神经细胞的电现象是生理学研究的重点之一。本次实验我们将记录观察蛙坐骨神经干的复合动作电位,并学习神经干不应期和神经冲动传导速度的测定等常用电生理学实验方法。
Abstract:The neuroelectricity is one of the highlights of physiologic research. In this experiment we will record the compound active potential of the nerve stem, and then we will study some methods to assay the refractory period of the nerve stem and the conduction of nervous impulse.
关键词:复合动作电位,绝对不应期,相对不应期,神经传导Key Words:compound active potential, absolute refractory period, relative refractory period, nervous impulse
神经纤维的主要功能是传导兴奋,即传导动作电位,而神经冲动是指延神经纤维传导的兴奋或动作电位。神经细胞的电现象是生理学研究的重点之一,也是生理学学习的难点。本次实验的动物材料为青蛙,我组所取的为两只雄性蛙,体重均为70g,体型较小。进行实验前先用双毁髓法处死青蛙,剥制坐骨神经干标本,置于盛有任氏液的培养皿中备用。
神经干复合动作电位的记录与观察
神经纤维的兴奋表现为动作电位的产生和传导,神经干在收到有效刺激后可以产生动作电位。 神经的兴奋部位对于为兴奋部位来说呈负电位,两者之间存在电位差,因此可以用电极加以引导。如果在神经干的另一端安装电极,可以引导出双相的动作电位;而如果在两个引导电极间损伤神经,则引导出的动作电位为单相动作电位。神经细胞的动作电位是“全或无”的,而坐骨神经干由许多不同类型的神经纤维组成,所以引导出的神经干动作电位是复合动作电位。此复合动作电位的幅值在一定的刺激强度范围内随刺激强度变化而变化。将神经屏蔽盒、信号线和计算机连接好,取一根坐骨神经干标本小心搭在神经屏蔽盒内的刺激电极和引导电极上,确认神经与各电极接触良好,屏蔽盒盖接地。
1)神经干兴奋阈值的测定
刺激强度从0.1V开始,逐渐增大刺激强度,观察所记录的曲线变化情况,当刚刚出现动作电位时的刺激强度即为蛙坐骨神经干的兴奋阈值。注意在图像上区分刺激伪迹与真正的动作电位。
动作电位
刺激伪迹
刺激伪迹
由图2记录的曲线图像可见,当刺激强度达到0.250V时,曲线上开始可以观察到动作电位,但其幅度很小,故实验用的神经干标本的兴奋阈值约为0.25V。
2)双相动作电位
在刺激阈值的基础上继续加大刺激,观察动作电位的波形及幅度的变化。
图3:神经干双相动作电位引导
2.123mV
2.231mV
2.226mV
由图2及图3所记录的曲线可见,刺激强度从0.250V开始增大时,动作电位的幅度也随之增大;当刺激强度达到0.400-0.500V之间时,动作电位的增幅变小;当刺激强度大于0.500V时,动作电位的幅度几乎不再发生变化,而刺激伪迹则可以随刺激强度的变化而不断变化。每个双相动作电位的持续时间约为1.8ms,幅值最高维持在2.230mV左右。
3)单相动作电位
在两个引导电极之间用镊子损伤神经干标本,再加以一个高于兴奋阈值的刺激,观察动作电位波形的变化。
图4:神经干单相动作电位引导
由图4所记录的曲线可见,在两引导电极之间用镊子损伤神经干后,引导出的动作电位变为单相。与在同样大小的刺激强度下记录到的双相动作电位相比,单相动作电位缺少了一个下降支(只有上相而无下相),而其幅度也比双相动作电位要大(图4中两个图像是在不同的信号放大比例下记录的,实际上在同一比例下单相动作电位的幅值要高得多)。
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