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神经干动作电位及其速度测定

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神经干动作电位及其速度测定 天一职业技术学院 机能实验室 坐骨神经干不应期测定 实验目的 • 学习神经干标本的制备。 • 观察坐骨神经干的单相、双相动作电位、双向性传导并测定 其传导速度。 • 观察机械损伤对神经兴奋和传导的影响 • 学习绝对不应期和相对不应期的测定方法 • 了解蛙类坐骨神经干产生动作电位后其兴奋性的规律性变化 实验原理 • 用电刺激神经,在刺激电极的负极下神经纤维膜 内产生去极化,当去极化达到阈电位,膜上产生 一次可传导的快速电位反转,即动作电位 • 神经干由许多神经纤维组成。其动作电位是以膜 外记录方式记录到的复合动作电位 • 如果两个引导电极置于兴奋性正常的神经干表面 ,兴奋波先后通过两个电极处,便引导出两个方 向相反的电位波形,称双相动作电位 双相动作电位 Biphasic Action Potential 兴奋区 细胞外引导电极检流计 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + - - - - 动作电位的传导 Conduction of AP 动作电位以局部电流的形式传导 + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - + + + + + + + + - - - - 局部电流 实验原理: • 如果两个引导电极之间的神经纤维完全 损伤,兴奋波只通过第一个引导电极, 不能传至第二个引导电极,则只能引导 出一个方向的电位偏向波形,称单向动 作电位 单相动作电位Monophasic Action Potential 损伤区 兴奋区 细胞外引导电极 检流计 刺激伪迹(Stimulus artifact) 刺激伪迹 AP 刺激器 放大器 +- 地 刺激电流 i-i+ R+ R- 地 刺激伪迹是刺激电流通过导电介质扩散至两引导电极而形 成的电位差信号。 动作电位传导速度的测定 Measurement of Conduction Velocity of AP -+ S Δt 传导速度测定 υ= SAC Δt 刺激器 输入通道 R1- Rr1+ R2- R2+ 实验原理: • 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。采用两 次脉冲,通过调节两次脉冲间隔,可测 得坐骨神经的绝对不应期和相对不应期 材料和方法-材料 • 蟾蜍或蛙;蛙板、探针、粗剪刀、细剪 刀、尖镊子、玻璃分针、大头针、培养 皿、滴管、 瓷碗、锌铜弓或铝银电极、 任氏液、铁支架,张力换能器,瓷碗, 培养皿,微机生物信号采集处理仪等 。 • 1. 坐骨神经干标本的制备 1.1 毁脑脊髓 1.2 剪除躯干上部及内脏 1.3 剥皮(之后洗净双手和用过的全部手术器械 ) 1.4 完成坐骨神经标本 1.4.1 分离两腿 1.4.2 游离坐骨神经 1.4.3 完成坐骨神经标本 材料和方法-方法 剪除躯干上部及内脏 图4-1-4 剥去皮肤 N标本的制备 坐骨神经干制备 • 蟾蜍毁脑脊髓,去上肢和内脏,下肢剥皮浸于任氏液中。 •蟾蜍下肢背面向上置于蛙板上,剪去尾椎;标本腹面向上,用玻璃分针分 离脊柱两侧神经丛,用线在近脊柱处结扎,剪断神经;将神经干从腹面移 向背面。标本背面向上固定,从大腿至跟腱分离坐骨神经。坐骨神经标本 置任氏液中备用。 2 .仪器连接 RM6240C微机生物信号处理系统 神经干标本盒。 S+ S- E R1 - R1+ R2- R2+ 神经干标本盒两对引导电极分别接微机生物信号处理系统1、2通道 材料和方法-方法 采样频率 通道模式 扫描速度 灵敏度 滤波频率 时间常数 材料和方法-方法 3.传导速度的测定(及参数设置 ) 材料和方法-方法 4.