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编写说明
生理学、病理生理学、药理学、中药药理学同属于机能学科和实验性学科,是中医院校基础医学中的四大主干课程。
这四门课程实验方法和手段有许多共同之处,理论知识更是相互沟通,具有很强的连贯性。
本书的目的在于编写以基本实验为基础、以相关学科综合实验为核心、集四大机能学科实验及相关理论为一体、涵盖科研基本方法与技能的新型机能实验教材。
注重由过去的理论验证转变为能力培养。
全书共分为四部分:
第一部分为基础实验,即四门课程开设的传统、经典实验;第二部分综合实验,按人体系统多学科融合,形成机体各功能系统生理学特征与调节、病理生理学变化指标检测、药物干预为一体的整体化综合实验;第三和第四部分为实验设计及网络与医学文献分析,目的在于培养学生对中西医多学科知识的综合运用和思维能力的发展。
第一部分基础实验
实验一 坐骨神经腓肠肌标本制备
【实验目的】
学习生理学实验基本的组织分离技术;学习和掌握制备蛙类坐骨神经-腓肠肌标本的方法;熟悉刺激、兴奋、兴奋性和可兴奋细胞的概念。
【实验原理】
生理学上把能引起生物体产生反应的环境变化称为刺激。
刺激的种类很多,有化学、机械、温度以及声、光、电等。
由于电刺激仪器提供的电刺激操作方便,各种刺激参数易于控制,而且一般能引起组织兴奋的电刺激不造成组织损伤,且可重复使用,因此在实验室中常采用各种形式的电刺激。
生物体对刺激引起的反应有两种表现形式:
一种是由相对静止转变为活动,或由弱的活动变为强的活动,称为兴奋;另一种是从活动状态转变为相对静止,或由强的活动变为弱的活动,称为抑制。
将一切活细胞、组织或机体对刺激产生反应的能力,称为兴奋性,它被认为是各种活的生物体所具有的共同特性。
由于神经、肌肉和腺体对刺激的反应表现特别明显,因而这三种组织习惯上被称为可兴奋组织,其组成细胞称为可兴奋细胞。
两栖类动物的一些基本生命活动和生理功能与恒温动物近似,但其离体组织所需的生活条件比较简单,易于控制和掌握。
若将蟾蜍或蛙的神经-肌肉标本放在任氏液中,其兴奋性在几个小时内可保持不变。
若给神经或肌肉一次适宜刺激,可在神经和肌肉上产生一个动作电位,肉眼可看到肌肉收缩和舒张一次,表明神经和肌肉产生了一次兴奋。
在生理实验中常用蟾蜍或蛙的离体组织或器官作为实验标本,如用蟾蜍的坐骨神经-腓肠肌标本来观察神经、肌肉的兴奋、兴奋性;刺激与反应的规律和肌肉收缩的特征等。
因此,制备坐骨神经腓肠肌标本是生理实验中必须掌握的一项基本技能。
【实验对象】
蟾蜍或蛙。
【实验器材和药品】
蛙手术器械1套(粗剪刀、组织剪、眼科剪、圆头镊、眼科镊、金属探针、玻璃分针、蛙钉、蛙板,玻璃板)、滴管、培养皿、烧杯、手术丝线、棉花、锌铜弓、任氏液。
【实验步骤和方法】
(一)制备离体坐骨神经腓肠肌标本
1.破坏脑和脊髓
取蟾蜍1只,用自来水冲洗干净。
左手握住蟾蜍,用拇指按压背部,食指按压头部前端,使头前俯。
右手持金属探针由头部前端沿正中线向尾端触划,当触划到凹陷处,即枕骨大孔所在部位。
将金属探针由此处垂直刺入枕骨大孔,然后折向前刺入颅腔并左右搅动,充分捣毁脑组织。
再将金属探针抽回至进针处,再折向后刺入脊椎管,反复提插捣毁脊髓。
如果蟾蜍下颌呼吸运动消失,四肢松软,表明脑和脊髓已完全破坏。
否则,须按上法再行捣毁(见图1-1)。
图1-1破坏蟾蜍脑脊髓
2.剪除躯干上部及内脏
