电生理基本技术

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心脏电生理检查的基本技术和方法

心脏电生理检查的基本技术和方法

心脏电生理检查的基本技术和方法1.心电图心电图是最常用的心脏电生理检查方法之一、它通过贴附电极在患者皮肤上记录和测量心脏电活动。

心电图可以帮助评估心脏节律、发现心脏缺血和心肌损伤等问题。

常见的心电图检查包括常规心电图、动态心电图(24小时心电图)和运动心电图。

2.心脏起搏器检查心脏起搏器检查是一种通过电极放置在心脏或心脏表面来评估心脏起搏器功能的方法。

它可以检测起搏器是否正常工作以及节律是否稳定。

起搏器检查可通过胸壁表面的心电图记录和评估,或直接通过导管插入心脏内部来进行。

3.心脏电生理学检查心脏电生理学检查是一种通过导管插入心脏内部来记录和评估心脏电活动的方法。

它可以提供更详细和准确的心脏节律信息,并帮助判断心脏异常的具体类型和位置。

心脏电生理学检查通常包括电生理学研究和电生理治疗两个部分。

-电生理学研究是用来评估心脏节律和传导的方法。

它通过插入导管到心腔内,通过导管上的电极记录和刺激心脏电活动。

电生理学研究可以帮助确定心律失常的类型、起源和机制,并确定最佳治疗方法。

-电生理治疗是一种通过电极插入心脏内部来治疗心律失常的方法。

它可以通过刺激或破坏特定的心脏组织,来恢复正常的心脏节律。

常见的电生理治疗方法包括心脏起搏器植入、射频消融和心脏复律术等。

4.心脏超声检查心脏超声检查是一种通过超声波来观察和评估心脏结构和功能的方法。

它可以帮助检测心脏瓣膜病变、心脏肌肉病变和心脏血管异常等问题。

心脏超声检查通过将超声波探头放置在患者胸壁上,将图像传输到计算机上进行分析和评估。

5.心脏磁共振成像心脏磁共振成像是一种通过磁场和无线电波来生成心脏图像的方法。

它可以提供更为详细和准确的心脏结构和功能信息,帮助检测心脏病变、缺血和损伤等问题。

心脏磁共振成像对于一些患者来说可能是一种更合适的选择,尤其是对于无法耐受心脏负荷或存在其他禁忌症的患者。

总之,心脏电生理检查是一种重要的心脏疾病的诊断和治疗手段。

它通过记录和分析心脏电活动,可以帮助医生判断心脏是否存在异常并确定其类型和程度。

神经科学中的电生理学技术

神经科学中的电生理学技术

神经科学中的电生理学技术神经科学是研究神经系统结构、功能和疾病的学科。

电生理学技术是神经科学中最常用的技术之一,它利用电极在神经元之间测量电位变化以研究神经系统的活动。

本文将探讨神经科学中的电生理学技术。

一、电生理学技术的概述电生理学技术包括脑电图(EEG)、脑源性诱发电位(VEP)、脑干诱发电位(BAEP)、自发电位(SP)和肌电图(EMG)等技术,它们广泛应用于神经科学、精神病学、神经内科学、认知科学和行为科学等领域。

