神经干动作电位的引导和观察／动作电位传导速度的测定
神经干动作电位的引导及其传导速度的测定课件
根据实验结果，分析各因素对神经干动作电位引导及其传导速度的 影响程度和机制，探讨其生理意义和实际应用价值。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
神经干动作电位引导及其传导速度的 应用
神经干动作电位引导的应用
诊断神经疾病
神经干动作电位引导可以用于检测神经系统的异常，如神 经损伤、神经炎等，有助于诊断神经性疾病。
神经干动作电位引导的影响因素
刺激强度
刺激强度的大小直接影响神经干动作电位的产生和幅度。
刺激频率
刺激频率的高低影响神经干动作电位的发放频率和波形。
神经干状态
神经干的状态如兴奋性、传导性等对动作电位的引导有重要影响 。
神经干动作电位传导速度的影响因素
神经纤维直径
01
神经纤维的直径越大，传导速度越快。
神经干传导速度的精确测定
通过采用高精度的电生理技术，本研究成功地实现了对神经干传导速度的精确测定，为 神经科学研究提供了重要的实验依据。
神经干动作电位特征的深入理解
本研究对神经干动作电位的特征进行了深入探讨，揭示了其与神经元动作电位之间的差 异和联系，为神经科学理论的发展做出了贡献。
研究展望
01
神经干动作电位引导 技术的进一步优化
神经干动作电位引导
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
神经干动作电位概述
神经干动作电位是神经细胞膜电位变化的一种表现形式，是神经细胞兴奋 时所发生的电位变化。
它是由大量神经细胞膜电位同时发生变化而形成的电位变化，是神经细胞 兴奋传递的基础。
神经干动作电位具有“全或无”的特性，即动作电位的幅度不随刺激强度 的增加而增加，只与刺激强度是否达到阈值有关。
动作电位引导实验报告
一、实验目的1. 了解和掌握蛙坐骨神经干动作电位的引导方法。
2. 观察坐骨神经干动作电位的波形特征。
3. 学习并掌握动作电位传导速度的测定方法。
4. 了解神经兴奋传导的基本原理。
二、实验原理动作电位是神经细胞膜在受到刺激时产生的一种短暂而迅速的电位变化。
通过在神经干表面放置电极，可以记录到神经干动作电位的变化。
动作电位的传导速度可以通过测量神经干长度和兴奋传导时间来计算。
三、实验材料1. 实验对象：蛙或蟾蜍2. 实验器材：微机生物信号采集处理系统、蛙类坐骨神经腓肠肌标本制备手术器械和药品1套、神经标本屏蔽盒、滤纸片、棉球、10% KCl溶液。
3. 实验药品：任氏液，2%普鲁卡因。
四、实验步骤1. 制备神经标本：将蛙或蟾蜍处死，用剪刀剪开背部皮肤，暴露坐骨神经，用手术剪分离出坐骨神经。
2. 连接电极：将两个电极分别放置在坐骨神经的远端和近端，确保电极与神经良好接触。
3. 设置信号采集系统：将电极连接到微机生物信号采集处理系统，设置好采样参数。
4. 给予刺激：用10% KCl溶液滴在近端电极上，给予神经刺激。
5. 观察并记录：观察微机屏幕上的波形，记录动作电位的波形特征。
6. 测定传导速度：测量神经干长度和兴奋传导时间，计算动作电位传导速度。
五、实验结果1. 动作电位波形：观察到的动作电位波形呈双相，先出现一个正向波峰，然后出现一个负向波峰。
2. 传导速度：根据实验数据计算得出动作电位传导速度约为15.2 m/s。
六、实验讨论1. 动作电位的产生和传导是神经细胞功能的基础。
通过本实验，我们了解了动作电位的引导方法，并观察到了其波形特征。
2. 动作电位传导速度的测定有助于了解神经系统的功能状态。
在本实验中，我们成功测定了动作电位传导速度，为后续研究提供了基础数据。
3. 实验过程中，我们发现动作电位波形呈现双相，这可能与神经干中不同类型的神经纤维有关。
在神经干中，存在不同传导速度和兴奋阈值的神经纤维，它们产生的动作电位叠加在一起，形成了复合动作电位。
机能实验学 神经干动作电位的引导及其传导速度的测定
实验原理
细心观察、认真分析、科学总结
Experiment is father of science
双相动作电位形成的示意图（引导电极间距小于兴奋 区域长度时）