左手捏住蟾蜍脊柱,右手持粗剪刀在骶髂关节水平以上0.5~1cm处剪断脊柱,再沿脊柱两侧剪开腹壁,使躯干上部与内脏自然下垂,剪除躯干上部和所有内脏,留下后肢、骶骨、部分脊柱及紧贴于脊柱两侧的坐骨神经(图1-2)。
图1-2剪除躯干上部和所有内脏
3.剥皮及分离下肢
左手用圆头镊捏住脊柱断端(注意不要压迫神经),右手捏住断端皮肤边缘,向下牵拉剥掉全部后肢皮肤(图1-3)。
用任氏液冲洗下肢标本,然后沿正中线用粗剪刀将脊柱及耻骨联合中央剪开两侧下肢,并完全分离。
将两下肢标本置于盛有任氏液的培养皿内备用。
洗净手及用过的器械。
图1-3剥去皮肤
4.制备坐骨神经腓肠肌标本
(1)游离坐骨神经取一侧下肢标本腹面朝上放置于玻璃板上,用玻璃分针沿脊柱旁游离坐骨神经,并于靠近脊柱处穿线、结扎并剪断。
轻轻提起扎线,用眼科剪刀剪去周围的结缔组织及神经分支。
再将标本背面朝上放置,将梨状肌及周围的结缔组织剪去。
在股二头肌与半膜肌之间的缝隙处(图1-4A),即坐骨神经沟,找出坐骨神经大腿段。
用玻璃分针仔细剥离,边剥离边剪断坐骨神经所有分支,将神经一直游离到腘窝。
图1-4分离坐骨神经、坐骨神经-腓肠肌标本
(2)完成坐骨神经腓肠肌标本将游离干净的坐骨神经轻轻搭在腓肠肌上,在膝关节周围剪去全部大腿肌肉,并用粗剪刀将股骨刮干净,在股骨中段剪断股骨。
在跟腱处穿线并结扎,在结扎处远程剪断跟腱。
游离腓肠肌至膝关节处,轻提结扎线,然后将膝关节下方小腿其余部分剪除。
这样一个具有附着在股骨上的腓肠肌并带有支配其收缩的坐骨神经标本就制备完成了(图1-4B)。
5.检查标本兴奋性
用浸有任氏液的锌铜弓轻轻触及坐骨神经,如腓肠肌发生迅速而明显的收缩,则表明标本的兴奋性良好。
将标本置于盛有任氏液的培养皿中待其兴奋性稳定后用于实验。
(二)制备在体坐骨神经腓肠肌标本
1.破坏脑和脊髓
取蟾蜍1只,用自来水冲洗干净。
左手握住蟾蜍,用拇指按压背部,食指按压头部前端,使头前俯。
右手持金属探针由头部前端沿正中线向尾端触划,当触划到凹陷处,即枕骨大孔所在部位。
将金属探针由此处垂直刺入枕骨大孔,然后折向前刺入颅腔并左右搅动,充分捣毁脑组织。
再将金属探针抽回至进针处,再折向后刺入脊椎管,反复提插捣毁脊髓。
如果蟾蜍下颌呼吸运动消失,四肢松软,表明脑和脊髓已完全破坏。
否则,须按上法再行捣毁。
(见图1-1)
2.剥皮和分离下肢
左手用镊子夹住一侧后肢大腿根部的皮肤,用组织剪沿大腿根部环行剪开皮肤,向下剥掉全部后肢的皮肤,然后将蟾蜍腹位固定于蛙板上并用任氏液冲洗后肢。
3.制备坐骨神经腓肠肌标本
(1)分离坐骨神经 在股二头肌与半膜肌之间的缝隙处,找出坐骨神经大腿段。
用玻璃分针仔细分离,边分离边剪断坐骨神经所有分支,将神经一直游离到腘窝。
(2)游离腓肠肌 在腓肠肌跟腱处穿线并结扎,连同结扎线将跟腱剪下,一直将腓肠肌分离到膝关节处,留出一段结扎线备用。
制备好的坐骨神经腓肠肌标本随时滴加任氏液。
4.检查标本兴奋性同上。
【注意事项】
1.穿刺脑和脊髓时,不要将蟾蜍的背部对着自己和别人的面部,以防蟾酥溅入眼内。
如果蟾酥不慎溅入眼内,应立即用生理盐水冲洗。
2.用玻璃分针分离标本,避免用力牵拉神经或用金属器械、手夹捏神经,以免神经损伤。
避免蟾蜍体表毒液和血液污染标本。
3.制备标本过程中,应随时给肌肉和神经滴加任氏液,保持湿润,以使标本保持正常的兴奋性。
4.离体标本制成后,应置于任氏液中浸泡数分钟,待其兴奋性稳定后再进行实验。
【思考题】
1.如何检测坐骨神经腓肠肌标本的兴奋性?