EEG是最古老、最成熟的电生理学技术之一,它能够测量头皮上的电位变化,并反映从大脑皮层发出的电信号的时间和频率。

VEP是测量视觉信息被传递给大脑皮层的速度和质量的技术,它通过记录从眼睛到大脑的电位变化来测量视觉信息的传递速度。

BAEP是测量大脑干中神经传导速度和传导路径的技术,它通过记录从耳朵到大脑干的电位变化来测量传导速度。

SP是一种记录身体的自发电活动的技术,它通过记录不同身体部位的电位变化来观察身体位置的改变。

EMG是一种记录肌肉电活动的技术,它可以用来观察肌肉的收缩和松弛。

以上的电生理学技术都具有一些优点,如非侵入性、方便快捷、成本低廉等,它们被广泛应用于临床和科学研究中,成为研究神经系统的重要工具。

二、电生理学技术在神经疾病诊断中的应用电生理学技术广泛应用于神经疾病的临床诊断中,如癫痫、帕金森病、阿尔茨海默病等。

其中,EEG是癫痫诊断的关键技术之一,它可以检测到癫痫病人大脑皮层的异常电位变化。

VEP和BAEP则常用于诊断多发性硬化症、脑干损伤等。

SP和EMG常用于肌肉病变、神经病变等疾病的诊断。

电生理学技术的应用可以提高神经疾病的诊断精确度和治疗效果。

三、电生理学技术在神经科学研究中的应用电生理学技术是神经科学研究中重要的工具之一。

通过记录从神经元发出的电信号,可以了解神经元的活动和神经网络之间的相互作用。

例如,EEG可以记录大脑皮层的电势变化,用于观察大脑不同区域之间的相互作用。

博士课程电生理实验技术

博士课程电生理实验技术

博士课程电生理实验技术引言:电生理实验技术是神经科学研究中不可或缺的重要手段,它通过记录神经元的电活动来揭示神经系统的功能和机制。

博士课程中,学生将学习和掌握一系列电生理实验技术,包括信号记录、信号处理和数据分析等方面的知识和技能。

本文将介绍电生理实验技术的一些基本概念、常用技术和实验设计的考虑因素。

一、电生理实验技术的基本概念1.1 神经元的电活动神经元是神经系统的基本功能单元,它通过电活动来传递和处理信息。

神经元的电活动主要表现为神经脉冲或动作电位,是由神经元细胞膜上的离子通道打开和关闭所引起的。

电生理实验技术可以记录和分析神经元的电活动,从而揭示神经系统的功能和机制。

1.2 信号记录技术信号记录技术用于记录神经元电活动的变化。

常用的信号记录技术包括多通道电极阵列、针电极和场电极等。

多通道电极阵列可以同时记录多个神经元的电活动,针电极可以直接穿刺神经元进行记录,场电极可以在神经元附近检测电场的变化。

这些技术可以提供高时空分辨率的神经信号记录。

1.3 信号处理技术信号处理技术用于处理记录到的神经信号,以得到有关神经活动的信息。

常用的信号处理技术包括滤波、放大、模数转换和数字化等。

滤波可以去除噪音和干扰,放大可以增强信号的幅度,模数转换可以将模拟信号转换为数字信号,数字化可以方便后续的数据处理和分析。

1.4 数据分析技术数据分析技术用于分析处理后的神经信号,以获得有关神经系统功能和机制的信息。

常用的数据分析技术包括时频分析、相关分析和相位分析等。

时频分析可以揭示神经信号的频率特征,相关分析可以研究神经元之间的相互关系,相位分析可以分析神经信号的相位同步性。

二、常用的电生理实验技术2.1 神经元记录与刺激技术神经元记录与刺激技术用于记录神经元的电活动并对其进行刺激。

常用的技术包括细胞外单元记录、细胞内单元记录和电刺激等。

细胞外单元记录可以记录到神经元的动作电位,细胞内单元记录可以记录到神经元的膜电位,电刺激可以对神经元进行刺激并观察其响应。

电生理基础知识

电生理基础知识

病人需常规穿刺锁骨下静脉,股静脉,必要时穿动脉,常规放置心内电生理电极导管,最长的为高位右房(HR),HIS束,冠状窦CS,和右室心尖(RV)和射频导管熟称“大头”常规投照体位位左前斜位(LAO)右前斜位(RAO)前后位(AP)和后前位(PA)LAO 下两个瓣环的大概位置注意CS 电极的形状RAO下4个电极的位置正位AP注意一下脊柱的位置和电极弧度的变化上两图为RAO、下为LAO分别显示了环肺标测电极分别进入左上LSPV、右上RSPV、左下LIPV、右下RIPV肺静脉的情况心律失常的射频消融已经从原来的二维观察过度到现在的三维重建,目前三维的的操作界面有两种,一种为圣犹达的Ensite 3000系统分NavX和Array ,NavX 系统为接触式标测,Array 为非接触式标测,就是熟称的“球囊”再有一种就是强生的“CARTO"介绍一下Ensite 3000指导下的常见消融这是该系统的电极贴片Ensite系统采用的是贴片定位技术,分六块贴片,前后、左右、头颈后部,和左大腿内侧中间的是一个计时模块,一旦激活计时模块,系统便倒计时18小时。

