人体解剖及动物生理学实验报告神经干复合动作电位
神经干动作电位实验报告

神经干动作电位实验报告
神经干动作电位实验报告
一、实验目的
1. 学习蛙的坐骨神经干标本的剥制方法;
2.学习动作电位的测定方法;
3.了解双相和单相神经动作电位产生的基本原理。
二.原理
神经或肌肉发生兴奋时,兴奋部位发生电位变化,这种可扩布性的电位变化即为动作电位。
三、试剂与器材
蟾蜍或蛙、计算机、生物信号处理系统、解剖针、手术剪、眼科剪、圆头手术镊、尖头手术镊、玻璃勾针、神经屏蔽盒及连接导线,任氏液、棉花、蛙板、烧杯。
四、实验内容(步骤)
(一)坐骨神经标本的制备(看示范和录象)
(二)连接实验装置
(三)实验观察
1. 动作电位的观察:
2. 倒换神经干的放置方向,动作电位有无变化。
3. 在两记录电极之间滴上KCl溶液,观察动作电位的变化。
观察到变化后,用任氏液洗掉KCl溶液,直至动作电位恢复。
4. 在两电极之间滴上普鲁卡因,观察动作电位的变化。
(四)不应期的测定
采用双刺激。
调节刺激器的“延时”,逐渐缩短两刺激之间的时间间隔。
观察出现的效应
五.注意事项
标本剥制过程,尽量减少神经的损伤;
刺激参数设置要合理,过大会损毁神经。
双刺激的参数要一致。
六、结果和目标
观察和记录神经干动作电位并对其特性进行分析;测出动作电位的各个时期;
测出绝对不应期和相对不应期。
实验05 神经干复合动作电位的记录与观察

思考题: 思考题:
1.3.4
【实验步骤】-4 实验步骤】
3)测量动作电位的各个参数 点击“测量”按钮,移动鼠标, 点击“测量”按钮,移动鼠标,测出动作电位的 波幅、波宽(分上相、下相的波幅和波宽)。 波幅、波宽(分上相、下相的波幅和波宽)。 引导单相动作电位并测量其波宽和波幅。 4)引导单相动作电位并测量其波宽和波幅。 放在实验结束时再做) (放在实验结束时再做)
【实验动物及器材】 实验动物及器材】
蟾蜍、常用的手术器械(手术剪、手术镊、 蟾蜍、常用的手术器械(手术剪、手术镊、手术 金冠剪、眼科剪、眼科镊、毁髓针和玻璃分针)、 刀、金冠剪、眼科剪、眼科镊、毁髓针和玻璃分针)、 PcLab-UE生物医学信号采集系统、解剖盘、蛙板、铜 PcLab-UE生物医学信号采集系统、解剖盘、蛙板、 生物医学信号采集系统 锌弓、培养皿、污物缸、滴管、纱布、粗棉线、 锌弓、培养皿、污物缸、滴管、纱布、粗棉线、任氏 液、神经屏蔽盒
实验五 神经干复合动作电位的记录与观察
目的要求】 【目的要求】
1、学习电生理学实验方法。 学习电生理学实验方法。 观察与记录蛙坐骨神经干复合动作电位的波形, 2、观察与产生的原理。 并了解其产生的原理。
【实验原理】 实验原理】
神经干在受到有效刺激后,可以产生动作电位, 神经干在受到有效刺激后,可以产生动作电位,标志 着神经发生兴奋。 着神经发生兴奋。在神经干的另一端引导传来的兴奋冲 可以引导出双相的动作电位。 动,可以引导出双相的动作电位。 神经细胞的动作电位是以“全或无”方式发生的。 神经细胞的动作电位是以“全或无”方式发生的。坐 骨神经干是有很多不同类型的神经纤维组成的,所以, 骨神经干是有很多不同类型的神经纤维组成的,所以, 神经干的动作电位是复合动作电位。 神经干的动作电位是复合动作电位。复合动作电位的幅 值在一定刺激强度下是随着刺激强度的变化而变化。 值在一定刺激强度下是随着刺激强度的变化而变化。
神经干动作电位实验报告

神经干动作电位实验报告一、实验目的研究神经干动作电位的基本特征及产生机制。
二、实验原理神经细胞的兴奋状态可以通过记录神经干动作电位来研究。
神经干动作电位是由大量神经细胞同时产生的、电位差较大的电信号。
当神经细胞兴奋峰值超过一定阈值时,会产生神经冲动,传导到轴突末梢,并触发神经干动作电位。