为什么?
2.剥皮后的神经肌肉标本为什么不能用自来水冲洗?
实验二 阈刺激、阈上刺激和最大刺激
【实验目的】
学习神经-肌肉实验的电刺激方法和记录肌肉收缩的方法。
观察刺激强度与肌肉收缩之间的关系。
掌握阈刺激、阈下刺激、阈上刺激、最大(最适)刺激等概念。
【实验原理】
活的神经、肌肉组织均具有兴奋性,能接受刺激发生兴奋反应。
但刺激要引起组织兴奋,其刺激强度和持续时间必须达到阈值,即阈强度和有效时。
阈值通常是指在刺激作用时间和强度-时间变化率固定不变的条件下,能引起组织细胞兴奋所需的最小刺激强度,达到这种强度的刺激称为阈刺激,常被作为衡量组织兴奋性高低的客观指针。
不同种类的组织兴奋性高低是不相同的。
对于单根神经纤维或肌纤维来说,对刺激的反应具有“全或无”的特性。
神经-肌肉标本是由许多兴奋性不同的神经纤维(细胞)-肌纤维(细胞)组成,刺激与反应之间表现并非“全或无”的关系。
在保持足够的刺激时间(脉冲波宽)不变时,刺激强度过小,不能引起任何反应,随着刺激强度增加到某一定值,可引起少数兴奋性较高的运动单位兴奋,引起少数肌纤维收缩,表现出较小的张力变化。
腓肠肌是由许多肌纤维组成的,各条肌纤维兴奋性高低并不相同。
采用单个方波电刺激坐骨神经或腓肠肌时,如果刺激强度太小,则不能引起肌肉收缩,只有强度达到一定数值时(阈强度),才能引起肌肉发生最微弱的收缩,这时引起的肌肉收缩称阈收缩(兴奋性高的肌纤维先收缩)。
以后随着刺激强度地增加,肌肉收缩也相应地增大,此时刺激强度超过阈强度的刺激故称阈上刺激。
当刺激强度增大到某一数值时,肌肉出现最大收缩反应。
如再继续增大刺激强度,肌肉的收缩却不再增大。
这种能使肌肉发生最大收缩反应的刺激强度称为最适强度,这种强度的刺激称为最大刺激。
最大刺激引起的肌肉收缩称最大收缩(所有的肌纤维都收缩)。
由此可见,在一定范围内,骨骼肌收缩的大小决定于刺激的强度,这是刺激与组织反应之间的一个普遍规律。
【实验对象】
蟾蜍或蛙。
【实验器材和药品】
蛙手术器械1套、铁架台、双凹夹2个、肌动器、BL-410(BL-420)生物信号采集处理系统、张力换能器、任氏液。
【实验步骤和方法】
1.制备坐骨神经腓肠肌标本(参见实验一),可采用其中一种。
2.标本与实验装置的连接
(1)离体标本将肌动器、张力换能器均固定于铁架台上,标本的股骨残端插入肌槽的小孔内并固定之;腓肠肌跟腱上的联机连于张力换能器的应变片上(暂不要将线拉紧)。
夹住脊椎骨碎片将坐骨神经轻轻平搭在肌槽的刺激电极上。
(2)在体标本可将腓肠肌跟腱上的联机连于张力换能器的应变片上(暂不要将线拉紧);将穿有线的坐骨神经轻轻提起,放在保护电极上,并保证神经与电极接触良好。
