神经干动作电位的引导及其传导速度的测定

神经干动作电位的引导及其传导速度的测定神经干动作电位的引导及其传导速度的测定实验内容实验内容1.实验目的与原理实验目的与原理2.实验材料实验材料3.实验方法实验方法4.注意事项注意事项细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结Experiment is father of science实验目的实验目的掌握：掌握：1.青蛙坐骨神经动作电位，并观察其基青蛙坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。本波形（包括双相和单相动作电位）。熟悉：熟悉：1.神经干动作电位传导速度测定的原理神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。和方法。掌握：掌握：1.青蛙坐骨神经青蛙坐骨神经-胫腓神经标本制备方法。胫腓神经标本制备方法。熟悉：熟悉：1.神经标本屏蔽盒的使用。神经标本屏蔽盒的使用。理论理论操作操作Experiment is father of science细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结实验原理实验原理动作电位的引导动作电位的引导动作电位的引导动作电位的引导传导速度的测定传导速度的测定传导速度的测定传导速度的测定 动作电位是神经细胞兴奋的客观标志，当神经纤维或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神经干受到有效刺激时,必然会产生可传导的动作电位，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。本实验采用维的动作电位。本实验采用离体细胞外记录法离体细胞外记录法，记录神，记录神经干兴奋时两个记录电极之间的电位变化。经干兴奋时两个记录电极之间的电位变化。Experiment is father of science 动作电位可沿神经纤维进行双向传导，其传导速度取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。的传导速度。神经干神经干双相动作电位双相动作电位与单根神经纤维的与单根神经纤维的动作电位动作电位是不一样的！是不一样的！两者既有联系，又有区别。两者既有联系，又有区别。细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结实验原理实验原理Experiment is father of science细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结 可兴奋组织（神经纤维）在受到刺激而兴奋时，细胞膜可兴奋组织（神经纤维）在受到刺激而兴奋时，细胞膜电位将发生一系列短暂的变化。由安静状态下的膜外正、电位将发生一系列短暂的变化。由安静状态下的膜外正、膜内负的静息状态变为兴奋状态下的膜外负、膜内正的去膜内负的静息状态变为兴奋状态下的膜外负、膜内正的去极化状态。因此，在膜外兴奋区相对于未兴奋区来说电位极化状态。因此，在膜外兴奋区相对于未兴奋区来说电位为负。两个区域电位差所产生的局部电流又引起邻近未兴为负。两个区域电位差所产生的局部电流又引起邻近未兴奋区的去极化，使兴奋沿细胞膜传向整个细胞，而原来的奋区的去极化，使兴奋沿细胞膜传向整个细胞，而原来的兴奋区的膜电位逐渐恢复到膜外正、膜内负的静息状态。兴奋区的膜电位逐渐恢复到膜外正、膜内负的静息状态。这种可传播的、短暂的膜电位变化称之为动作电位。这种可传播的、短暂的膜电位变化称之为动作电位。什么是动作电位？什么是动作电位？实验原理实验原理Experiment is father of science细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结什么是兴奋区域？与动作电位有何关系？什么是兴奋区域？与动作电位有何关系？动作电位的爆发与静息状态的恢复都需要时间，于是动动作电位的爆发与静息状态的恢复都需要时间，于是动作电位的传播过程中，在神经干上便存在一个跟随着传播作电位的传播过程中，在神经干上便存在一个跟随着传播的的兴奋区域兴奋区域。传播方向-+-+-+-+-+-+兴奋区域兴奋区域.abc实验原理实验原理Experiment is father of science细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结什么是双相动作电位？与兴奋区域有何关系？什么是双相动作电位？与兴奋区域有何关系？双相动作电位的波形是由兴奋区域通过两引导电极双相动作电位的波形是由兴奋区域通过两引导电极R R1-1-、R R1+1+时产生的电位差所导致的。在本实验中，时产生的电位差所导致的。在本实验中，R R1-1-与与R R1+1+没有电没有电位差时，波形处于基线水平，位差时，波形处于基线水平，R R1-1-电位低于电位低于R R1+1+电位时的波形电位时的波形称之为负相波（电流方向与兴奋传播方向相反），波形向称之为负相波（电流方向与兴奋传播方向相反），波形向上，相反称之为正相波，波形向下。波幅由上，相反称之为正相波，波形向下。波幅由R R1-1-、R R1+1+的最大的最大电位差决定。电位差决定。实验原理实验原理Experiment is father of science细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结 双相动作电位形成的示意图（引导电极间距小于兴奋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）区域长度时）电位坐标，越往上负值越大R1-R1+动作电位传到R1，R1电位低于R2，负向波产生冲动动作电位未传到，无波形动作电位继续传导，兴奋区域继续平移，R1R2电位差开始缩小，波形开始向下R1-R1+R1电位比R2低越多，负向波幅值越高R1-R1+当某一时刻R1R2电位相等，波形图回到基线处R1-R1+之后，R2电位继续下降，R1上升，出现正相波R1-R1+冲动过后，恢复静息实验材料实验材料Experiment is father of science实验动物实验动物试剂和药品试剂和药品装置和器材装置和器材青蛙青蛙任氏液任氏液 RM6240 RM6240生物信号采集与处生物信号采集与处理系统、神经标本屏蔽盒、理系统、神经标本屏蔽盒、蛙类手术器械、玻璃分针、蛙类手术器械、玻璃分针、培养皿等。