这是ensite系统的组成,想有些同道在导管室已经见过了,但还是给大家看一下以房颤消融AF为例简要说明一下,第一步,导管进入心腔后由于AF需要穿房间隔,待穿刺后激活系统,系统可以显示导管在心腔内的位置,注意,图中一个长的是放在CS的冠状窦电极,一个是在心房4极电极这是用导管在建立左心房模型,导管到过的位置就可以被记录下来,这样可以用导管在心腔内勾画一个模型,而且是立体的,图中是建的左房,因为房颤要打左房和肺静脉也可以让患者先做一个心脏CT造影,然后将CT导入改系统,先用导管建模,建完后和CT的三维成像融合,下面就是这个过程这是用导管建的左房和左上和左下肺静脉的过程,图中是在进行左下肺静脉的修模,注意,下面那个是CS 电极做参考同体位下可任意转动体位,看见肺静脉和左房的交界口,做房颤消融肺静脉的定口非常重要,图中是个头位,注意看肺静脉和心房的交界处这是建完模后的左房这是网格图这是导管建模和CT融合后的左房,图中是因为正在做房颤消融后的房速的激动顺序标测,看起来眼花,实际看以从颜色看出哪里最早,图中有个大头的影子,注意看,做完了比这个要好看得多这个费用比较高,一台AF下来要5-6万RMB五六万算便宜了,我们这用CARTO,得八万多详细的EPS检查是射频消融手术成功的重要保证,尤其是对于刚刚开展射频消融术的心内科医生来说就更重要子,一步一步做,不去抢时间,只有这样才能保证心律失常诊断的准确性,并且最好至少放三根标测电极。

大术中电生理技术能力要求

大术中电生理技术能力要求

大术中电生理技术能力要求
电生理手术,特别是心脏电生理手术,是一种复杂且需要高度专业技术的手术。

以下是电生理手术对医生的技术和能力要求:
1. 专业知识:电生理手术涉及到心脏电生理学、心脏解剖学、心脏生理学等多个学科的知识。

医生需要具备扎实的心脏电生理学和解剖学基础,了解心脏的生理功能和电信号传导机制,才能准确地诊断和治疗心律失常。

2. 技能和经验:电生理手术需要医生具备丰富的手术经验和技能,包括导管操作技术、标测技术、消融技术等。

医生需要能够熟练地在X射线、超声心动图等辅助下进行手术操作,并能根据患者的具体情况制定个性化的治疗方案。

3. 判断和决策能力:在手术过程中,医生需要根据患者的实时心电图、心脏电信号等数据,快速准确地判断患者的病情,并做出正确的决策,以确保手术的安全和效果。

4. 团队合作能力:电生理手术通常需要一支由心血管外科医生、心血管内科医生、麻醉师、护士等组成的团队共同完成。

医生需要具备良好的团队合作能力,与团队成员密切协作,确保手术的顺利进行。

5. 持续学习与进修:电生理手术技术不断发展,新的技术和设备不断涌现。

医生需要保持持续学习和进修的态度,及时掌握最新的技术和知识,不断提高自己的专业水平。

总之,电生理手术对医生的技术和能力要求较高,医生需要具备扎实的专业知识、丰富的手术经验、判断和决策能力、团队合作能力以及持续学习的态度。

电生理基本知识

电生理基本知识

基本知识:心内电生理检查(Electrocardiogram Study of the Heart)是利用心导管技术,将多根导管经静脉和/或动脉插入,置入心腔内不同部位,在窦性心律、起搏心律、程序刺激和心动过速时,同步记录局部心脏电活动,经过测量分析了解电冲动起源的部位、传导途径、速度、顺序以及传导过程中出现的异常心电现象,以研究和探讨心脏电活动的生理和病理生理规律。

电极导管的放置:心内电生理检查时常规要放置冠状窦、高位右房、希斯束和右心室尖部(RVA)四根多极标测导管。

1、冠状窦(CS)电极:经左锁骨下静脉插入标测导管至右心房,寻找位于右心房后下部的冠状窦口,当电极导管到达冠状窦口时有搏动感,然后右手一边逆时针方向旋转导管尾部,左手一边进导管,通常可进入冠状窦。

