K1303神经干动作电位
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神经干动作电位一、实验目的1.学会利用刺激器诱发组织兴奋的方法;掌握设定刺激参数的方法。
2.通过记录神经干的复合动作电位,掌握生物电记录的一般原则和方法。
3.学习分析辨别动作电位,了解其产生的基本原理,加强对兴奋性和阈强度的了解。
二、实验材料动物:蟾蜍器械:常用手术器械、蛙板、铜锌弓电极、毁髓针、玻璃解剖针、神经屏蔽盒、大头针、任氏液、烧杯、培养皿。
RM6240B生理信号记录仪。
三、操作过程1.骨神经干的制备双毁髓;制备下肢标本;制备坐骨神经标本;2.连接实验装置地 0 1 2 3 4 5 6通道1 通道2 刺激 3.1 动作电位的引导进入实验模块:“实验” ? 肌肉神经?神经干动作电位? 弹出刺激器对话框,并处于示波状态 ?在刺激器对话框中选择同步触发。
点击“开始刺激”键,屏幕上出现一屏“动作电位”波形,以后每点击“开始刺激”键一次,波形即刷新一次。
根据波形幅度可调节位于屏幕上显示通道右侧的灵敏度。
参数调节后,应再次点击“开始刺激”键,以刷新波形。
可用“PgUp”与“PgDn”翻页查找波形。
选择理想的波形用“保存当前画面”命令将其保存为正式文件。
当然也可用保存命令将全部临时文件保存为正式文件。
测量坐骨神经干的阈强度、最适刺激强度:调整刺激强度从0V递增,测量复合动作电位幅度,求得阈强度、最适刺激强度。
在最适刺激强度下,观察动作电位形状,测量其时程及幅度(正向波及负向波幅度)。
3.2 神经损伤对复合动作电位的影响在记录电极间用镊子夹伤神经干,记录动作电位。
观察复合动作电位有何变化。
四、注意事项1.制作标本过程中应尽量减少对神经的牵拉,以免损伤神经。
2.实验过程中,要经常保持标本湿润。
3.神经干应与每个使用的电极密切接触。
4.实验结束后,神经屏蔽盒应清洗、擦干,以防止残留的盐液常腐蚀电极。
五、试验结果:1、测量坐骨神经干的阈强度、最适刺激强度:调整刺激强度从0V递增,测量复合动作电位幅度。
2、在最适刺激强度下,观察动作电位形状,测量其时程及幅度。
神经干动作电位的引导、传导速度和兴奋不应期的测定一、实验结果:动作电位的引导:动作电位的传导速度:兴奋不应期的测定:二、数据处理:1.电位的引导:潜伏期:0.6ms时程:1.9ms幅值:9.30mv2.传导速度(潜峰法):两个动作电位波峰间的时间差(t2-t1):12.24ms两对引导电极间的距离(s2-s1):2.5cmV=(s2-s1)/(v2-v1)=2.5/12.24(cm/ms)≈2.04m/s3.兴奋不应期时间:由图可知:绝对不应期:1.25ms有效不应期:3.80ms相对不应期=有效不应期-绝对不应期=(3.80-1.25)ms=2.55ms三、实验结论:1.引导的动作电位的潜伏期为0.6ms,时程为1.9ms幅值为9.30mv。
2.神经干动作电位的传导速度为2.04m/s。
3.神经干动作电位的有效不应期时间为3.80ms,其中绝对不应期时间为1.25ms,相对不应期时间为2.55ms。
四、实验讨论:1.为什么这次实验动作电位的引导的动作电位是双相的?答:当膜在外正内负的极化状态下爆发动作电位时,兴奋膜上的动作电位呈现外负内正的去极化状态,这样兴奋部位和邻近静息电位产生了电位差。
当兴奋传到第一根引导电极的时候膜外为负电位,相应第二根引导电极处膜电位为正,此时两根引导电极之间产生了一个正电位差,经过放大器放大,出现一个正的动作电位;当兴奋传到第二根引导电极时,膜外电位为负,第一根电极膜处电位恢复到0,此时产生了一个负的电位差,同理产生了一个负的动作电位,故为双相动作电位。
2.动作电位在传导过程中无衰减现象的意义?答:为了保证信息的完整性。
3.通常所记录的双相动作电位的第一相和第二相何以在波形、幅值上不对称?在什么情况下可以记录到对称的双相动作电位?答:(1)由于神经干由各种神经纤维混合而成,在一对引导电极下的神经纤维的数量和种类均不同,当产生动作电位时每一引导电极下参与动作电位的形成的数量及总类也均不同,故第一相和第二相在波形、幅值上不对称。
神经干的动作电位目的和原理学习电生理学常用仪器的使用和离体神经干动作电位的记录方法,观察蟾蜍坐骨神经干动作电位的波形。
动作电位是神经兴奋的表现,神经纤维兴奋部位的膜外电位较静息部位为负;兴奋后又可恢复到静息状态。
这一电位变化的局部活动可沿神经纤维扩布,并可通过放大,在微机上显示出来,不同的引导方式记录的动作电位可以是双相的或单相的。
坐骨神经等混合神经包含许多种类的神经纤维,其动作电位是许多神经纤维动作电位复合。
由于不同纤维的兴奋性及其所产生的动作电位幅度、波形各不相同,在一定范围内,复合动作电位的幅度将随刺激强度的变化(在阈强度的最大刺激之间)而有变化。
实验对象蟾蜍实验器材和药品蛙类手术器械一套、MS-302微机系统、打印机、屏蔽盒、神经标本盒、培养皿、任氏液、棉线、棉球、滤纸片。
实验步骤和观察项目一、制备蟾蜍坐骨神经标本制作方法与坐骨神经-腓肠肌标本制备基本相似。