调整换能器的高低,使肌肉处于自然拉长的状态(不宜过紧,但也不要太松)。
然后可进行实验项目的观察。
使用计算机生物信号采集处理系统进行实验,需将张力换能器的输出插头插入该系统的一个信号输入信道插座;电极的插头插入该系统的刺激输出插孔。
打开计算机,BL-410(BL-420)启动生物信号采集处理系统,进入“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”实验菜单。
将肌动器固定于铁架台上,然后将张力换能器固定在肌动器的正上方,并将其输出端子与计算机生物信号采集处理系统输入信道相连。
刺激器的输出线与肌动器接线柱相连。
3.采样参数选择
扫描速度:
2.5s/div
信道:
信道1
DC/AC:
DC
放大倍数(增益):
50~100
滤波:
30Hz
4.刺激参数选择
刺激模式:
自动单刺激
波宽:
0.5ms~1ms
初幅度:
0.2V(逐次递增0.02V至1V)
脉冲数:
1
延时:
1ms
(可根据实验情况调整各参数)
【观察项目】
用波宽0.5ms~1ms的单个方波电刺激坐骨神经,刺激强度由弱到强,直到肌肉开始轻微收缩,在记录仪上刚能描记一次收缩曲线,此时所用的刺激为阈刺激,记下此时的刺激强度。
待肌肉收缩完全恢复到基线后,再继续增大刺激强度,并记录收缩反应。
每次增大刺激强度肌肉收缩也相应增大,记录仪上描记出的曲线也相应增高。
但当肌肉收缩达到一定高度时再增强刺激,肌肉收缩曲线不能继续升高,即为最大收缩,所用刺激为最大刺激,记下此时的刺激强度。
【注意事项】
1.在实验过程中,应经常在标本上滴加任氏液以保持湿润,使其具有良好的兴奋性。
2.测定最大刺激时,刺激强度应缓慢逐渐增大,避免强度过高过快而损伤神经。
3.可能出现的问题与解释:
(1)未能找出最大刺激虽已调至最大刺激强度,但经液体介质短路后输出,强度有所降低,对刺激的神经仍不能达到最大刺激强度,此时可增大刺激波宽。
(2)单收缩曲线忽高忽低标本在任氏液中浸泡的时间不够,兴奋性不稳定;肌槽上液体堆积过多,造成短路使刺激强度不稳。
(3)标本发生不规则收缩或痉挛肌槽不干净,留有刺激物(如盐渍);周围环境有干扰;仪器接地不良或人体感应带电,接触潮湿台面或支架等。
【实验结果】
1.标记不同的收缩曲线,然后进行剪辑、粘贴(或打印)
图2-1刺激强度与肌肉收缩张力之间的关系
【思考题】
1.引起组织兴奋的刺激必须具备那些条件?
2.何为阈下刺激、阈刺激、阈上刺激和最适刺激?
在阈刺激和最适刺激之间为什么肌肉的收缩随刺激强度增加而增加?
3.实验过程中标本的阈值是否会改变?
为什么?