①后前位(正位)X线透视下导管呈特征性“扫帚样”上下摆动。

②导管刺激无室性期前收缩。

③冠状窦位于左侧房室环,用于记录左心房心电图,可同时记录到振幅相近的心房电图(A波)和心室电图(V波),左房刺激时可用该导管。

④右前斜位(RAO)或左侧位透视导管指向后方。

⑤左前斜位(LAO)导管插到左心缘,头端指向左肩。

2、高位右房(HRA)电极:将标测导管经股静脉、下腔静脉进入右心房,放在上腔静脉与右心房的交界处并靠近右房外缘,正位下导管头端指向右侧,紧贴右房壁。

记录仪上此处A波最早(靠近窦房结),通常只有高大的A波而无V波,右房刺激常用该导管。

3、右心室(RV)电极:电极进入右心房后跨过三尖瓣置于右室心尖部或右室流出道,正位导管越过脊柱左缘,可记录到大V波,A波不明显,导管刺激可见室性期前收缩,多用于右心室刺激。

4、希斯束(HB)电极:电极进入右心室后回撤,使导管顶端位于三尖瓣口处,头端指向后上方,可同时记录到振幅大致相等的A波和V波,在A波和V波之间可见一H波(希斯束电位)。

5、低位右房(LRA)电极:电极顶端置于下腔静脉与右心房侧面交界处,既可记录到A波,也可记录到V波,右侧旁道时需放置该导管。

医学电生理的基本原理和技术

医学电生理的基本原理和技术
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数据分析:对实验数据进行分析,如信号处理、统计分析等
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实验结果:得出实验结论,如电生理现象的机制、电刺激的效果等
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实验改进:根据实验结果进行实验改进,如优化实验设计、改进实验操作等
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医学电生理的应用实例
心电图和心律失常诊断
心电图:记录心脏电活动的波形图,用于诊断心律失常
深部脑刺激(DBS):通过植入电极刺激大脑深部核团,治疗帕金森病等疾病
经颅磁刺激(TMS):通过磁场刺激大脑皮层,治疗抑郁症等疾病
脑机接口(BCI):通过采集大脑信号控制外部设备,实现人机交互
电刺激在疼痛治疗和康复医学中的应用
电刺激原理:通过电流刺激神经,缓解疼痛
电刺激方法:经皮电刺激、深部脑刺激等
生物电的传播:神经纤维上的动作电位传导
生物电的产生:细胞膜内外电位差的形成
生物电的测量和记录
生物电的产生:细胞膜内外电位差的形成
生物电的记录和分析:对生物电进行量化和分析,了解生理功能和病理变化
生物电的记录设备:心电图仪、脑电图仪等
生物电的测量方法:电生理学、心电图、脑电图等
生物电的干扰和抑制
生物电的产生和传播:介绍生物电的产生机制和传播途径。
干扰因素:列举可能干扰生物电的因素,如药物、疾病、环境等。
抑制方法:介绍各种抑制生物电的方法,如药物治疗、物理治疗等。
临床应用:举例说明生物电的干扰和抑制在临床医学中的应用。
医学电生理的技术和方法
电生理信号的采集和处理
电生理信号的采集:使用电极、导线等设备,获取生物体内的电活动信号
信号的显示和存储:将处理后的信号显示在屏幕上,并存储在计算机中
主要研究领域包括心电图、脑电图、肌电图等

电生理方法与技术

电生理方法与技术

单端放大器工作原理示意图
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差分放大器工作原理示意图
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交流放大器
直流放大器
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1.生物电放大器
生物电放大器都是用辨差放大器。这种放大器有二特点:①零点漂移小 ,此在直流放大器尤为重要。②能有效地抑制共模电压,放大器两个输入端 所共有的电压,称为共模电压。好的放大器必须有很强的共模干扰抑制能 力。
2.不同参数电针的刺激效应: 电针不仅具有良好的镇痛效果,也有显著的抗炎.抗休克作用,
还具有良性调节作用。电针的刺激效应与所应用的刺激参数有关。
(1)强度 (2)频率 (3)波形
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(二) 放大系统
通常来自记录电极的生物 信号很微弱,且混有大量的 干扰信号,必须经生物电放 大器放大去干扰后才能显示 。一般放大器只有一个有效 信号输入端,另一端参考电 平接地,即所谓单端放大器 ;辨差放大器(或称差分放 大器)有两个有效信号输入 端,对异相信号(如生物电 信号由一探查电极及一无关 电极引导记录,这两个电极 所获得的电位不同)进行放 大,而对同相信号(如作用 在两电极的交流电信号完全 相同)则放大很少。
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(1) 刺激方式
图 刺激脉冲参数图
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(2)刺激参数: 1) 刺激强度 2) 刺激波宽 3) 刺激频率(或周期) 两者的关系是:频率(f)=1/周期(T)
(3)电刺激波形:
大致有三种即正弦波、方波,不对称的尖波(如电针仪
输出的)。
较常用的是方波,波形简单。易于产生和严格控制,计
算刺激量也较容易,陡峭的前沿使刺激比较有效,但单向方
波宽太大(超过1ms)或用直流电刺激长时可引起损毁效应
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电生理基本技术一电刺激。