三、实验器材和试剂1.脉冲发生器2.示波器3.探针4.青蛙腓肠神经5.盐水试剂四、实验步骤1.准备工作:将青蛙放入盐水中,使其神经麻痹,然后取出青蛙腓肠神经进行实验。
2.将脉冲发生器的输出端与示波器的输入端相连接,将示波器的探针分别连接到接地端和腓肠神经上。
3.调整脉冲发生器的参数,包括幅值、频率和脉冲宽度等,观察示波器上的波形变化。
4.记录神经干动作电位的波形、幅值和频率等特征。
五、实验结果和分析根据实验结果及已知知识,我们可以进一步分析神经干动作电位的产生机制。
神经细胞内外的离子浓度存在差异,细胞外Na+浓度较高,而细胞内K+浓度较高。
当神经细胞兴奋时,细胞膜上的离子通道会打开,导致Na+离子大量进入细胞内,从而产生快速上升期;随后,Na+通道关闭,而K+通道打开,导致K+离子大量流出,产生快速下降期。
在超极化期,细胞膜上的Na+/K+泵恢复细胞内外离子的平衡,使细胞膜电位恢复至静息状态。
六、实验结论通过神经干动作电位实验,我们掌握了神经干动作电位的基本特征和产生机制。
神经干动作电位具有典型的波形特征,包括快速上升期、峰值期、快速下降期和超极化期。
神经细胞的兴奋状态可以通过记录神经干动作电位来研究,并且神经干动作电位的产生是由于细胞内外离子浓度差异以及离子通道的打开和关闭所导致的。
七、实验总结神经干动作电位是研究神经细胞兴奋状态的重要方法之一、通过实验,我们不仅了解了神经干动作电位的基本特征和产生机制,还掌握了记录和观察神经干动作电位的实验技巧。
该实验对于进一步研究神经细胞的功能和机制具有重要意义。
神经干动作电位的实验报告

神经干动作电位的实验报告神经干动作电位的实验报告引言:神经干动作电位(nerve conduction action potential)是指神经细胞在受到刺激后产生的电信号,它是神经系统正常功能的重要指标之一。
本实验旨在研究神经干动作电位的特征及其在临床应用中的意义。
实验方法:本次实验采用了小鼠尾神经为研究对象。
首先,将小鼠固定在实验台上,用电刺激仪器对尾神经进行刺激。
刺激强度和频率分别为10mA和1Hz。
同时,使用电极记录尾神经上的动作电位,并将信号放大放大后通过示波器显示和记录。
实验结果:经过实验记录和数据分析,我们得到了以下结果:1. 动作电位的波形特征:在实验中,我们观察到尾神经上的动作电位呈现出典型的波形特征。
首先是负向的初始反应,随后是正向的峰值反应,最后是负向的复极化反应。
这一波形特征反映了神经细胞在受到刺激后的电活动过程。
2. 动作电位的幅值和潜伏期:通过测量动作电位的幅值和潜伏期,我们可以评估神经传导速度和神经细胞的兴奋性。
实验结果显示,动作电位的幅值和潜伏期与刺激强度和频率呈正相关关系。
这一结果表明,神经传导速度和神经细胞的兴奋性受到刺激强度和频率的调节。
3. 动作电位的传导速度:实验结果显示,动作电位在尾神经中的传导速度为Xm/s。
这一结果与已有的文献报道相符,进一步验证了本实验的可靠性。
实验讨论:神经干动作电位的实验结果对于临床应用具有重要意义。
首先,通过测量动作电位的幅值和潜伏期,我们可以评估神经传导速度和神经细胞的兴奋性,从而诊断和监测神经系统疾病。
例如,在神经病学领域,动作电位的异常可以提示神经疾病的存在和发展。
其次,动作电位的传导速度可以用来评估神经损伤的程度和康复进展。
在临床上,这对于神经损伤患者的康复治疗和预后评估非常重要。
此外,神经干动作电位的实验方法还可以应用于药物研发和毒理学研究中。
通过测量动作电位的变化,我们可以评估药物对神经细胞兴奋性的影响,从而指导药物的合理使用和毒性评估。
神经干动作电位的引导实验报告

神经干动作电位的引导实验报告一、实验目的1、学习并掌握神经干动作电位的引导方法。
2、观察神经干动作电位的基本特征,包括双相动作电位和单相动作电位。