ห้องสมุดไป่ตู้冲动
电R位1RRR- 111坐--- 标，越往上负值越大
R1-
动动 R之 冲动 当1作作后动电作某电电，过位电一位位后R比位时2传未，R电继刻到2传恢位低续RR1到复继越1传R，，静2续多导电R无息下，，1位电波降负兴相位形，向奋等低R波区，1于幅上域波R值升继2形，越，续图负高出平回向现移到波正，基产相R线生1波R处2电位差RR开1R+1RR+1+始11++ 缩小，波形开始向下
神经干动作电位的引导及其传导速度的测定
实验内容
细心观察、认真分析、科学总结
Experiment is father of science
1. 实验目的与原理 2. 实验材料 3. 实验方法 4. 注意事项
实验目的
细心观察、认真分析、科学总结
Experiment is father of science
神经干双相动作电位与单根神经纤维的动作电位是不一样的！ 两者既有联系，又有区别。
动作电位的引导
动作电位是神经细胞兴奋的客观标志，当神经纤维或 神经干受到有效刺激时,必然会产生可传导的动作电位， 也称为神经冲动。由于神经干动作电位是许多单根神经 纤维动作电位的复合，所以它的特征不同于单根神经纤 维的动作电位。本实验采用离体细胞外记录法，记录神 经干兴奋时两个记录电极之间的电位变化。
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神经干动作电位的引导实验报告
3、观察到了普鲁卡因对神经干动作电位的抑制作用，进一步理解了神经兴奋传导的机制。
八、注意事项
1、制备神经干标本时，要小心操作，避免损伤神经纤维。
2、实验过程中要保持神经干的湿润，以维持其正常的生理功能。
3、刺激强度和刺激频率要适中，避免过度刺激导致神经损伤。
4、滴加药物时要注意量的控制，避免药物扩散影响实验结果。
通过本次实验，我们对神经干动作电位的产生、传导和特点有了更深入的理解，为进一步研究神经生理功能奠定了基础。同时，也让我们认识到在实验操作中要认真细致，严格控制实验条件，以获得准确可靠的实验结果。
4、药物对神经干动作电位的影响
滴加普鲁卡因溶液后，动作电位的幅度逐渐减小，传导速度逐渐减慢，最终动作电位消失。
六、实验讨论
1、神经干动作电位的特征
神经干动作电位为双相动作电位，这是由于神经干中的神经纤维在兴奋传导过程中，兴奋部位与未兴奋部位之间存在电位差，从而形成了双向传导的动作电位。
动作电位的幅度与刺激强度有关，当刺激强度达到阈值时，动作电位的幅度达到最大值，这是因为所有的神经纤维都被兴奋。
动作电位的产生是由于细胞膜对离子通透性的改变，导致膜电位的快速变化。在静息状态下，细胞膜对钾离子的通透性较高，对钠离子的通透性较低，因此膜内电位较膜外低，表现为静息电位。当受到刺激时，细胞膜对钠离子的通透性迅速增加，钠离子大量内流，导致膜电位迅速去极化，形成动作电位的上升支。随后，细胞膜对钠离子的通透性迅速降低，对钾离子的通透性增加，钾离子大量外流，导致膜电位迅速复极化，形成动作电位的下降支。
动作电位具有“全或无”的特性，即刺激强度未达到阈值时，不产生动作电位；刺激强度达到阈值后，动作电位的幅度不再随刺激强度的增加而增大。
4神经干动作电位的引导及神经兴奋传导速度的测定
4神经干动作电位的引导及神经兴奋传导速度的测定西安交通大学医学院教案, 引导蟾蜍坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。
, 学习和掌握神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。
, 学习和掌握蟾蜍坐骨神经-腓神经标本制备方法。
, 复习讲解神经干动作电位和神经纤维动作电位的区别、神经干动作电位形成的过程及神经干兴奋传导速度的测定原理等。
, 制备坐骨神经—腓神经标本。
, 引导单、双相动作电位及测定兴奋传导速度。
, 神经干双相动作电位的形成机制。
, 兴奋传导速度的测定原理。
【】1. 引导蟾蜍坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。
