Nghe giống một câu hỏi kỳ lạ xuất hiện lúc nửa đêm.
Nhưng xét về giải phẫu học, đây lại là một câu hỏi khá hay.
Nếu một người mất 1 cm ngón tay và người khác mất 3 cm, người thứ hai có chắc chắn đau gấp ba không?
Hay điều quan trọng hơn là diện tích phần bị cắt?
Câu trả lời ngắn gọn:
Nếu chỉ chọn giữa hai phương án, diện tích vết cắt hợp lý hơn lượng ngón tay bị mất, nhưng mức đau không tăng theo đúng tỷ lệ diện tích.
Điều quan trọng nhất là có bao nhiêu dây thần kinh truyền tín hiệu đau bị tác động, có tổn thương bó thần kinh lớn hay không, và não cùng tủy sống xử lý các tín hiệu ấy thế nào.
Không phải:
“Diện tích gấp đôi = đau gấp đôi.”
Hệ thần kinh không thích làm bài Excel.
1. Vì sao lượng ngón tay bị mất là chỉ số yếu
Hãy tưởng tượng mất 1 cm so với 3 cm.
Rất dễ nghĩ:
“Mất gấp ba thì chắc đau gấp ba.”
Nhưng phần mô đã tách khỏi cơ thể không còn kết nối với não theo cách bình thường.
Tín hiệu đau tới não chủ yếu xuất phát từ phần cơ thể còn lại và những dây thần kinh bị tổn thương ở đó.
Vì vậy không thể lấy chiều dài hay thể tích bị mất rồi đổi trực tiếp thành mức đau.
Cơ thể không bán đau theo cân.
2. Vậy diện tích vết cắt có quan trọng không?
Có.
Da và các mô sâu hơn chứa rất nhiều đầu tận cùng và sợi thần kinh.
Vùng bị tổn thương càng rộng thì khả năng nhiều dây thần kinh cùng bị ảnh hưởng càng lớn.
Các thí nghiệm trên người cho thấy khi tăng diện tích da chịu nhiệt gây đau, kích thích điện hoặc áp lực, cảm giác đau thường tăng. Hiện tượng này gọi là cộng dồn đau theo không gian.[1][2][3]
Vì thế nói “diện tích không quan trọng, chỉ thần kinh mới quan trọng” cũng quá đơn giản.
Diện tích quan trọng chính vì nó có thể bao phủ nhiều thần kinh hơn.
3. Nhưng diện tích gấp đôi không có nghĩa đau gấp đôi
Đây là điểm quan trọng nhất.
Nghiên cứu cho thấy đau có thể tăng khi diện tích kích thích tăng, nhưng mức tăng không đi theo một đường thẳng đẹp.
Một nghiên cứu năm 2021 ghi nhận đau tăng theo cách phi tuyến khi vùng kích thích được mở rộng.[1]
Một nghiên cứu khác dùng kích thích cơ học ở ngón tay cho thấy tăng diện tích chỉ tạo ra mức cộng dồn đau một phần, trung bình khoảng 46%.[2]
Não không nhận ba tín hiệu rồi nói:
“Ba tín hiệu? Được, nhân đau lên ba.”
Nó có thể cộng, giảm hoặc khuếch đại tín hiệu.
Đau không phải phép đếm phiếu.
4. Thần kinh không phân bố đều trong ngón tay
Đây là lúc giải phẫu học phát huy tác dụng.
Hai bên ngón tay có những dây thần kinh cảm giác tương đối lớn.
Trong giải phẫu, các dây này có thể được nhìn thấy, lần theo, đếm nhánh và đo đường kính.
Một nghiên cứu giải phẫu ghi nhận trung bình 2,7 nhánh nhỏ trực tiếp ở vùng đốt gần và 2,3 nhánh ở vùng đốt giữa.[4]
Các nghiên cứu dưới kính hiển vi cũng cho thấy số bó sợi thần kinh trong dây thần kinh ngón tay có xu hướng tăng về phía đầu ngón, dù khác biệt giữa từng người khá lớn.[5]
Nói cách khác, bản đồ thần kinh tổng quát của ngón tay thực ra được biết khá rõ.
5. Đầu ngón tay thực sự có mật độ thần kinh cao
Có lý do khiến đầu ngón tay cảm nhận được một sợi tóc hay một mẩu vụn rất nhỏ.
Một nghiên cứu trên da bàn tay người cho thấy ở một lớp của da, mật độ sợi thần kinh ở đầu ngón tay cao hơn gấp đôi so với lòng bàn tay.[6]
Các nghiên cứu kinh điển về xúc giác cũng cho thấy mật độ đơn vị cảm giác tăng mạnh từ lòng bàn tay về đầu ngón.[7]
Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa:
“Thần kinh cảm giác gấp đôi = đau do cắt gấp đôi.”