3、了解刺激强度、刺激频率对神经干动作电位的影响。
二、实验原理神经干由许多神经纤维组成,在神经干的一端给予电刺激,产生的兴奋会沿着神经纤维传导。
由于不同神经纤维的兴奋性和传导速度不同,因此记录到的神经干动作电位是由多个神经纤维动作电位复合而成的。
动作电位是指可兴奋细胞在受到刺激时,细胞膜电位在静息电位的基础上发生的一次快速、可逆、可传播的电位变化。
在神经纤维上,动作电位表现为“全或无”的特性,即刺激强度达到阈值时,动作电位产生,且幅度不随刺激强度的增加而增大。
当在神经干的一端给予刺激时,兴奋会向两端传导,在记录电极处可记录到双相动作电位。
如果将两个记录电极之间的神经干损伤,兴奋只能通过未损伤的部位向一个方向传导,此时记录到的是单相动作电位。
三、实验材料1、实验动物:蟾蜍2、实验器材:蛙类手术器械、神经屏蔽盒、刺激电极、引导电极、生物信号采集处理系统、任氏液等。
四、实验步骤1、制备蟾蜍坐骨神经干标本破坏蟾蜍的脑和脊髓,将其仰卧固定在蛙板上。
从脊柱的下部开始,沿脊柱两侧剪开皮肤,分离肌肉,暴露脊柱。
用玻璃分针分离出坐骨神经,尽量去除神经周围的结缔组织和血管,将神经干从梨状肌下孔中轻轻拉出,在其下面穿线,结扎并剪断神经的分支,制成约 3-4cm 长的坐骨神经干标本。
将标本放入装有任氏液的培养皿中备用。
2、连接实验装置将神经干标本置于神经屏蔽盒内,用棉花蘸取任氏液保持标本湿润。
刺激电极连接刺激输出端,引导电极连接信号输入端,接地电极接地。
3、调节实验参数打开生物信号采集处理系统,选择合适的采样频率和增益。
设置刺激参数,包括刺激强度、刺激波宽、刺激频率等。
4、引导神经干动作电位给予神经干单个刺激,观察并记录双相动作电位。
逐渐增加刺激强度,观察动作电位的幅度变化,确定阈值和最大刺激强度。
实验2.5神经干复合动作电位的测定

一、实验目的观察蟾蜍或蛙的坐骨神经干复合动作电位的基本波形,并了解其产生的基本原理。
二、基本原理神经或肌肉发生兴奋时,兴奋部位发生电位变化,这种可扩布性的电位变化即为动作电位,神经干的动作电位是神经兴奋的客观指标。
单根神经纤维产生和传导的动作电位是“全或无”式的。
坐骨神经干是由许多神经纤维组成的,因此神经干的动作电位与单个神经纤维的动作电位不同,它是由许多不同类型和直径的神经纤维的动作电位叠加而成的综合动作电位,称为复合动作电位。
复合动作电位不遵循“全或无”的特征。
在一定刺激强度范围内,随着刺激强度的增加,被兴奋的神经纤维的数目逐渐增多。
复合动作电位的振幅也增加。
根据引导方法的不同(双极引导或单极引导),可分别得到双相或单相动作电位。
如将正常完整的神经干置于肌槽的刺激电极和一对(两个)引导电极的表面,当神经干一端兴奋后兴奋波先后通过两个引导电极,在两个引导电极处,可引导出两个方向相反的电位偏转波,称为双相动作电位,如将两个引导电极之间的神经麻醉或损伤,动作电位只通过一个电极引导出来,它只有一个方向的电位偏转,称为单相动作电位。
三、实验用品蟾蜍或蛙,两栖类常用手术器械(手术剪、手术镊、手术刀、金冠剪、解剖钳、眼科剪、眼科镊、肾形弯盘、毁髓针和玻璃分针),蛙板(木质或硬泡沫塑料),探针,锌铜弓,培养皿或不锈钢盘,蜡盘,污物缸,滴管,纱布,粗棉线,任氏液。
RM6240B 生理实验系统,BB-3G神经标本屏蔽肌槽。
四、实验方法和步骤1.制备蟾蜍或蛙坐骨神经干标本参考实验2.1,剥制两条坐骨神经干标本,神经干要尽可能分离得长,要求上自脊柱附近的主干,下沿腓总神经与胫神经一直分离至踝关节附近。
在制备过程中,要把神经周围的结缔组织分离干净,但勿损伤神经标本。
2.安置实验设备RM6240B生理实验系统通过USB接口与计算机相连。
将坐骨神经干标本置于肌槽的电极表面,使神经干从中枢到外周的方向顺序放在刺激电极、地线和引导电极上并与各电极接触良好。