2. 学习和掌握神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。
3. 学习和掌握蟾蜍坐骨神经-腓神经标本制备方法。
【】动作电位是神经细胞兴奋的客观标志，当神经纤维或神经干受到有效刺激时，必然会产生可传导的动作电位，也称为神经冲动。
由于神经干动作电位是许多单根神经纤维动作电位的复合，所以它的特征不同于单根神经纤维的动作电位。
本实验采用离体细胞外记录法，记录神经干兴奋时两个记录电极之间的电位变化。
动作电位可沿神经纤维进行双向传导，其传导速度取决于纤维直径、内阻、有无髓鞘等因素。
通过测定动作电位传导的距离和时间，可算出动作电位在神经纤维上的传导速度。
【】1. 动物蛙或蟾蜍。
2. 试剂和药品任氏液3. 装置和器材计算机、蛙类手术器械、神经屏蔽盒、直尺、圆规、培养皿。
【】1. 神经干动作电位的引导1）制备坐骨神经-腓神经标本制备方法与制备坐骨神经-腓肠肌标本基本相同，只是当把坐骨神经游离至膝关节后，在腓肠肌一侧继续分离腓神经至足趾，用线结扎，并在结扎线远端剪断。
将制备好的坐骨神经-腓神经标本浸入盛有任氏液的培养皿内备用。
2）将神经标本置于神经屏蔽盒的电极上。
将神经的近中枢端置于刺激电极一侧，外周端置于记录电极侧。
3）进入BL-410生物信号采集、处理系统，单击菜单栏中实验项目，在肌肉、神经实验中选择神经干动作电位的引导。
实验生理科学：实验二 神经干动作电位的引导、阈强度及动作电位传导速度的测定
结论 ：简明扼要
例如： 1. 对神经干予以适度刺激，可引发双向动
作电位。 2. 本次实验所得神经干动作电位的阈刺激
为0.25V。 3. 神经干动作电位的传导速度为30m/s。
思考题
1. 如何区分刺激伪迹与动作电位？
2. 为何描记的动作电位是双相的？用细胞外记录法记录 神经干动作电位的原理？怎样可以描记出单相动作电 位？
注意：1、保证神经足够长度 2、注意不要损伤神经，保持神经湿润 3、尽量分离干净
二、实验装置连接
1、放置神经干：方向、水平、悬空 2、连接电极
三、实验观察与记录
1、双向动作电位的引导 2 、神经干阈强度测定 3、神经动作电位传导速度测定 4、相对不应期和绝对不应期测定
1、动作电位的引导
-实验项目 -肌肉神经实验 -神经干动作电位的引导
1
2
B
A
C
E
D
当电极2处的膜复极化时，电极2处的膜 电位逐渐恢复至电极1处电位水平，此 电位变化过程即双向动作电位波形的 DE段。
阈强度
在刺激时间不变的情况下，刚能引起兴奋的 刺激强度称为阈刺激或阈强度，简称阈值。
全或无：AP要么不产生要产生就是最大幅度 问题3：为何神经干动作电位动作幅度在一定范 围内随刺激强度的增大而增大 ？
双相动作电位 (Biphasic Action Potential)
（引导电极距离大于动作电位波长）
细胞外引导电极
检流计
兴奋区
双相动作电位( Biphasic Action Potential)
（引导电极距离小于动作电位波长）
检流计
细胞外引导电极
兴奋区
检流计
B
细胞外引导电极
实验一神经干动作电位的引导,兴奋传导速度及不应期的测定
神经干动作电位、传导速度及不应期的测定【目的和原理】神经纤维的兴奋表现为动作电位的产生和传导，神经纤维上传导的动作电位通常称为神经冲动。
在神经细胞外表面，已兴奋部位带“负电”，未兴奋部位带“正电”，用引导电极引导出此电位差，输入到示波器，则可记录到动作电位的波形。
本实验用细胞外记录法，可引导出坐骨神经的复合动作电位。
神经纤维兴奋的标志是产生一个可以传导的动作电位，它依局部电流或跳跃传导的方式沿神经纤维传导。
其传导速度取决于神经纤维的直径、内阻、有无髓鞘等因素，可用电生理学方法来记录和测量。
神经纤维在一次兴奋过程中，其兴奋性可发生周期性变化，包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。
本实验主要目的是学习电生理仪器的使用方法，掌握离体神经干动作电位的细胞外记录法及其基本波形的判断和测量。
掌握神经干动作电位传导速度及其不应期的测定方法，通过调整条件刺激和测试刺激之间的时间间隔，来测定坐骨神经干的绝对不应期。
