3).

Hình 2–3: Các thay đổi về điện tích trong nơron trong suốt thời kỳ điện thế động được dẫn truyền. Ở trạng thái nghỉ bình thường, nơron có điện tích âm vào khoảng –70 millivolt. Nhưng khi điện thế động được khởi động thì điện tích của tế bào chuyển thành dương, rồi tăng dần lên đến khoảng +40 millivolt. Tiếp theo sau giai đoạn điện thế động được dẫn truyền xuyên suốt nơron thì điện tích trong nơron trở nên âm hơn cả lúc nơron ở trạng thái nghỉ. Chỉ khi nào điện tích trong nơron trở về mức điện thế nghỉ thì nơron mới có khả năng đáp ứng với một kích thích mới để khởi động trở lại, tức để có thể tạo điện thế động.

Điện thế động di chuyển từ đầu này đến đầu kia bên trong nơron tương tự như ngọn lửa di chuyển trong ngòi nổ về phía chất nổ được gài sẵn. Khi xung điện di chuyển đến đầu còn lại của nơron, thì sự di chuyển của các ion gây ra một loạt biến đổi điện tích từ âm sang dương dọc theo đường xung động điện di chuyển trong nơron (xem hình: 2–4). Sau khi xung điện đi qua, các ion dương bị bơm từ bên trong ra bên ngoài nơron, và điện tích trong nơron âm trở lại.

Hình 2–4: Sự dẫn truyền của điện thế động xuyên suốt một nơron được trình bày trong một loạt gồm 3 hình vẽ này. Ngay trước thời điểm 1, các ion mang diện tích dương qua màng tế bào khiến cho điện thế ở phần này của tế bào tăng từ âm lên dương. Khi ấy điện thế động được khởi động, rồi dẫn truyền qua thân nơron như được minh họa bằng những thay đổi xảy ra từ thời điểm 1 đến thời điểm 3 (hình trên xuống hình dưới). Tiếp theo sau thời kỳ điện thế động được dẫn truyền, các ion dương bị bơm ra ngoài nơron, điện tích trong nơron trở về mức điện thế âm. Sự biến đổi điện thế minh họa ở hình trên cùng (thời điểm 1) được trình bày chi tiết hơn ở Hình 2–3.

Ngay sau khi điện thế động đi qua, nơron không thể khởi động lại ngay; lúc này nơron đang ở trong thời kỳ trơ tuyệt đối (absolute refractory period). Trong suốt thời kỳ trơ tuyệt đối này, nơron không còn đủ năng lực khởi động lại dù có bị kích thích mạnh đến mức nào đi nữa. Giống như khẩu súng phải được cẩn thận nạp đạn lại sau mỗi phát súng được bắn đi.

Tiếp theo sau thời kỳ trơ tuyệt đối là thời kỳ trơ tương đối (relative rerfactory period). Vào lúc này nơron có thể đáp ứng với kích thích để khởi động nhưng một cách khó khăn hơn bình thường. Dù trong giai đoạn này xung điện có thể di chuyển qua nơron được. nhưng nơron đòi hỏi phải được kích thích mạnh hơn mới khởi động được: Mức độ kích thích này phải có cường độ mạnh hơn so với trường hợp kích thích một nơron đã có đủ thời gian để phục hồi trạng thái nghỉ (resting state) bình thường.

Các bước diễn biến phức tạp này xảy ra với vận tốc cực kỳ nhanh. Tuy nhiên các vận tốc rất khác biệt nhau và tùy theo thể loại nơron. Vận tốc điện thế động dẫn truyền qua sợi trục được ấn định bởi kích thước của sợi trục và độ dày của bao myelin. Ở các nơron có đường kính hẹp, xung điện di chuyển theo vận tốc 2 dặm/giờ; còn ở các nơron có đường kính rộng hơn và bao myelin dày hơn thì vận tốc dẫn truyền có thể lên đến mức lớn hơn 225 dặm/ giờ.

Ngoài sự khác biệt về vận tóc dẫn truyền xung điện, các nơron còn khác nhau về tần số khởi động. Một số nơron có khả năng khởi động với tần số tối đa lên tới 1000 lần/giây. Trái lại, các nơron khác có tần số khởi động tối đa thấp hơn nhiều. Cường độ của kích thích tác động vào nơron sẽ ấn định tần số khởi động này: một kích thích có cường độ mạnh như một tia sáng lóe mắt hoặc một âm thanh chói tai sẽ tạo một tần số khởi động cao hơn tần số do một kích thích có cường độ yếu hơn tạo ra. Như vậy, trong một nơron tuy cường độ và tốc độ dẫn truyền xung động điện không thay đổi (quy luật có tất cả hoặc không có gì khiến nơron chỉ có hai trạng thái: hoạt động hoặc nghỉ, nhưng tần số khởi động việc dẫn truyền xung điện có thể thay đổi tùy thuộc vào cường độ của kích thích. Chính sự thay đổi về tần số khởi động này đã tạo ra một cơ chế qua đó chúng ta có khả năng phân biệt cảm giác nhột nhạt do một cọng lông chạm vào ta với cảm giác bị đè bởi một sức nặng hơn của một ai đó đang dẫm lên chân ta.

Cấu trúc, cơ chế hoạt động, và chức năng của nơron đã minh họa cho chúng ta thấy các khía cạnh sinh học nền tảng, và qua đó ta thấy cơ thể là yếu tố tiềm ẩn trong một số tiến trình tâm lý cơ bản. Vì thế, tầm hiểu biết về phương thức chúng ta cảm nhận, nhận thức, và học hỏi về thế giới chung quanh sẽ rất bị hạn chế nếu chúng ta không có các thông tin về nơron do các nhà tâm lý sinh học đã phát hiện và chuyển giao cho chúng ta