培养皿等。细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结实验方法实验方法Experiment is father of science1.1.标本制备标本制备 按照教材按照教材P P2020介绍的方法制介绍的方法制备蟾蜍坐骨神经备蟾蜍坐骨神经-胫腓神经胫腓神经标本。神经干分离的长度约标本。神经干分离的长度约6 6、7cm7cm即可，神经两端用细即可，神经两端用细绳绑好。标本制备后，在任绳绑好。标本制备后，在任氏液中浸泡氏液中浸泡2020分钟。分钟。细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结实验方法实验方法Experiment is father of science2.2.安装实验装置安装实验装置 固定神经标本屏蔽盒内各电极间的距离，固定神经标本屏蔽盒内各电极间的距离，S S1 1、S S2 2距离距离0.5cm0.5cm，S S2 2、地线距离、地线距离1cm1cm，地线与，地线与R R1 1距离距离0.5cm0.5cm，R R1-1-、R R1+1+距离可以不固定。打开神经干动作电位实验平台，距离可以不固定。打开神经干动作电位实验平台，调节各调节各实验参数实验参数。安装标本于屏蔽盒内，以。安装标本于屏蔽盒内，以最适刺激最适刺激刺激神经干，刺激神经干，记录双相动作电位的波幅和波形。记录双相动作电位的波幅和波形。细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结实验方法实验方法Experiment is father of science3.3.进行实验进行实验 启动软件，选取相应的实启动软件，选取相应的实验项目，调节实验参数验项目，调节实验参数细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结实验方法实验方法Experiment is father of science4.4.观察项目观察项目神经干双相动作电位的传导：输出最适刺激，观察显示器有神经干双相动作电位的传导：输出最适刺激，观察显示器有双相动双相动作电位作电位出现，记录其出现，记录其幅度幅度、时程时程、潜伏时及波形。、潜伏时及波形。神经兴奋传导速度的测定：按开始刺激，则在一、二通道上分别出神经兴奋传导速度的测定：按开始刺激，则在一、二通道上分别出现一个动作电位，在显示方式菜单条下找出比较显示方式，则可第一现一个动作电位，在显示方式菜单条下找出比较显示方式，则可第一通道中显示出两个通道的图形。使用标本盒内的标尺测量刺激电极到通道中显示出两个通道的图形。使用标本盒内的标尺测量刺激电极到前一记录电极的距离前一记录电极的距离S S1 1、到后一记录电极、到后一记录电极S S2 2；分别测量出双电极记录；分别测量出双电极记录的动作电位的潜伏时的动作电位的潜伏时T T1 1、T T2 2然后代入公式然后代入公式V=(SV=(S2 2-S-S1 1)/(T)/(T2 2-T-T1 1)计算出神计算出神经干的兴奋传导速度。经干的兴奋传导速度。在第一对记录电极之间用小镊子夹伤神经干，可见双相动作电位的第二相消在第一对记录电极之间用小镊子夹伤神经干，可见双相动作电位的第二相消失，即失，即单相动作电位单相动作电位，记录其幅度、时程、潜伏时及波形，记录其幅度、时程、潜伏时及波形。细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结对对“双相动作电位幅度双相动作电位幅度”的实验结果用统计软件的实验结果用统计软件SPSS13.0SPSS13.0进行统计进行统计分析，分析，书写论文式实验报告书写论文式实验报告。实验方法实验方法Experiment is father of science5.5.记录数据表格记录数据表格细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结幅度（幅度（mVmV）时程（时程（msms）传导速度传导速度（m/sm/s）负相波负相波正相波正相波负相波负相波正相波正相波1 12 23 34 45 5注意事项注意事项标本标本制作制作在制备坐骨神经在制备坐骨神经-胫腓神经标本时，胫腓神经标本时，从中枢端开始分离，从中枢端开始分离，胫神经和腓神经都胫神经和腓神经都应尽可能保留；应尽可能保留；Experiment is father of science在标本制备过程在标本制备过程中，勿损伤或用力中，勿损伤或用力牵拉神经，术中应牵拉神经，术中应经常用任氏液湿润经常用任氏液湿润神经；神经；细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结注意事项注意事项实验实验过程过程位于两侧端的神经干或位于两侧端的神经干或棉线要尽量短，放置在电棉线要尽量短，放置在电极架的有机玻璃横梁上极架的有机玻璃横梁上,不不可与盒底接触，更不要缠可与盒底接触，更不要缠绕在电极上绕在电极上；Experiment is father of science为保持神经标本屏为保持神经标本屏蔽盒内的潮湿，放入蔽盒内的潮湿，放入湿润的滤纸条，切忌湿润的滤纸条，切忌向神经上直接滴加任向神经上直接滴加任氏液；氏液；每次从任氏液中取出神经每次从任氏液中取出神经标本后，均要用滤纸条吸去标本后，均要用滤纸条吸去标本上的任氏液后（但不能标本上的任氏液后（但不能太干），方可放入标本屏蔽太干），方可放入标本屏蔽盒内的电极上。盒内的电极上。细心观察、认真分析、科学总结细心观察、认真分析、科学总结刺激强度应由小逐级增大，刺激强度应由小逐级增大，不可过强；不可过强；在测量潜伏期时在测量潜伏期时,要要适当提高扫描速度适当提高扫描速度,以以提高测量精确度；提高测量精确度；保证屏蔽盒和神经标本接保证屏蔽盒和神经标本接地良好。地良好。