【实验对象】蟾蜍或蛙。
【实验器材和药品】蛙类手术器械一套、电子刺激器、示波器（或计算机实时分析系统）、神经屏蔽盒、任氏液。
【实验步骤】1．制备坐骨神经——胫、腓神经标本操作方法详见3．8。
2．连接装置（见图8-1-1）。
3．准备仪器：（1）刺激器：调节刺激器各项参数：刺激方式连续刺激，频率16Hz，刺激强度0.5v，波宽0.1ms。
调节延迟使动作电位的图像位于示波器荧光屏的中央。
（2）示波器：灵敏度：1～2mv/cm，扫描速度：1～2ms/cm，引导电极输入到示波器的“AC”端，双边输入，刺激器的“同步输出”接示波器“外触发输入”，触发选择设置为“同步触发”。
4．观察项目：图8-1-1 神经干动作电位引导装置图（1）测量单、双相动作电位的潜伏期、时程和振幅，填入下表：（2）测算动作电位的传导速度：V=S/△t （米/秒）式中：S为R1到R3的神经干长度，以米为单位。
t为上、下线动作电位起点的时间差，以秒为单位。
神经干动作电位的引导和传导速度的测定
神经干
标本屏蔽盒
S1 S2
R1 R1’ R2 R2’
Medlab-U生物信号放大器、刺激器
神经干动作电位及其传导速度测定装置示意图
表6-2 蛙神经干动作电位的引导及其传导速度测定实验结果
项目
结果
阈刺激 最大刺激强度 1通道上下相幅值 1通道上相时程 AP潜伏期(t1、t2) AP间隔时间(t) AP传导速度 1通道单相AP幅值 1通道单相AP时程 绝对不应期
t1 t2
实验后处理
两引导电极相隔较远，上、下相动作电位完全分离
上相动作电位复极完成，下相除极同时开始
上相动作电位复极未完成，下相除极已开始
神经干动作电位的引导和传 导速度的测定
实验目的
1. 掌握蛙坐骨神经-胫腓神经标本的制备方法 2. 掌握引导神经干复合动作电位和测定其传导
速度、兴奋不应期的基本原理和方法
实验原理
兴奋和兴奋性(excitability) 动作电位(action potential) 阈刺激(threshold stimulus) 最大刺激强度
神经干动作电位及其传导速度测定装置示意图
t
Байду номын сангаас通道1
R1 R2
t1
通道2
R3 R4
t2
V=s/(t2-t1) =s/t
实验步骤
制备蛙坐骨神经-胫腓神经标本 连接实验装置 实验参数设置 启动刺激器，记录1、2通道动作电位 寻找阈刺激和最大刺激强度 夹伤1通道两电极之间的神经，记录1通道动作电 位变化, 将脉冲数改为2，逐渐缩短间隔，测量绝对不应期 将保存的数据打开,测量各指标及传导速度，打印
20~50 3000Hz DC
X轴压缩比 Y轴压缩比
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姓名：学号：
实验报告
说明：1、实验报告务必独完成，对抄袭者将按不及格处理；
2、实验报告的格式请按下面的各项要求来填写，不要改动；
3、正文字体统一用“仿宋-GB2312”、，小四号，单倍行距，小标题加黑；
4、下面的“替换这里”字体底纹在完成后去除；
5、实验报告按时上传，上传时文件名统一按照网上说明来命名；
实验名称：神经干动作电位的引导和观察／动作电位传导速度的测定
同组姓名：实验日期：
室温：气压：
成绩：教师：
一、实验结果
（一）神经干动作电位的引导和观察
（二）动作电位传导速度的测定
二、分析与讨论
分析：
（一）神经干动作电位的引导和观察
神经元以动作电位的形式传送神经冲动，给具有兴奋性的神经干以一定强度的刺激，会产生动作电位并传导。
细胞膜外兴奋部位的膜外电位负于静息部位，冲动通过后，膜外电位又恢复到静息水平。
因此兴奋部位与邻近部位之间会出现电位差，用引导电极引导出此电位差，则可记录到动作电位的波形。
本实验采用细胞外记录法引导出坐骨神经的复合动作电位。
1. 单相动作电位：两个引导电极之间的神经组织有损伤，兴奋波只通过第一个引导电极，不能传导至第二个引导电极，则只能记录到一个方向的电位偏转波形。
2. 双相动作电位：如果将两引导电极置于正常完整的神经干表面，当神经干一端兴奋之后，兴奋波先后通过两个引导电极，可记录到两个方向相反的电位偏转波形。