不应期的测定(及参数设置) •采用双刺激模式,逐步增加波间隔 •第二个动作电位出现时的刺激间隔及第二个动作电位振幅刚开始与 第一个相等时的刺激间隔 实验结果 RM6240系统蟾蜍坐骨神经动作电位引导实验界面 •单向、双向动作电位的波形特点 •动作电位的传导速度、神经干不应 期时程 讨论 • 单相、双相动作电位的形成 • 动作电位传导的速度测定的原理和常见 的影响因素 • 绝对不应期和相对不应期形成的原因 • 影响实验结果的主要干扰因素 注意事项 • 神经尽可能分离得长一些 • 标本制备时要注意保持标本的湿润 • 标本制备时尽量避免使用尖锐的器械,以免损 伤神经 • 使用电刺激时,刺激强度不宜太大,否则可能 导致神经的损伤 • 注意接地,防止干扰 结论 • 神经干受刺激后,以膜外记录方式可记 录到一个双相动作电位(简单描述其特 点),在两个引导电极间损伤神经其动 作电位变为单相 • 所测得的动作电位传导的速度及绝对不 应期、相对不应期的时程 2.实验步骤 2.3 单相动作电位参数测定 + - R1-R1 +R2-R2 + Peripheral end Central end 2.1 末梢引导条件:刺激电压1.2,刺激波宽0.1ms 2.2 刺激强度(U)与动作电位振幅(A)的关系 条件:刺激电压0.2~2V,刺激波宽0.1ms + - R1-R1 +R2-R2 + Peripheral end Central end 3.1中枢端引导 3.观察(observations) 条件:刺激电压1.2V,刺激波宽0.1ms + - R1-R1 +R2-R2 + 中枢端引导的动作电位 Central end Peripheral end 3.2 末梢端引导 3.观察(observations) 条件:刺激电压1.2V,刺激波宽0.1ms Dp1 Dp2Ap1 Ap2 Ap1 Ap2 + - R1-R1 +R2-R2 + Peripheral end Central end 2.观察(observations) 2.3 传导速度测定 条件:刺激电压1.2V,刺激波宽0.1ms S R1- R2- Δt υ= S R1- R2- Δt + - R1-R1 +R2-R2 + Peripheral end Central end 2.观察(observations) 2.4 单相动作电位参数测定 Dm AmAm Dm + - R1-R1 +R2-R2 + Peripheral end Central end 2.5 刺激强度(U)与动作电位振幅(A)的关系 刺激强度与动作电位振幅的关系 A(mV) U(V) Maximal stimulusThreshold stimulus 要求:测定阈强度和最大刺激强度,刺激强度与动作电位振幅的关系曲线 条件:刺激电压0.1~2,刺激波宽0.1ms 神经干引导所获得复合动作电位( compound action potential (CAP)与单 神经纤维引导的动作电位的性质有所不同。 3.结果(results) 3.2 刺激电压1.2V,波宽0.1ms时,动作电位正相振幅Ap1±s mV大 于负相振幅Ap2±s mV, 两者有显著性差异( p0.05);单相动 作时程Dm±s ms显著长于双相动作电位正相D p1±s ms,两者有显 著性差异(p0.05),见图1、图2和表1。 3.4 在刺激电压低于Uthreshold时,测不到动作电位;刺激电压从 Uthreshold增加至Umaximal,动作电位振幅呈曲线增长,刺激电压 高于Umaximal动作电位振幅不再增长,见图3。 A(mV) 图3 刺激强度与动作电位振幅的关系 U(V) 0.5 1.01.5 2 4 6 3.5 刺激电压1.2V, 3mol KCl处理前,动作电位振幅为 Ac1 ±s mV ,处理后5min,动作电位振幅为 At1 ±s mV ,与处理前比有 显著性差异(p0.05) ,见表3。 4. 讨论 4.1 在两引导电极间夹伤神经,神经冲动传导被阻断,双相动 作电位负相波消失,形成一相正波,于此可见,双相动作电位 是神经冲动先后通过两个引导电极形成的,冲动通过第1个电 极,形成动作电位的正相波,冲动通过第2个电极,形成动作 电位的负相波。 4.2 刺激电压从Uth增加至Umax,神经干动作电位振幅随刺激电 压增加而增高。神经干动作电位不具有“全或无”性质 5. 参考文献 [1] 作者.论文题目.杂志名称,出版时间,卷(期):页数
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