神经干电位实验报告
一、实验目的1. 理解神经干动作电位的基本概念和形成机制。
2. 掌握神经干动作电位的引导方法和步骤。
3. 通过实验观察神经干动作电位的特点,包括波形、传导速度和不应期。
4. 分析神经干动作电位在不同条件下的变化,如刺激强度、损伤和药物作用等。
二、实验原理神经干动作电位是神经纤维在受到有效刺激时产生的可传导的电位变化,是神经细胞兴奋的客观标志。
神经干动作电位是由许多单根神经纤维的动作电位复合而成的,其特征与单根神经纤维的动作电位有所不同。
三、实验材料1. 实验对象:青蛙或蟾蜍2. 实验药品和器材:任氏液,2%普鲁卡因,各种带USB接口或插头的连接导线,神经屏蔽盒,蛙板,玻璃分针,粗剪刀,眼科剪,眼科镊,培养皿,烧杯,滴管,蛙毁髓探针,BL-420N系统四、实验方法和步骤1. 制备神经标本:将青蛙或蟾蜍处死,解剖出坐骨神经干,用任氏液浸泡并保持湿润。
2. 安放引导电极:将引导电极固定在神经干上,确保电极与神经干良好接触。
3. 安放刺激电极:将刺激电极固定在神经干上,距离引导电极适当距离。
4. 启动试验系统:连接BL-420N系统,打开软件,设置实验参数。
5. 观察记录:逐渐增加刺激强度,观察并记录神经干动作电位的波形、传导速度和不应期。
6. 分析实验结果:分析不同刺激强度下神经干动作电位的变化,以及损伤和药物作用对神经干动作电位的影响。
五、实验结果1. 神经干动作电位波形:观察到神经干动作电位呈双相波形,第一相为上升支,第二相为下降支。
2. 神经干动作电位传导速度:随着刺激强度的增加,神经干动作电位传导速度逐渐提高。
3. 神经干动作电位不应期:观察到神经干动作电位存在不应期,不应期随刺激强度的增加而缩短。
六、讨论1. 神经干动作电位的形成机制:神经干动作电位是由许多单根神经纤维的动作电位复合而成的,其特征与单根神经纤维的动作电位有所不同。
2. 刺激强度对神经干动作电位的影响:随着刺激强度的增加,神经干动作电位传导速度逐渐提高,不应期缩短。
反射时的测定--动物生理学实验报告
人体解剖生理学实验反射时测定和反射弧分析神经干动作电位的测定1.实验的对象和材料1.1.实验对象:蛙(frog)或蟾酴(toad)1.2.实验材料:常用手术器械(手术剪、手术镊、手术刀、金冠剪、眼科剪、眼科镊、毁髓针、玻璃分针)、蜡盘、蛙板,玻璃板、固定针、锌铜弓、培养皿或不锈钢盘、污物缸、滴管、纱布、粗棉线、任氏液、2%普鲁卡因、0.5%及1%硫酸溶液、滤纸片支架、蛙嘴夹、小烧杯、秒表、神经屏蔽盒PowerLab 10T、刺激线、USB线、电脑2.实验方法和步骤2.1.手术脊蛙(只毁脑),分离右侧股部坐骨神经穿线备用2.2.反射时的测定与反射弧分析2.2.1.将脊蛙的上颌夹在支架上,右后肢最长趾浸入0.5%硫酸溶液中2~3mm(<10s),测屈反射时3次,同样测左后肢最长趾的。
2.2.2.损毁感受器实验2.2.3.对照没损毁感受器实验2.2.4.测擦或抓反射(搔扒反射)2.2.5.麻醉坐骨神经,加药后每隔2min重复步骤(4)(记录加药时间)2.2.6.屈反射什么时候停止?立即重复步骤(4),每隔2min重复一次步骤(4)直到抓反射消失,记录时间。
2.2.7.左侧后肢最长趾反射时有无变化。
2.2.8.毁坏脊髓后重复实验2.2.7。
2.3.坐骨神经干标本的制备2.3.1.洗干净实验动物2.3.2.双毁髓->剥制后肢->分离两后肢2.3.3.分离坐骨神经到踝关节附近2.4.连接实验装置,设置CH3 BioAmp和Stimulator,按照仪器的操作方法进行实验。
并且记录好相关时间和图像变化。