在实验中，两记录电极放置在神经干表面，记录已兴奋区域与未兴奋区域间的电位差。
由于动作电位传导到神经干两记录电极放置点的时间先后差异，将在两记录电极间引导出电位波动，出现类似于正弦波的电位变化，这就是神经干复合动作电位。
双相动作电位特点：①第一相峰值总高于第二相；②第二相持续时间总大于第一相；③每相的上升支与下降支都不对称。
神经干动作电位与单根神经纤维中的动作电位不同：对单一的神经纤维而言，其动作电位呈“全或无”现象；在神经干中，它是由许多传导速度、幅度不同的神经纤维组成，在一定的范围内，随着刺激强度的增大，兴奋的纤维数目逐渐增多，神经干动作电位幅度也逐渐增强。
（二）动作电位传导速度的测定
神经组织在接受一次刺激产生兴奋后，其兴奋性将会发生规律性的变化，依次经过绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期，然后回到正常水平。
坐骨神经干包括多种类型的神经纤维，记录到的动作电位是它们电位变化的总和。
动作电位在神经纤维上的传导有一定的速度，不同类型的神经纤维动作电位传导速度各不相同，其传导速度取决于神经纤维的直径、有无髓鞘等因素。
可
通过测定神经冲动在神经干上传导的距离(d)与通过这段距离所需的时间(t)，然后根据V=d/t即可求出神经冲动的传导速度。
本实验采用两个通道同时记录由两对引导电极记录下的动作电位来计算动作电位传导速度。
先分别测量从刺激伪迹到两个动作电位起始点的时间，设上线为t1，下线为t2，求出t2～t1的时间差值。
然后再测量标本屏蔽盒中两对引导电极起始电极之间的距离d，则神经冲动的传导速度V＝d/(t2～t1)。
通过实验，我们测得t1=2330.76ms，t2=2330.79ms，d=1cm，V＝333m/s。
思考与讨论：
1、为什么两对引导电极相距越远，测定的神经纤维兴奋传导速度就越准确？
答：动作电位有一定的时程，当两个电极间的距离没达到足够远时，上相动作电位复极未完成，下相除极已开始，会出现双相动作电位上下相幅值不等，上相幅值较大。
两电极间距离大，超过动作电位的波长，则记录到的是对称的双相动作电位波形。
其次，距离越大测量的误差就越小，可以减小系统误差。
2、蛙类坐骨神经干主要以Aα类纤维为主，传导速度(V)大约为35～40 m/s，而我们实测得的为333m/s，数值偏差比较大，对此思考其原因？
答：计算结果比理论值偏高，可能是实验中我们将神经干搭在引导电极上时，未将神经干拉成直线，神经干有点下垂或斜放，实际的d>1cm, 使数值偏大。
此外，实验仪器和信息处理系统的误差也是造成结果偏差的主要原因。
小结：
1、制备标本时，神经纤维应尽可能长一些，将附着于神经干上的结缔组织膜及血管清除干净，但不能损伤神经干。
2、神经干不能与标本盒壁相接触，也不要把神经干两端折迭放置在电极上，
以免影响动作电位的波形。
3、将神经干搭在引导电极上时，尽量将神经干拉成直线，且无下垂或斜向置放，这样会影响测量神经干长度的准确性，最终影响传导速度的准确性。
4、测定动作电位传导速度时，如果神经干长度足够，则尽量将两对引导电极的距离拉远一些，距离越远，测定的传导速度就越准确。
5、在实验中，电位的图像倒置，对此可通过视图→当前通道信号反相，以改变图像。
三、结论
神经干受刺激后，记录的动作电位波形呈双相。
神经干动作电位是复合动作电位，相的上升支与下降支都不对称。
本实验测得的神经干动作电位的传导速度为333m/s，较理论值偏大。
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.
Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, z u kommerziellen Zwecken verwendet werden.
Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.
толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.
以下无正文。