实验三骨骼肌的单收缩、复合收缩和强直收缩
【实验目的】
观察用不同频率的最适刺激刺激坐骨神经对腓肠肌收缩形式的影响及其特征。
掌握单收缩、复合收缩、强直收缩特征和形成的基本原理。
【实验原理】
肌肉兴奋的外在表现形式是收缩。
给活着的肌肉一个阈强度以上的刺激,肌肉将发生一次收缩,此收缩称为单收缩。
蛙坐骨神经肌肉标本单收缩的总时程约为0.11s,其中潜伏期、收缩期约占0.05s,舒张期约占0.06s。
若给予标本相继两个最适刺激,使两次刺激的间隔小于该肌肉收缩的总时程时,则会出现一连续的收缩,称为复合收缩(或收缩复合)。
若两个刺激的时间间隔短于肌肉收缩总时程,而长于肌肉收缩的潜伏期和收缩期时程,使后一刺激落在前一刺激引起肌肉收缩的舒张期内,则出现一次收缩尚未完全舒张又引起一次收缩;若两次刺激的间隔短于肌肉收缩的收缩期,使后一刺激落在前一次刺激引起收缩的收缩期内,则出现一次收缩正在进行接着又产生一次收缩,收缩的幅度高于单收缩的幅度。
根据这个原理,若给予标本一连串的最适刺激,则因刺激频率不同会得到一连串的单收缩、不完全强直收缩或完全强直收缩的复合收缩。
当给肌肉连续的脉冲刺激时,在刺激频率较低时,因为每一个新的刺激到来时,由前一次刺激引起的单收缩过程已经结束,于是每次刺激都引起一次独立的单收缩。
当刺激频率逐渐增加到某一限度时,后一个刺激落在前一次收缩的舒张期内,于是每次新的收缩都出现在前次收缩的舒张过程中,收缩过程呈现锯齿状,此收缩称为不完全强直收缩。
当刺激频率继续增加时,后一个刺激落在前一次收缩的缩短期内,肌肉则处于完全的持续收缩状态,看不出舒张期的痕迹,此收缩称为完全强直收缩。
【实验对象】
蟾蜍或蛙。
【实验器械和药品】
蛙手术器械1套、铁架台、双凹夹2个、肌动器、BL-410(BL-420)生物信号采集处理系统,张力换能器、任氏液。
【实验步骤和方法】
1.制备坐骨神经腓肠肌标本(参见实验一),可采用其中一种。
2.标本与实验装置的连接
(1)离体标本将肌动器、张力换能器均固定于铁架台上;标本的股骨残端插入肌槽的小孔内并固定之;腓肠肌跟腱上的联机连于张力换能器的应变片上(暂不要将线拉紧)。
夹住脊椎骨碎片将坐骨神经轻轻平搭在肌槽的刺激电极上。
将肌动器固定于铁架台上,然后将张力换能器固定在肌动器的正上方,并将其输出端子与生物信号采集处理系统输入信道相连。
刺激器的输出线与肌动器接线柱相连。
标本与实验装置的连接好后,调整换能器的高低,使肌肉处于自然拉长的状态(不宜过紧,但也不要太松)。
(2)在体标本可将腓肠肌跟腱上的联机连于张力换能器的应变片上(暂不要将线拉紧);将穿有线的坐骨神经轻轻提起,放在保护电极上,并保证神经与电极接触良好。
标本与实验装置的连接好后,调整换能器的高低,使肌肉处于自然拉长的状态(不宜过紧,但也不要太松)。
然后将张力换能器的输出插头插入该系统的一个信号输入信道插座;电极的插头插入该系统的刺激输出插孔。
打开计算机,启动BL-410(BL-420)生物信号采集处理系统,进入“刺激强度对骨骼肌收缩的影响”实验项目菜单。
3.采样参数选择
扫描速度:
2.5s/div
信道:
信道1
DC/AC:
DC
放大倍数(增益):
50~100
滤波:
30Hz
4.刺激参数选择
刺激模式:
程控
串长:
3
波宽:
2ms
幅度:
1V
首频率:
1Hz/s(逐次递增5Hz至20Hz/s)
串间隔:
5s
延时:
1ms
(可根据实验情况调整各参数)
【观察项目】
1.找出最大刺激强度:
选用单一刺激方式,从最小刺激强度开始,对肌肉进行刺激。
当逐渐增加刺激强度时,肌肉的收缩幅度不断增大,但当达到一定刺激强度时,肌肉收缩幅度便不再随着刺激强度的增大而增高。
刚能引起肌肉发生最大收缩幅度的刺激强度即为最大刺激强度。
2.单收缩:
选用最大刺激强度,将刺激频率置于单刺激或低频连续刺激,描记出独立的或连续单收缩曲线。
3.不完全强直收缩:
逐次增加刺激频率,描记出锯齿状的不完全强直收缩曲线。
4.完全强直收缩:
继续逐次增加刺激频率,描记出平滑的完全强直收缩曲线。
【注意事项】
1.在实验过程中,应经常在标本上滴加任氏液以保持湿润,使其具有良好的兴奋性。
2.每次刺激标本以后,必须让肌肉有一定的休息时间,以防标本疲劳。
3.若刺激神经引起的肌肉收缩不稳定时,可直接刺激肌肉。
4.可根据实际需要调整刺激频率。
【实验结果】
1.标记不同的收缩曲线,然后进行剪辑、粘贴(或打印)。
图3-1不同刺激频率对肌肉收缩的影响
【思考题】
1.何谓单收缩、不完全强直收缩、完全强直收缩?