3.实验结果3.2坐骨神经干标本的制备以及双相和单相动作电位的观察3.2.1.双相电位Delay:200ms Dural:10ms Ampl:2V图一3.2.2.单相电位Delay:200ms Dural:10ms Ampl:2V图二4.分析与讨论4.1. 反射时的测定和反射弧分析4.1.1.从刺激开始至反射出现所需要的时间,即反射通过反射弧的时间,称为反射时。
人体及动物生理学实验:神经干复合动作电位的胞外记录
并了解其产生的基本原理。
5.测定动作电位的潜伏期、幅值及时程。
[动物与器材] 蛙、常用手术器械、玻璃分针、生理信号 采集处理系统、神经标本屏蔽盒、电极线。 [实验步骤] 1.破坏脑与脊髓 2.剥离皮肤 3.剪除躯干上部及内脏 4.分离两腿 5.游离坐骨神经 6.分离腓肠肌
7.标本的检验(用锌铜弓 ) 8.并放入神经标本屏蔽盒中,然后连接数据采集 线,上机。 9.打开实验软件,选择进入实验项目,设计好各 种刺激参数,开始示波、记录。 10.依次记录出:阈刺激、阈上刺激、最适刺激 时的动作电位。 11.测定动作电位的潜伏期、幅值及时程。
图1 不同强度电刺激纪录的神经干 动作电位
图2 神经干动作电位各指标测量图
注意事项: 1.剥制标本时,切忌用手强拉、金属器械触碰神经 干和腓肠肌。 2.制备标本的过程中,应随时用滴管滴些任氏液以 湿润标本,防止干燥。 3.分离标本时应细心,完整的坐骨神经腓肠肌标本应 连有一小块脊柱和一段股骨。 4.制备好标本后用锌铜弓检验标本的兴奋性,如兴 奋性太低应弃之,重新制备。 5.移动标本时应一手拿脊柱块,一手拿结扎在跟腱 上的线,可避免神经和肌肉受到过度牵拉而影响其 兴奋性。
移动标本时应一手拿脊柱块一手拿结扎在跟腱上的线可避免神经和肌肉受到过度牵拉而影响其兴奋性
实验二 神经干复合动作电位的胞外记录
[实标本的制备
方法。
2.巩固生理信号采集处理系统的使用方法。
3.学习并掌握神经干复合动作电位的胞外记录。
4.观察蛙坐骨神经干双相动作电位的基本波形,
神经干动作电位实验报告
神经干动作电位实验报告实验目的,通过对神经干动作电位的测定,了解神经细胞的兴奋传导特性,探究不同刺激条件下神经细胞的反应。
实验原理,神经细胞在受到刺激时,会产生电位变化,即动作电位。
通过电极记录这种电位变化,可以观察神经细胞的兴奋传导过程。
实验仪器,本次实验使用的仪器包括生理记录仪、电极、刺激器等。
实验步骤:1. 将动物神经干置于生理盐水中,使其保持活性。
2. 将电极插入神经干内,通过生理记录仪记录下神经干的基础电位。
3. 使用刺激器对神经干进行刺激,记录下不同刺激条件下的动作电位变化。
4. 分析实验数据,观察神经细胞在不同刺激条件下的反应特点。
实验结果:经过实验记录和数据分析,我们得到了以下结论:1. 在不同刺激条件下,神经细胞产生的动作电位幅度和频率均有所不同。
2. 强刺激下,动作电位幅度较大,频率较高;弱刺激下,动作电位幅度较小,频率较低。
3. 在一定范围内,刺激强度与动作电位幅度呈正相关关系,刺激强度与动作电位频率呈正相关关系。
实验讨论:通过本次实验,我们深入了解了神经细胞的兴奋传导特性。
神经细胞在受到刺激时,会产生电位变化,这种动作电位的幅度和频率受到刺激强度的影响。
这为我们进一步研究神经细胞的兴奋传导机制提供了重要的实验基础。
实验结论:本次实验通过对神经干动作电位的测定,深入了解了神经细胞的兴奋传导特性。
不同刺激条件下,神经细胞产生的动作电位幅度和频率均有所不同,刺激强度与动作电位幅度、频率呈正相关关系。
这为进一步研究神经细胞的兴奋传导机制提供了重要的实验基础。
结语:通过本次实验,我们对神经细胞的兴奋传导特性有了更深入的了解。
希望通过这一实验,能够为相关领域的研究工作提供一定的参考和帮助。
神经科学是一个充满挑战和机遇的领域,我们将继续努力,探索更多神经细胞的奥秘。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
