Trong hệ thống vận động của con người, các tế bào thần kinh vận động đóng vai trò quan trọng. Hoạt động phối hợp của các tế bào thần kinh vận động gamma (tế bào thần kinh vận động γ) và tế bào thần kinh vận động alpha (tế bào thần kinh vận động α) cho phép chúng ta thực hiện các chuyển động linh hoạt và chính xác. Mặc dù hai loại tế bào thần kinh này có chức năng khác nhau nhưng chúng bổ sung cho nhau và cùng nhau duy trì hoạt động bình thường của cơ, do đó cải thiện tính linh hoạt và hiệu quả của chuyển động.
Nơ-ron vận động có thể được chia thành ba loại: nơ-ron vận động alpha, nơ-ron vận động gamma và nơ-ron vận động beta. Nơ-ron vận động Alpha chủ yếu có chức năng truyền tín hiệu đến các sợi cơ lặn bên ngoài, ảnh hưởng trực tiếp đến sức mạnh và sự co cơ. Ngược lại, tế bào thần kinh vận động gamma chuyên điều chỉnh các thoi cơ trong cơ, đảm bảo tính linh hoạt và độ nhạy của cơ. Theo nghiên cứu, tế bào thần kinh vận động gamma chiếm khoảng 30% tổng số tế bào thần kinh vận động và đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ căng cơ.
Sự hợp tác hiệu quả của các sợi cơ bắt nguồn từ sự hợp tác khéo léo giữa các tế bào thần kinh vận động alpha và gamma.
Thân cơ là các thụ thể cảm giác có trong các sợi cơ, có chức năng cảm nhận những thay đổi trong cơ và truyền thông tin có liên quan đến hệ thần kinh trung ương. Hoạt động của thoi cơ phụ thuộc vào độ căng của tế bào thần kinh vận động gamma. Khi các tế bào thần kinh vận động alpha phát tín hiệu để bắt đầu co cơ, các tế bào thần kinh vận động gamma cũng phát tín hiệu để đảm bảo các thoi cơ luôn duy trì độ căng. Quá trình này được gọi là đồng hoạt hóa α-γ.
Chính nhờ sự căng thẳng được duy trì bởi các tế bào thần kinh vận động gamma mà thoi cơ có thể cảm nhận chính xác mọi thay đổi trong cơ.
Nơ-ron vận động gamma chủ yếu có thể được chia thành hai loại: nơ-ron vận động gamma tĩnh và nơ-ron vận động gamma động. Nơ-ron vận động gamma tĩnh chịu trách nhiệm tạo ra trương lực cơ ổn định, rất quan trọng khi duy trì tư thế hoặc thực hiện các chuyển động chậm. Ngược lại, các nơ-ron vận động gamma động phản ứng với những thay đổi về vận tốc cơ và phù hợp hơn để điều chỉnh theo các chuyển động nhanh. Sự khác biệt này có nghĩa là các nhu cầu chuyển động khác nhau sẽ kích hoạt các loại tế bào thần kinh vận động gamma khác nhau, giúp phản ứng của cơ linh hoạt và chính xác hơn.
Mặc dù cơ có thể được thư giãn nhưng chúng vẫn duy trì một mức độ căng nhất định, được gọi là trương lực cơ. Nơ-ron vận động gamma duy trì sự căng thẳng này bằng cách điều chỉnh độ nhạy của thoi cơ. Khi các tế bào thần kinh vận động gamma gửi tín hiệu để kích thích thoi cơ, điều này có tác dụng gián tiếp, cuối cùng ảnh hưởng đến hoạt động của các tế bào thần kinh vận động alpha, có tác dụng điều chỉnh hiệu quả độ căng cơ.
"Sức mạnh cơ bắp thích hợp không chỉ duy trì tư thế mà còn cho phép chúng ta phản ứng nhanh và thực hiện các chuyển động chính xác."
Hoạt động phối hợp của các tế bào thần kinh vận động gamma và alpha đảm bảo sự cân bằng của cơ thể. Nếu sự phối hợp này bị suy yếu, nó có thể dẫn đến chức năng vận động bất thường. Ví dụ, hoạt động quá mức hoặc không đủ của các tế bào thần kinh vận động sẽ ảnh hưởng đến độ căng cơ, khiến cơ quá căng hoặc quá giãn, từ đó ảnh hưởng đến khả năng vận động của chúng ta. Đặc biệt, những chuyển động tinh tế, chẳng hạn như chuyển động ngón tay và mắt, đòi hỏi rất nhiều ở các tế bào thần kinh vận động gamma, và việc thiếu độ căng thích hợp có thể khiến những chuyển động này trở nên khó khăn.
Các nhà nghiên cứu vẫn đang phát triển sự hiểu biết của họ về mối quan hệ giữa tế bào thần kinh vận động gamma và tế bào thần kinh vận động alpha và cách chúng ảnh hưởng đến khả năng kiểm soát vận động. Một nghiên cứu mới đang khám phá cách kích thích các tế bào thần kinh vận động cụ thể để cải thiện chức năng vận động, đặc biệt là trong quá trình phục hồi sau bệnh lý hoặc chấn thương thần kinh.
Trong tương lai, chúng ta cần tìm ra những cách hiệu quả hơn để phục hồi và tăng cường khả năng vận động từ những tương tác phức tạp giữa các tế bào thần kinh vận động trong cơ thể. Sự hợp tác giữa các tế bào thần kinh vận động gamma và tế bào thần kinh vận động alpha có tiềm năng gì để cải thiện hiệu suất thể thao của chúng ta?