二生物放大器正确选择,植物性神经冲动幅度多为50-100μV。

不同组织,应采用不同的参数。

如 ECG:振幅0.1-2mV,灵敏度0.5-1mV,时间常数0.1-1.0s,高频滤波1KHz 植物性神经冲动:振幅50-150μV,灵敏度25-100μV,时间常数0.01-0.1s,高频滤波3-5KHz 中枢神经元单位放电振幅100-300μV, 灵敏度50-100μV,时间常数0.01-0.1s,高频滤波5-10KHz三玻璃微电极常用尖端0.5-5μm,向细胞内插入时,需小于0.5μm(细胞直径的1/10~1/100),且尖端的倾斜度应相当缓和,一般微电极可分为金属微电极和玻璃微电极两类。

金属微电极,现多用镀铂钨丝电极(platinum-plated tungsten electrode),在钨丝上镀铂,可极大改善电极的电学特性,噪声可大大降低,加之机械强度大,适合长期体外记录(paré D, Gaudreau H. Projection cells and interneurons of the lateral and basolateral amygdala: distinct firing patterns and differential relation to the thera and delta rhythms in conscious cats. J Neursci, 1996,16(10):3334-3350现要也常用镀银碳纤维电极。

玻璃微电极记录易受机械位移的影响,加之尖端的电解质会漏出或堵塞,不适合半小时以上的长时间记录,玻璃微电极可分单管和多管微电极。

毛坯管在国外多用Pyrex管,国内多用GG-17和95料玻管。

细胞外记录多采用外径1.5-2mm 玻璃,细胞内记录则采用外径1mm细玻管,内外径之比约为2:3或5:6,长6-8cm。

拉制前必须经过清洁处理。

清洁液:用等量的(250ml)王水(可反复应用)。

一般毛坯管捆成把放入清洁液中1-2h,取出自来水冲洗20-30min,再放入无水酒精中洗涤,再放入盛满蒸馏水烧杯中加热煮沸10min,倒去蒸馏水,再换新蒸馏水反复3次,再放入烤箱中烤干,备用,切不可用市售的洗涤剂,以防降低电极充灌液的表面张力而影响冲灌。