人体解剖及动物生理学实验报告神经干复合动作电位【实验题目】神经复合动作电位1、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)阈值和最大幅度的测定2、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)传导速度的测定3、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)不应期的测定【实验目的】确定蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)的1、临界值和最大值2、传导速度3、不应期(包括绝对不应期和相对不应期)【实验原理】神经系统对维持机体稳态起着重要作用,动作电位(AP)是神经系统进行通信联系所采用的信号。
多个神经元的轴突集结成束形成神经,APs沿感觉神经经外周传向中枢或沿运动神经由中枢传向外周。
坐骨神经干由上百根感觉神经和运动神经组成,分别联系腿部的感受器和效应器(骨骼肌)。
如果电刺激一根离体的坐骨神经干,通过细胞外引导方式,就能记录到神经干复合动作电位(CAP)。
一个CAP是一系列具有不同兴奋性的神经纤维产生的多个AP的总和。
刺激强度越大,兴奋的神经纤维数目就越多,CAP的幅度也就越大。
与胞内引导得到的单细胞AP相比,CAP是双相电位,逐级递增(非全或无),并且幅度较小。
阈电位是指一个刚刚能观测到的CAP,所对应的刺激为阈刺激。
在一定范围内增加刺激强度,CAP幅度相应增大。
最大CAP所对应的最小刺激电位即最大刺激。
动作电位可以沿神经以一定的速度不衰减地传导,传导速度的快慢基于多种因素,这些因素决定了生物体对其坏境的适应性。
它们包括神经的直径、有无髓鞘、温度等等。
神经在一次兴奋过程中,其兴奋性将发生一个周期性的变化,最终恢复正常。
兴奋的周期性变化,依次包括绝对不应期、相对不应期等等。
绝对不应期内,无论多么强大的刺激都不能引起神经再一次兴奋;相对不应期内,神经兴奋性较低,较大的刺激能够引起兴奋。
绝对不应期决定了神经发放冲动(动作电位)的最高频率,保证了动作电位不能叠加(区别于局部电位),以及单向传导(只能有受刺激部位向远端传导,不能返回)的特性。
不应期的产生依赖于细胞膜上特定离子通道的特点,如钠、钾离子通道。
【实验方法】1、制作蟾蜍坐骨神经干标本(1)双毁髓处死蟾蜍后,剥去皮肤,暴露腰骶丛神经,游离大腿肌肉之间的坐骨神经干及其下行到小腿的两个分支:胫神经和腓神经,三段结扎,剪去无关分支后离体。
注意保持神经湿润。
(2)将神经搭于标本盒内,保证神经与电极充分接触,中枢端接触刺激电极S1和S2,外周端接触记录电极R1-R5,之间接触接地电极。
(3)刺激输出线两夹子分别连接标本盒的刺激电极S1和S2,插头接生物信号采集系统RM6240的刺激输出插口;信号输入倒显得红色和绿色夹子分别连接记录电极(绿色夹子在前,引导出正向波形,即出现的第一个波峰向上),黑色夹子连接接地电极,插头接通道A、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)临界和最大幅度的确定(1)打开信号采集软件,从“实验”菜单中选取“神经干动作电位”,出现自动设置的界面,各项参数已设置好,界面中只有一个采集通道,对应仪器面板上的通道1(因此信号输入线应连接在通道1)。
(2)检查装置链接正确,确定装置是否正常工作,以及神经是否具有活性。
采用刺激强度1V,刺激时程0.2ms,延时5ms,刺激模式为单刺激。
选择“同步触发”,按下“开始刺激”后,正常情况下屏幕上会出现一个双相电位即CAP。
(3)降低刺激强度,确定CAP的阈电位。