它们是如何形成的?
2.同一块肌肉其单收缩、不完全强直收缩和强直收缩的幅度是否相同,为什么?
3.不同的骨骼肌,引起完全强直收缩的刺激频率是否相同,为什么?
4.肌肉收缩张力曲线融合时,神经干细胞的动作电位是否也发生融合?
为什么?
5.此次实验为什么要将刺激强度固定在最大刺激强度?
实验四神经干的动作电位的测定
【实验目的】
学习细胞外记录法,并观察坐骨神经动作电位的基本波形、潜伏期、幅值及时程。
【实验原理】
神经组织是可兴奋组织,当受到阈强度的刺激时,膜电位将发生一短暂的变化,即动作电位。
动作电位可沿神经纤维传导,是神经兴奋的客观标志。
在神经细胞外表面,已兴奋的部位带负电,未兴奋部位带正电。
如果将两个引导电极分别置于正常的神经干表面,当神经干一端兴奋时,兴奋向另一端传导并依次通过两个记录电极,可记录两个方向相反的电位偏转波形,此波形称为双向动作电位。
若在两个引导电极之间,夹伤神经使其失去传导兴奋的能力,神经兴奋不能通过损伤部位,因此,两个电极中只能记录到一个方向的电位偏转波形,而另一个电极则成为参考电极,此波形称为单向动作电位。
由于坐骨神经干是许多单纤维组成,其产生的动作电位是许多神经纤维动作电位的代数叠加,称为复合动作电位。
因此,在一定范围内,动作电位的幅度可随刺激强度的增加而增大。
【实验对象】
蟾蜍或蛙。
【实验器材和药品】
神经标本屏蔽盒、蛙类手术器械一套、BL-410(BL-420)生物信号采集处理系统、任氏液。
【实验步骤和方法】
1.制备坐骨神经腓神经标本蟾蜍坐骨神经腓神经标本制备过程与坐骨神经腓肠肌标本的制作过程相仿。
不同的是只要神经不要肌肉和股骨,并且神经尽可能分离长一些,从脊柱旁的主干至踝关节止。
标本制成后,置于任氏液中10min,使其兴奋性稳定后再开始实验。
2.连接实验装置及线路将神经屏蔽盒刺激电极与生物信号采集处理系统刺激器输出连接;神经屏蔽盒地线接线柱与地线相连。
一对记录电极与生物信号采集处理系统输入信道相连(图4-1)。
图4-1神经干动作电位实验装置
打开计算机,启动BL-410(BL-420)生物信号采集处理系统,进入“神经动作电位”实验项目菜单。
3.采样参数选择
扫描速度:
0.625s/div
采样频率:
20000Hz
信道:
信道1
DC/AC:
AC
处理名称:
神经干AP
放大倍数(增益):
50~100
滤波:
10kHz
时间常数:
0.01s
4.刺激参数选择
刺激模式:
单刺激
主周期:
1
波宽:
0.2ms
初幅度:
0.2V(逐次递增0.02V至1V)
末幅度:
1
延时:
1ms
(参数可根据实验实际情况进行调节)。
【观察项目】
1.预实验目的是检查整个实验系统的工作状态。
将神经屏蔽盒的所有电极用任氏液棉球擦拭,然后将一任氏液浸湿的棉线置于刺激电极和记录电极上。
调节刺激强度由0V逐渐增大,观察显示器上是否有象正弦波那样的50Hz交流电干扰。
如有干扰,应检查各仪器的接地情况,以排除干扰。
当显示器上的扫描线为只有刺激伪迹、基本平滑的横线时,停止刺激,取下棉线。
2.观察动作电位将神经标本用玻璃分针轻轻搭在神经屏蔽盒内的电极上,坐骨神经粗的一端置于刺激电极上,细的一端置于记录电极上。