充灌液常用3mol/L KCl,为避免Cl-扩散,也可用2mol/L醋酸钾或柠檬酸钾充灌,也有人用0.5-1mol/L NaCl(低浓度)充灌可降低噪音。

细胞外记录时,最后再用3-4mol/L NaCl +2%旁胺天蓝溶液定位。

在膜片钳中还常加钙螯合剂,如EGTA。

阻抗与不同组织相关。

四电生理实验中噪声和干扰的形成和排除。

(一)来源。

1干扰信号与生物电生理信号的鉴别。

准确区分生物电信号与干扰的伪迹是电生理实验的先决条件。

2来源。

主要有三个方面其一。

物理性干扰。

1)静电和电磁的干扰实验室附近高压电,室内日光灯可产生50Hz的静电干扰,尤其是交流电,尤其是50Hz频率干扰最大(电子设备为50Hz)。

其特点是幅度大,波形规则。

2)噪声干扰电子元件本身产生杂乱无章电压和电流称噪声,一般与放大器内部元件的质量与性能有关。

其二。

接地不良。

1)地线电阻应小。

2)仪器故障。

产生漏电电流,在地线上形成电位差,产生干扰。

3)地线行走过程中打圈,形成线圈,易接受电场和磁场的干扰。

4)各仪器设备应采用一点接地的方式,若采用多点接地,形成大地回路,也会引起干扰。

5)地线过长与电源线形成交流环路。

6)误用市电三孔中性线作为大地线(中性线上有4-5A电流)。

其三。

生理性干扰。

1)大脑电活动时,眨眼、眼球运动均对脑电具有干扰作用。

2)实验中环境温度过低,动物寒战、抖动,引起肌电的发放而干扰记录,或因呼吸运动引起记录部位机械位移引起干扰信号。

3)心电干扰,频率与心电一致。

(二)排除。

1物理性干扰。

1)屏蔽法用于低频电和静电干扰,屏蔽线分布电容较大,线与线之间不可平行排列,更不可为了美观而将多线扎在一起,这会加大分布电容,易偶合高频干扰噪声。

2)远离法。

3)改变位置法。

依电流方向相反,产生反向磁场的原理,改变各个仪器的位置或放大器输入的方位,会使干扰磁场抵消,微电极放大器探头阻抗高,易引入干扰,实验前可反复调整其方向和位置。

4)微电极记录时尽量减少微电极本身的阻抗,减少输入阻抗及干扰信号在这个阻抗上形成干扰电压降,微电极到探头的连线<5cm。

5)用监听器监听噪声,以便及时排除。

2仪器质量,尽量改进。

3 接地不良。

地线应尽量短粗,不能与电源线平行或打圈,不要接在电源线的中性线上,地线单独埋设,埋置处应较潮湿,附近无大型变压电动机,并在坑内加些食盐。

4检查各仪器是否漏电。

5慢生物电变化时用乏极化电极,实验对象宜安静,勿受振动。

(三)刺激伪迹过大及防止。

1)尽量减少刺激脉冲的波宽和强度。

2)在动物体或标本上,尽量延长刺激部位的距离,在刺激电极和引导电极之间加一接地电极,此电极离引导电极愈近,刺激伪迹就越小采用变换刺激极性,结合叠加处理,可抵消伪迹。

注微电极中高浓度充灌液易蒸发,造成电极回路的开路,因此常在微电极插入Ag-AgCl丝或铂金丝后,在微电极尾部开口处涂上一层凡士林,防止水分蒸发。

动物麻醉和制动下,体温会下降,故应保温调节,加温维持肛温36-38℃.记录脊髓背角或腹角神经元将脊柱前后拉直以减小呼吸运动造成的位移。

记录脑神经元应在表面用温热石蜡制成一油槽,防止血管博动和呼吸运动的影响。

五细胞内微电极记录多用幼年离体标本,其原因1)幼年动物骨骼骨化不完全,结缔组织少,神经组织易于分离,标本耐缺氧能力强,有的标本可存活数小时至数天,但标本也可能发育不完全,如背根和脑干到脊髓的投射纤维要到三周动物才完全。

神经纤维髓鞘化不全,其药理作用与成年动物也不同。

从实验角度上讲,脊髓背腹根短,不利于电生理刺激记录。

小鼠一般应小于15g,制备标本才有可能成功,而这样小鼠背腹根神经节不利于电生理实验。

最适合的动物是金黄地鼠(hamster),介于大小鼠之间,制备标本活性很好,可能与其冬眠习性有关,而且其脊髓背腹根长达20-25mm,利于电生理记录。

动物选择仍依实验而定,同一标本,不同中枢结构对缺氧耐受力也不同。

金黄地鼠,若观察脊髓背角神经元活动,可用150-160g体重的鼠均可,但要研究腹角神经元,则体重不宜超过30g。

离体标本的灌流注,如ACSF。

其中缓冲液成分有两种,一是重碳酸盐(bicarbonate)温度低(4℃),配方有利于降低组织兴奋性。

二是磷酸盐缓冲液和HEPES缓冲液其优点是接近于人体环境。

各种缓冲液一般都先配母液,临用前一天,或临用前稀释脑片膜片钳实验方法脑片膜片钳实验方法文献综述一1966年,Yamamoto和McIlwain首次在脑片上记录了电生理活动(1966a, b),证实了脑组织在体外也能存活,并保持很好的活性状态。