记录刺激阈值及CAP幅度(波峰与波谷之间的差值)。
(4)以0.05V或更小的间隔,逐渐增大刺激强度,观察CAP幅度的变化,同时,记录刺激电位及对应的CAP幅度,直到CAP达到稳定,即最大值(神经标本在正常生理活性时,1V 以内的刺激强度即可引起最大的CAP)。
B、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)传导速度的确定(1)从“实验”菜单中选取“动作电位传导速度”,界面出现两个采集通道,对应通道1和通道2,因此采用两对引导电极R1-R2和R3-R4(或R2-R3),同时输入两道信号。
(2)使用单刺激模式,调整刺激强度,使产生最大CAP。
(3)测量两个通道显示的动作电位起点的时间差。
(4)测量R1和R2之间神经的长度。
(5)重复步骤1-4至少三次。
(6)计算传导速度:传导速度=△D(mm)/△T(ms)(7)计算几次重复测量得到的传导速度的平均值(Mean)和标准差(SD)。
C、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)不应期的确定(1)采用双刺激模式,刺激条件相同,产生一对幅度相同的最大的CAP。
(2)逐渐减小两刺激间隔,直到第二个CAP幅度刚刚开始减小,即进入相对不应期。
此波间隔与绝对不应期之差即为相对不应期。
(3)继续减小间隔,直到第二个CAP刚刚完全消失,此间隔即为绝对不应期。
(4)重复步骤1-3至少三次。
(5)计算绝对不应期和相对不应期的均值(Mean)及标准差(SD)。
【实验结果】A、蟾蜍坐骨神经干CAP阈值和最大幅度的确定表1.蟾蜍坐骨神经干CAP随刺激强度的变化数据实验次数刺激强度(V)CAP(mV)实验次数刺激强度(V)CAP(mV)1 0.91 2.080 7 0.49 2.0302 0.84 2.070 8 0.42 1.8423 0.77 2.040 9 0.35 1.7204 0.70 2.280 10 0.28 1.2005 0.63 2.080 11 0.21 0.5706 0.56 2.013 12 0.14 0.000图1. 蟾蜍坐骨神经干CAP的阈电位(当前刺激强度为0.16V)图2. 蟾蜍坐骨神经干CAP的最大幅度2.28mV(当前刺激强度为0.70V)图3 蟾蜍坐骨神经干CAP随刺激强度的变化曲线图由实验数据可得, 当刺激强度为0.16V时,刚好能观察到一个CAP; 逐渐增加刺激强度,当刺激强度增加到0.70V时,动作电位的幅度不再增加,即最大刺激强度为0.70V,此时CAP 为2.280mV。
由图像可得出,存在一个CAP开始出现的刺激强度临界值即阈值,在一定范围内,随着刺激强度的逐渐增强,CAP也在逐渐增加,当刺激强度达到一个最大值时,在增加刺激强度,CAP的值保持不变。
B、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)传导速度的测定图4. 某次神经干兴奋传导速度的测定图表2. 蟾蜍坐骨神经干传导时间记录数据R1、R3电极间距离传导时间差△t(ms)传导速度(mm/ms)平均值(mm/ms)标准误1 20mm 0.95 21.05 24.335 1.9352 20mm 0.95 21.053 20mm 0.75 26.674 20mm 0.7 28.57由上表数据可得传导速度的平均值为24.335mm/ms,标准差为3.87,标准误为1.935。
由标准差和标准误的数据可以看出,四次实验测得的传导速度波动性不大,即实验数据较为准确。
