| [实验目的] 通过电刺激兔大脑皮层不同区域,观察相关肌肉收缩的活动,了解皮层运动区与肌肉运动的定位关系及其特点。 观察去大脑僵直现象,证明中枢神经系统有关部位对肌紧张有调控作用。 [实验原理] 大脑皮层运动区是躯体运动的高级中枢。皮层运动区对肌肉运动的支配呈有序的排列状态,且随动物的进化逐渐精细,鼠和兔的大脑皮层运动区机能定位己具有一定的雏形。电刺激大脑皮层运动区的不同部位,能引起特定的肌肉或肌群的收缩运动。 中枢神经系统对肌紧张具有易化和抑制作用。机体通过二者的相互作用保持骨骼肌适当的紧张度,以维持机体的正常姿势。这两种作用的协调需要中枢神经系统保持完整性。如果在动物的中脑前(上)、后(下)丘之间切断脑干,由于切断了大脑皮层运动区和纹状体等部位与网状结构的功能联系,造成抑制区的活动减弱而易化区的活动相对地加强,动物出现四肢伸直,头尾昂起,脊背挺直等伸肌紧张亢进的特殊姿势,称为去大脑僵直。 [实验对象] 兔。 [实验药品与器材] 20%氨基甲酸乙酯、生理盐水、液体石蜡、电子刺激器、刺激电极、哺乳类动物手术器械、颅骨钻、咬骨钳、骨蜡(或明胶海绵)、纱布、棉球。 [实验方法与步骤] 1.实验准备 (1)将兔称重,耳廓外缘静脉注射20%氨基甲酸乙酯(0.5~1g ·kg-1) (麻醉不宜过深,也有人用2%普鲁卡因2~5 ml沿颅顶正中线作局部麻醉)。待动物达到浅麻醉状态后,背位固定于兔手术台上。 (2)颈部剪毛,沿颈正中线切开皮肤,暴露气管,安置气管插管;找出两侧的颈总动脉,穿线备用。 (3)翻转动物,改为腹位固定,剪去头顶部的毛,从眉间至枕部将头皮和骨膜纵行切开,用刀柄向两侧剥离肌肉和骨膜,用颅骨钻在冠状缝后,矢状缝外的骨板上钻孔 (如图12.2-1)。然后用咬骨钳扩大创口,暴露一侧大脑皮层,用注射针头或三角缝针挑起硬脑膜,小心剪去创口部位的硬脑膜,将37℃的液体石蜡滴在脑组织表面,以防皮层干燥。术中要随时注意止血,防止伤及大脑皮层和矢状窦。若遇到颅骨出血,可用骨蜡或明胶海绵填塞止血。
2.实验项目 (1) 术毕解开动物固定绳,以便观察动物躯体的运动效应: 打开刺激器,选择适宜的刺激参数(波宽0.1~0.2 ms,频率20~50 Hz,刺激强度10~20 V,每次刺激时间约5~10 s。每次刺激间隔约1 min)。
用双芯电极接触皮层表面(或双电极,参考电极放在兔的背部,剪去此处的被毛,用少许的生理盐水湿润,以便接触良好),逐点依次刺激大脑皮层运动区的不同部位,观察躯体运动反应。实验前预先画一张兔大脑半球背面观轮廓图,并将观察到的反应标记在图上(如图12.2-2所示)。
(2)去大脑僵直: 用小咬骨钳将所开的颅骨创口向外扩展至枕骨结节,暴露出双侧大脑半球后缘。结扎两侧的颈总动脉。左手将动物头托起,右手用刀柄从大脑半球后缘轻轻翻开枕叶,即可见到中脑前(上)、后(下)丘部分(前粗大,后丘小),在前、后丘之间略向倾斜,对准兔的口角的方位插入(图12.2-3A),向左右拨动,彻底切断脑干。使兔侧卧,十分钟后,可见兔的四肢伸直,头昂举,尾上翘,呈角弓反张状态(图12.2--3B)。
[注意事项] 1.麻醉不宜过深。 2.开颅术中应随时止血,注意勿伤及大脑皮层。 3.使用双极电极时,为防止电极对皮层的机械损伤,刺激电极尖端应烧成球形。 4.刺激大脑皮层时,刺激不宜过强,刺激的强度应从小到大进行调节,否则影响实验结果,每次刺激应持续5~10 s。 5.切断部位要准确,过低会伤及延髓呼吸中枢,导致呼吸停止。 [附]现介绍一种"非开颅法"进行去大脑僵直的实验方法: 家兔麻醉、皮肤切开同开颅法。暴露人字缝、矢状缝和冠状缝,在人字缝与冠状缝连线(即矢状缝)的前2/3和后1/3交界处向左或向右旁开5 mm(图12.2-4)为穿刺点。用探针Z在穿刺点上钻一小孔,在颅顶呈现水平状态时,用7号注射针头自小孔垂直插入颅底并左右划动,完全横断脑干(图12.2-5),数分钟后,可见动物四肢慢慢伸直,头后仰,尾上翘,呈角弓反张状态。如效果不明显,可将针略向前倾斜,再次重复横断脑干动作,即可出现去大脑僵直现象。
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