Dây thần kinh số 4: Cấu tạo và sự chi phối cơ chéo trên của mắt

Hệ thống vận nhãn của con người được điều khiển bởi một mạng lưới các dây thần kinh sọ phức tạp. Trong đó, dây thần kinh số 4 đóng vai trò điều hòa chuyển động của cơ chéo trên – một trong những cơ vận nhãn ngoài nhãn cầu quan trọng. Hiểu rõ về cấu tạo giải phẫu và cơ chế chi phối của dây thần kinh này là cơ sở để nhận biết các bệnh lý và tổn thương thị giác liên quan.

1. Dây thần kinh số 4 là gì?

Dây thần kinh số 4 (CN IV – hay còn gọi là dây thần kinh ròng rọc) là một trong 12 đôi dây thần kinh sọ não, cũng là một trong ba dây thần kinh tham gia vận động nhãn cầu, đảm nhận chức năng điều khiển chuyển động của mắt.

Khác với nhiều dây thần kinh sọ khác vừa đảm nhiệm chức năng vận động vừa dẫn truyền các tín hiệu cảm giác, dây thần kinh số 4 là dây thần kinh vận động thuần túy, nghĩa là chỉ truyền tín hiệu từ não đến cơ để tạo ra chuyển động.

Điểm đặc biệt nhất của dây thần kinh số 4 là nó chỉ chịu trách nhiệm chi phối cho duy nhất một cơ là cơ chéo trên, giúp mắt thực hiện các động tác nhìn xuống, xoay vào trong và duy trì sự phối hợp nhịp nhàng giữa hai mắt.

2. Giải phẫu dây thần kinh số 4

2.1. Cấu tạo và các đặc tính độc nhất

Dây thần kinh số 4 sở hữu những đặc điểm giải phẫu học độc đáo và khác biệt hoàn toàn so với hầu hết các dây thần kinh sọ khác:

• Kích thước nhỏ nhất: Đây là dây thần kinh có đường kính nhỏ nhất và chứa ít sợi trục (axons) nhất trong các dây thần kinh sọ
• Chiều dài nội sọ lớn nhất: Dù nhỏ nhất về số lượng sợi trục, nó lại là dây thần kinh sọ có lộ trình di chuyển bên trong hộp sọ dài nhất.
• Lối thoát duy nhất ở mặt lưng: Đây là dây thần kinh sọ duy nhất thoát ra từ mặt sau (mặt lưng) của thân não.
• Chi phối đối bên: Do có sự bắt chéo hoàn toàn ngay trong trung não, nhân thần kinh số 4 ở bán cầu não bên này sẽ điều khiển cơ chéo trên của mắt ở phía đối diện. Do đó, tổn thương tại nhân thần kinh ở thân não sẽ gây liệt cơ chéo trên ở mắt đối bên, còn tổn thương sau khi dây thần kinh đã thoát ra khỏi thân não sẽ gây liệt cơ ở mắt cùng bên.

Về mặt nguyên ủy (nguồn gốc xuất phát):

• Nguyên ủy thật nằm tại nhân vận động của dây thần kinh số 4 ở trung não, gần đường giữa, dưới cống não.
• Nguyên ủy hư là vị trí dây thần kinh thoát ra khỏi bề mặt não, nằm ở mặt sau trung não, ngay dưới củ não dưới.

2.2. Đường đi của dây thần kinh số 4

Dù có kích thước nhỏ nhất, dây thần kinh số 4 lại là dây thần kinh sọ có lộ trình di chuyển bên trong hộp sọ dài nhất. Hành trình đi từ trung não đến mắt được chia làm 3 phân đoạn cụ thể:

• Xuất phát từ thân não (Trung não): Dây thần kinh số 4 bắt nguồn từ cặp nhân đối xứng nằm ở mặt trước trung não. Sau đó, các sợi thần kinh di chuyển ngược ra phía sau, bắt chéo hoàn toàn sang phía đối diện và thoát ra ngoài ở mặt lưng (mặt sau) của trung não. Đây là dây thần kinh sọ duy nhất thoát ra từ mặt sau của thân não.
• Di chuyển trong hộp sọ: Sau khi thoát ra, dây thần kinh chạy vòng từ sau ra trước quanh cầu não và đi trong khoang dưới nhện. Tiếp theo, nó xuyên qua màng cứng để tiến vào thành ngoài của xoang hang – nơi nó chạy song song với các dây thần kinh vận nhãn khác (dây thần kinh số 3 và số 6) và nhánh mắt của dây số 5.
• Đi vào ổ mắt: Cuối cùng, dây thần kinh số 4 chui qua khe ổ mắt trên, đây là một khe xương nhỏ nằm phía sau hốc mắt để đi vào bên trong ổ mắt và tiếp cận, chi phối trực tiếp cho cơ chéo trên.

Đường đi này khiến dây thần kinh số 4 có chiều dài nội sọ lớn nhất trong các dây thần kinh sọ, đồng thời làm tăng nguy cơ bị tổn thương khi xảy ra chấn thương đầu hoặc các bệnh lý nội sọ.

3. Dây thần kinh số 4 chi phối cơ chéo trên của mắt như thế nào?

Cơ chéo trên có đường đi khá đặc biệt so với các cơ vận nhãn khác. Sau khi xuất phát từ phía sau hốc mắt, gân cơ đi qua ròng rọc ở thành trong ổ mắt rồi đổi hướng để bám vào phần sau nhãn cầu.

Nhờ cấu trúc đi qua qua ròng rọc độc đáo này, khi dây thần kinh số 4 truyền tín hiệu lệnh cho cơ chéo trên co lại, cơ này sẽ rút dây gân và kéo phần phía sau của nhãn cầu hướng lên trên. Theo nguyên lý đòn bẩy, khi phía sau bị kéo lên thì mặt trước của mắt (tức là đồng tử) sẽ bị hạ thấp xuống và xoay hướng về phía mũi.