Hệ xúc giác và hệ đau không hoàn toàn giống nhau.
Điều chắc chắn là các vùng khác nhau của ngón tay không có cùng mật độ “dây điện”.
6. Nếu buộc phải viết thành công thức
Để dễ hiểu ở mức học sinh:
đau ≈ diện tích tổn thương × mật độ thần kinh tại chỗ × kiểu tổn thương thần kinh × cách não và tủy sống xử lý
Đây không phải công thức y khoa thật để tính ra điểm đau.
Một vùng nhỏ nhưng trúng bó thần kinh lớn có thể rất khác với vùng cùng kích thước nhưng không trúng.
7. “Không thể ước lượng từ số dây thần kinh sao?” Có, một phần
Có thể.
Giải phẫu học có thể nghiên cứu đường đi, số nhánh và kích thước dây thần kinh.
Kính hiển vi cho phép quan sát các bó sợi.
Mẫu da còn có thể được nhuộm để đếm các sợi thần kinh rất nhỏ.
Vì vậy nói “không nhìn thấy thần kinh nên diện tích chẳng cho biết gì” cũng sai.
Cách nói chính xác hơn:
Diện tích vết cắt giúp ước lượng phần nào lượng mô thần kinh có thể bị ảnh hưởng, nhưng không thể tự nó dự đoán mức đau vì mật độ thần kinh, vị trí dây lớn và sự khác biệt giữa từng người không giống nhau.
Thuyết diện tích không bị loại từ vòng đầu.
Nó vào khá sâu.
Chỉ thua khi mạnh miệng nói “tỷ lệ thuận tuyệt đối”.
8. Đau về sau còn phức tạp hơn
Dây thần kinh sau khi bị tổn thương có thể trở nên quá nhạy.
Một số người còn cảm thấy đau ở phần chi đã không còn tồn tại. Đó là đau chi ma.
Không phải phần cơ thể đã mất gửi tin nhắn từ chiều không gian khác.
Các dây thần kinh ngoại biên còn lại, tủy sống và thay đổi bản đồ cơ thể trong não đều được cho là có liên quan.[8]
Chỉ riêng điều này đã cho thấy thể tích bị mất không thể là thước đo đầy đủ của đau.
Não có thể làm đau cả một ngón tay không còn tồn tại.
Khá bất tiện.
9. Chấm điểm hai giả thuyết ban đầu
A. Đau tỷ lệ với lượng ngón tay bị mất
Phần lớn là không.
Chiều dài hay thể tích bị mất không trực tiếp bằng lượng tín hiệu đau.
B. Đau tỷ lệ với diện tích mặt cắt
Gần đúng hơn nhiều, nhưng vẫn không tỷ lệ thuận.
Diện tích lớn hơn có thể ảnh hưởng nhiều thần kinh hơn nên diện tích có ý nghĩa.
Nhưng còn phải tính đến mật độ thần kinh, bó thần kinh lớn, kiểu tổn thương, thời gian và xử lý của hệ thần kinh.
10. Kết luận
Một câu là đủ:
Đau khi mất một phần ngón tay phụ thuộc nhiều hơn vào loại và số lượng thần kinh bị ảnh hưởng tại vùng cắt so với tổng lượng ngón tay bị mất. Diện tích mặt cắt là manh mối hữu ích, nhưng không thể đổi trực tiếp thành “gấp mấy lần đau”.
Thuyết diện tích: đúng một nửa.
Thuyết thể tích bị mất: xa hơn.
Và hệ thần kinh thắng chung cuộc vì từ chối biến mình thành bài hình học cấp hai.
- Mørch CD, et al. Nonlinear increase of pain in distance-based and area-based spatial summation. Pain. 2021. PubMed PMID 33449502
- Greenspan JD, et al. Spatial summation of perceived pressure, sharpness and mechanically evoked cutaneous pain. PubMed PMID 9399411
- Price DD, et al. Spatial summation of heat-induced pain: influence of stimulus area and spatial separation. PubMed PMID 2600624
- Kim YS, et al. Anatomy of the direct small branches of the proper digital nerve of the fingers: a cadaveric study. PubMed PMID 24908546
- Histologic structure of the palmar digital nerves of the hand and its application to nerve grafting. PubMed PMID 2794410
- Johansson RS, Vallbo ÅB, et al. Human hand skin innervation density research; fingertip dermal nerve-fiber density was reported as more than twice that of the palm. PubMed PMID 16086989
- Johansson RS, Vallbo ÅB. Tactile sensibility in the human hand: relative and absolute densities of four types of mechanoreceptive units in glabrous skin. PubMed PMID 439026
- International Association for the Study of Pain. Current Understanding of Phantom Pain and its Treatment