此后,该方法在生理学研究中的应用越来越广泛,并为中枢神经系统生理和药理学领域突飞猛进的发展奠定了基础。

1989年,Blanton将脑片电生理记录与细胞的膜片钳记录结合起来,建立了脑片膜片钳记录技术,这为在细胞水平研究中枢神经系统离子通道或受体在神经环路中的生理和药理学作用及其机制提供了可能性。

在脑片电生理记录中,实验者可以按不同的实验目的直接准确地改变脑片灌流液的成份和条件,如温度、酸度和渗透压、通氧状态、以及离子通道或细胞信号转导通路的阻断剂等另外,实验者还能借助显微镜准确地放置记录电极和刺激电极,同时,可借助一些特殊的加药装置,将一定浓度的药物加到整个脑片或是脑片上的特定区域上,研究电信号沿神经环路的传递规律。

在电生理学实验结束后,活性较好的脑片还可用于生物化学或解剖学的分析。

这些优点使实验者能获得准确的神经生理学的研究结果,也是其应用较在位大脑广泛的原因所在。

海马脑片是中枢神经系统研究中应用最为广泛标本之一。

其原因有以下几点:1、海马与脑的其它部位相对隔离,较易剥离,且剥离后受到的损伤较小2、海马具有高度分化的片层结构,一方面,海马神经环路在片层中的分布有一定的空间规律,如锥体细胞胞体分布在锥体细胞层,而雪氏侧支突触分布于辐射层,且海马中存在一个三突触联系的回路,即穿通纤维-齿状回颗粒细胞层、苔状纤维-CA3区锥体细胞层、雪氏侧支-CA1区锥体细胞层等,因此,在海马中可以较准确地记录到特定神经元或突触的反应另一方面,这种板层结构有利于解释在某一部位记录到的细胞外场电位的意义。

这些都使海马成为电生理学研究的理想标本。

本文对海马脑片膜片钳的操作规程及注意事项总结如下。

一、海马脑片的制备脑片制备中,海马分离应在断头后10分钟内完成,5~6分钟为宜。

在分离海马时,还应注意不要扭转或撕扯海马,更不要损伤海马。

分离海马的速度和质量是保证海马脑片制备成功的关键所在。

评价脑片活性最简单的方法是记录脑片上的群峰。

在一个状态良好的脑片上记录到的群峰在一个很宽的刺激强度范围内始终是单峰的。

出现多个群峰往往提示抑制性突触功能已受损,这是脑片最早的病理生理学改变。

如果仅存在突触前纤维群峰(Fiber Volley, FV),或FV峰大于突触后反应,这提示脑片活性极差,有活性的突触已所剩无几,为激发突触反应需要更多的突触前纤维参与,需中止实验。

在活性较好的脑片中,FV峰几乎探测不到,或远远小于突触后反应。

有时会莫名其妙地出现一些问题,突触标本中突触后神经元看上去状态良好,但做了很多天甚至几周都没有得到有用的数据。

在这种情况下,须要耐心地思考失败的原因,并设法解决。

首先,应该检查溶液,用其它实验室制备的标本或更换实验动物。

对于脑片的制备而言,切片机出现的机械故障会损坏脑片的质量。

总之,在实验的全过程中能尽量注意每一个细节问题,出现问题后反复尝试,实验就会容易起来。

二、海马脑片的膜片钳记录1、将刺激电极放置在含突触前纤维脑片区域附近在突触传递的研究中,应该同时记录突触前和突触后神经元的电信号,虽然,并不是所有突触前神经元胞体的动作电位均可传导至突触 (Vincent, 1996)。

由于在突触前和突触后两个神经元上同时做膜片钳记录较困难,因此,需要用其它的方法来诱发突触前动作电位的发放。

用刺激电极可在单个或多个突触前细胞或轴突诱发动作电位。

另外,还可以用局部施加神经递质的方法来诱导动作电位,如用短促的压力、离子电泳或笼锁谷氨酸光解等方法将谷氨酸加到突触前胞体或轴突上,可以诱导出多个动作电位。

用电极刺激在神经元培养皿中,可以用连接了电源(通常是膜片钳放大器)的微电极直接刺激突触前神经元。

在这种情况下,通常需要用负压吸引使突触前的细胞贴紧刺激电极,防止刺激电流的逸出。

通过膜片钳放大器给脉冲刺激的优点是,它可以记录到突触前细胞被激活的胞外电信号(Role, 1987)。

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