Đây chính là cơ chế cơ học thông minh giúp dây thần kinh số 4 điều khiển hướng nhìn của đôi mắt một cách nhịp nhàng.

4. Chức năng của dây thần kinh số 4

Thông qua việc điều khiển hoạt động co duỗi của cơ chéo trên, dây thần kinh số 4 kiểm soát ba chuyển động chính của nhãn cầu bao gồm:

• Hạ nhãn cầu: Đưa nhãn cầu/đồng tử nhìn xuống dưới, đặc biệt khi mắt đang ở tư thế khép vào trong. Chức năng này rất cần thiết khi đọc sách, đi xuống cầu thang, nhìn điện thoại, quan sát vật ở vị trí thấp hơn tầm mắt,…
• Xoay nhãn cầu vào trong: Thông qua cơ chéo trên, dây thần kinh số 4 giúp mắt thực hiện động tác xoay trong, góp phần duy trì định hướng hình ảnh ổn định khi đầu nghiêng sang một bên.
• Phối hợp vận động hai mắt: Dây thần kinh số 4 hoạt động đồng bộ với dây thần kinh số 3 và số 6 để đảm bảo hai mắt di chuyển cùng hướng, giúp hình ảnh được hội tụ chính xác và tránh nhìn đôi.

5. Một số bệnh lý phổ biến liên quan đến dây thần kinh số 4

5.1. Liệt dây thần kinh số 4

Đây là bệnh lý phổ biến nhất liên quan đến dây thần kinh sọ số 4, gây ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng thị giác và khả năng nhìn xuống của mắt. Tình trạng liệt này có thể xuất hiện ở một hoặc cả hai bên mắt, làm mất sự cân bằng của các cơ vận nhãn. Tình trạng này dẫn đến chứng lác mắt (mắt lé), điển hình là hai dạng: Lác trên và lác trong.

Nguyên nhân chủ yếu do yếu tố bẩm sinh hoặc di truyền. Đối với thể mắc phải, bệnh thường do chấn thương đầu hoặc là hệ quả của các bệnh lý như u não, viêm xoang hang, phình động mạch…

5.2. Tổn thương dây thần kinh số 4

Do cấu tạo mỏng manh nhưng có lộ trình nội sọ dài nhất, dây thần kinh số 4 rất dễ bị tổn thương, căng giãn bởi các chấn động mạnh vùng đầu do tai nạn hoặc chấn thương thể thao. Bệnh nhân thường có triệu chứng nhìn mờ, song thị (nhìn đôi) theo chiều dọc hoặc chéo, gây khó khăn lớn khi nhìn xuống và có thể diễn tiến thành liệt hoàn toàn dây thần kinh ròng rọc.

6. Dấu hiệu nhận biết dây thần kinh 4 bị tổn thương

Khi dây thần kinh số 4 bị tổn thương, cơ chéo trên sẽ hoạt động yếu hoặc mất chức năng. Điều này làm cho sự phối hợp vận động giữa hai mắt bị rối loạn và gây ra nhiều triệu chứng đặc trưng, bao gồm:

• Nhìn đôi (song thị): Nhìn một vật thành hai hình ảnh.
• Mắt lệch lên trên: Mắt bên bị tổn thương thường nằm cao hơn mắt còn lại do mất tác dụng hạ nhãn cầu của cơ chéo trên.
• Khó nhìn xuống: Đây là hậu quả trực tiếp của sự suy giảm chức năng cơ chéo trên, người bệnh thường gặp khó khăn khi đọc sách, xuống cầu thang, quan sát vật ở vị trí thấp.
• Nghiêng đầu bất thường: Người bệnh thường vô thức nghiêng đầu sang bên đối diện mắt bị tổn thương và hơi cúi cằm xuống để giảm hiện tượng nhìn đôi.

7. Phương pháp chẩn đoán bệnh lý dây thần kinh số 4

Các bác sĩ chuyên khoa thường phối hợp các biện pháp chẩn đoán lâm sàng và cận lâm sàng để chẩn đoán bệnh, bao gồm:

• Khám lâm sàng và kiểm tra vận nhãn: Bác sĩ tiến hành đánh giá toàn diện các chuyển động của mắt, đặc biệt là khả năng hội tụ và nhìn xuống dưới để kiểm tra chức năng cơ chéo trên.
• Nghiệm pháp Parks-Bielschowsky: Đây là nghiệm pháp nghiêng đầu kinh điển, giúp chẩn đoán phân biệt và khẳng định tình trạng lác đứng do liệt dây thần kinh số 4.
• Chụp cộng hưởng từ (MRI) não: Kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh chuyên sâu này giúp bác sĩ xác định rõ ràng các tổn thương thực thể ở dây thần kinh, phát hiện khối u, ổ nhồi máu hoặc các bất thường mạch máu nội sọ chèn ép.

Tóm lại, dây thần kinh số 4 tuy chỉ chi phối cho cơ chéo trên nhưng lại giữ vai trò quan trọng trong việc điều khiển vận động mắt và duy trì sự phối hợp thị giác giữa hai mắt. Do có đường đi dài và cấu trúc mảnh, dây thần kinh này dễ bị ảnh hưởng bởi chấn thương, bệnh lý thần kinh hoặc các tổn thương nội sọ. Việc nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường ở mắt giúp phát hiện tổn thương dây thần kinh số 4 và điều trị kịp thời, hạn chế ảnh hưởng đến thị lực và sinh hoạt hằng ngày.

(*) Nguồn tham khảo:

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537244
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Trochlear_nerve