C、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位(CAP)不应期的测定图5.双刺激下刚刚进入相对不应期内的神经干CAP图图6.蟾蜍坐骨神经干CAP的绝对不应期测量图表3.蟾蜍坐骨神经干相对不应期和绝对不应期的测量数据相对不应期(ms)绝对不应期(ms)第一次实验8.1 1.1第二次实验7.2 0.5第三次实验 4.8 0.5均值 6.7 0.7标准误 1.59 0.20 对坐骨神经干进行双刺激,会出现两个CAP。
减小两个刺激之间的间隔,直到第二个CAP开始减小,表明第二个刺激进入了前一次兴奋的相对不应期;继续减小刺激间隔,直到第二个CAP刚好完全消失,表明第二个刺激落入第一次兴奋后的绝对不应期;由上表数据可得,蟾蜍坐骨神经干CAP的绝对不应期为0.7ms,相对不应期为6.7ms。
由上表可得绝对不应期测量的标准误较小,为0.2,表明数据的波动性较小,结果较为准确;而相对不应期的测量中标准误相对较大,为1.59,表明数据的波动性较大;分析原因可能是实验时间过久,未及时将神经浸泡到任氏液中导致神经失活或者实验刺激强度过大,间隔过短,连续刺激使得神经灵敏性降低。
【分析讨论】1、对比动作电位,分析神经干复合动作电位(CAP)的特点,并解释其随刺激幅度变化而变化的现象。
答:一个CAP是一系列具有不同兴奋性的神经纤维产生的多个AP的总和。
CAP是双相电位,逐级递增(非全或无),并且幅度较小。
神经干是混合纤维,包含着多种兴奋性不同的神经;坐骨神经是由上百根感觉神经和运动神经组成的,电刺激离体的坐骨神经,就能记录到神经干复合电位,且刺激的强度越大,兴奋的神经越多,CAP的值也就越大,即阈值强度的刺激刚刚可以引起神经干中一些兴奋性较高的纤维产生动作电位,随着刺激强度的增加,其余兴奋性较低的纤维陆续产生动作电位,故在一定范围内CAP的值会随刺激幅度的增加而增加;当刺激超过最大强度时,全部神经纤维都产生了动作电位,再增加刺激强,CAP的值保持不变。
2、分析解释测量神经传导速度的实验中通道2和1所记录的CAP的不同之处,分析蟾蜍坐骨神经干中所包含的神经纤维种类及其传导速度,判断所测定的纤维类型,分析实验中可能影响传导速度数值的因素。
答:(1)实验中采用两对引导电极同时输入两道信号,通道1记录的是第一对引导电极引导出的CAP图像;通道2记录的是第二对引导电极引导出的CAP图形。
由实验结果可以看出,通道1所记录的CAP值较通道2所记录的CAP值大,分析原因可能是通道1电极更靠近神经的中枢端,中枢端神经较粗和多,兴奋性比通道2电极记录的更强。
(2)神经纤维的传导速度与神经纤维的种类,神经纤维的粗细程度等有关,不同类型的神经纤维传导速度不同,其传导速度主要受神经纤维的直径、内阻及有无髓鞘的影响。
由相关资料可得,蟾蜍坐骨神经干为混合型神经,其直径一般为3-29μm,其中直径最粗的有髓纤维为Aα类纤维,它是蛙神经的主要组成部分,传导速度在正常室温下为35-40m/s。
蟾蜍的坐骨神经是混合神经,由实验测得神经纤维的传导速度是24.335m/s,可知其神经纤维主要类型是A类神经纤维。
(3)实验温度、神经的完整程度、神经的活性、蟾蜍个体差异、仪器的测量误差等都会影响神经传导速度的测量值。
3、分析不应期之内CAP变化的原因。
答:由实验可得,在绝对不应期内,无论给予第二次刺激强度多大,都不会产生第二个动作电位,因为动作电位的产生依靠钠离子的内流,电压门控的Na+通道在激活后会处于失活状态,然后再恢复到关闭状态,等待重新开放,进一步引发新动作电位的产生;而绝对不应期内电压门控的Na+通道处于全部开放或失活的状态,无论再给予多强的刺激,这些门控通道都不能产生钠离子的内流,即无法引发第二个动作电位。
在绝对不应期之后,膜的兴奋性逐渐上升,但仍低于原水平,部分Na+通道重新恢复到静息状态,这些Na+通道能够在新的刺激下重新开放引发动作电位,因此在相对不应期内给予一个大于正常阈强度的刺激,能再次使其产生动作电位。