盒的底部放一滤纸,滴上任氏液,以滤纸全浸湿为度,以保持盒内的湿度,防止神经干燥。
盖好屏蔽盒的盖子,以减少电磁干扰。
(1)双向动作电位给予标本单个刺激,刺激强度从最小开始,逐渐增加直至显示器出现双向动作电位波形,找出阈刺激,并观察动作电位幅度在一定范围内随刺激强度增加而增大的变化情况(图4-2A)。
(2)单相动作电位在两个记录电极之间用眼科镊夹伤神经,便可见双相动作电位只剩下第一相,而第二相则消失,此即单相动作电位(图4-2B)。
图4-2神经干动作电位
【注意事项】
1.在神经干标本制作过程中,保持标本湿润;切勿损伤神经干。
2.屏蔽盒内也要保持一定的湿度,但电极间不要短路。
【思考题】
1.采用细胞外记录方法所记录的神经干动作电位的原理是什么?
2.在引导神经干双相动作电位时,为什么动作电位的第一相的幅值比第二相的幅值大?
3.在实验中,神经干动作电位的幅值可在一定范围内随刺激强度的增加而增大,这与“全或无”定律矛盾吗?
实验五 神经兴奋传导速度的测定
【实验目的】
通过本实验了解测定神经兴奋传导的方法及初步学会神经兴奋传导速度的计算方法。
【实验原理】
可兴奋细胞的细胞膜任何一处发生兴奋所产生的动作电位,都可沿着细胞膜向周围传布,使整个细胞膜都依次产生一次与被刺激部位同样的动作电位。
神经纤维兴奋的标志是产生一种可传播的动作电位。
当神经干一端受到刺激而兴奋后,其动作电位沿细胞膜传导至另一端,其传导的速度取决于神经干的粗细、内阻、有无髓鞘等因素。
坐骨神经干为混合性神经干,刺激坐骨神经干所引导的动作电位可由一些不同兴奋阈、传导速度和不同幅度的峰形电位所总和而成。
两栖类的坐骨神经干包含多种直径不等的神经纤维,其中以A类神经纤维为主。
如果用电生理学的方法记录测定神经干动作电位,测出动作电位在神经干上传播的距离与通过这段距离所需的时间,即可算出兴奋在神经上的传导速度。
神经干上动作电位传导的距离(s)与通过这段距离所用的时间(t),可根据v=s/t求出动作电位的传导速度。
【实验对象】
蟾蜍或蛙。
【实验器材和药品】
同实验四。
【实验步骤和方法】
1.制备坐骨神经腓神经标本制备方法同实验四
2.连接实验装置及线路连接方法同实验四,但要用两对记录电极,第一对记录电极与生物信号放大系统的一个信道相连,第二对记录电极与生物信号放大系统的另一个信道相连(图5-1)
图5-1神经兴奋传导速度实验仪器装置的连接
3.采样参数选择
扫描速度:
0.625s/div
采样频率:
20000Hz
信道:
信道1信道2
DC/AC:
ACAC
处理名称:
神经干APAP传导速度
放大倍数:
200200
滤波:
10kHz10kHz
时间常数:
0.01s0.01s
4.刺激参数选择
刺激模式:
单刺激
波宽:
0.2ms0.2ms
幅度:
1v
延时:
1ms
(参数可根据实验实际情况进行调节)。
【观察项目】
给予神经一定强度的刺激,两对记录电极可分别记录出前后两个动作电位曲线(图5-2)。
利用光标的移动使计算机计算出动作电位到达两对记录电极的时间差,即动作电位从R1传导到R3所须的时间(t),再人工准确量出R1到R3之间的距离(S
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