依前法准备一侧脊柱和下肢,在脊柱近处用一线将神经结扎并剪断,并于背侧沿坐骨神经沟分离一直游离至膝关节,再向下继续分离,在腓肠肌两侧肌沟内找到胫神经和腓神经,分离两支直至足趾,用线结扎,在结扎线的远端剪断,只保留坐骨神经,不要肌肉。
将神经标本浸入任氏液中备用。
二、神经干标本制备将标本盒的电极用浸有任氏液的棉球擦净。
用自来水浸润的滤纸片贴于标本盒的内面,以防神经干燥。
用镊子夹住标本两端的结扎线,将神经置于标本盒电极上,中枢端置于刺激电极侧,外周端放在记录电极侧。
轻轻拉直神经,不要扭曲。
三、开机与设置(一)单通道记录时将记录电极插入1B通道,双通道记录时分别插入1B和2通道;接线如下:2对引导电极刺激电极∣∣∣∣∣∣∣(+)(—)(+)(—)地(—)(+)(二)开机后自动进入Ms-302系统(三)直接选择实验模块,按“Enter键”;选择“动作电位”,按“Enter键”;选择“动物实验”,按“Enter键”,即可进入神经干动作电位的实验模块。
神经干的动作电位实验原理神经纤维是由许多神经元细胞组成的,它们负责传递电信号,控制身体的各种活动。
神经冲动的传导是通过动作电位来实现的。
动作电位是神经细胞膜上离子通道的开关行为引起的电势变化。
在静息状态下,神经细胞膜内外的离子浓度不同,维持了细胞内负电荷和细胞外正电荷的电位差,称为静息膜电位。
当神经细胞受到足够的刺激时,细胞膜上的离子通道打开,使得细胞内外离子转移,导致细胞内外电位差的改变,形成动作电位。
动作电位的形成过程可分为四个阶段:极化、阈值、去极化和复极化。
首先,在极化阶段,神经细胞膜内外的电位差逐渐增大,细胞内变得更加负电荷,称为次级负荷,这是由于离子通道的打开导致部分正离子转移到细胞内。
当膜内电位达到一定临界值,称为阈值,会引发去极化阶段。
在去极化过程中,大量的钠离子进入细胞内,使膜电位快速变为正值,形成动作电位的峰值。
随后,在复极化阶段,钠离子通道关闭,钾离子通道打开,导致细胞内外离子重新分配,使膜电位恢复到负值,恢复到静息膜电位。
神经干的动作电位实验通常使用微电极技术来测量。
微电极是一种精细的电极,可以插入神经纤维中,并记录细胞膜上的电位变化。
实验中,将微电极插入到神经纤维上,通过定位和调整,使电极与神经纤维接触并获取到动作电位信号。
动作电位信号经过放大和滤波处理,可以显示为波形图,用于分析和研究神经细胞的电活动。
神经干的动作电位实验可以用于研究神经传递机制、神经疾病的发生机制以及药物的作用等方面。
通过观察和分析动作电位的形成过程和特征,可以了解神经细胞的兴奋性、传导速度和稳定性等重要参数。
研究人员可以通过改变刺激强度、频率和类型等条件,来研究神经元的兴奋性和传导特性。
另外,也可以使用药物干预的方法,来研究不同药物对神经细胞电活动的影响,探索新的药物治疗途径。
总之,神经干的动作电位实验通过测量神经细胞膜上的电位变化来研究神经电活动。
该实验方法可以提供神经元兴奋性、传导速度和稳定性等参数的信息,有助于深入了解神经系统的功能和神经疾病的机制,为药物研发和治疗提供重要的依据。
姓名:吴一帆学号:13081122
实验报告
说明:1.实验报告务必独完成,对抄袭者和被抄袭者均按不及格处理,所以自己的报告请保管好;
2.本组(人)实验结果不理想时,允许借用他组(人)的结果,但在报告
中必须注明来是哪个组(人),除结果外,其它必须独立完成;
3.实验报告完成后,必须转换成PDF文件格式后再上传。
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:齐一刚
实验日期:2015/4/15 指导教师:潘伟槐
一、实验结果
(一)神经干动作电位的引导和观察
双相动作电位: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。
(实验结果来自于第15组)
单相动作电位:两个引导电极之间的神经组织有损伤(用镊子损坏),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。
(实验结果来自于第15组)
(二)动作电位传导速度的测定
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。
通过实验,我们测得t1=415.40ms t2=416.00ms d=1cm v=16.67m/s (实验结果来自于第15组)
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)。
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16.67m/s,数值偏差比较大,对此思考其原因?
答:可能是样本在外太久失活引起的。
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
1. 神经干细胞外记录的动作电位波形呈双相。
2. 神经干动作电位是复合动作电位,在一定范围内其幅度可随刺激强度的增加而增大。
3. 神经纤维兴奋的传导要求保持生理完整性,各种机械或化学的损伤可导致传导的阻滞。
4.本实验测得的神经干动作电位的传导速度为16.67m/s,较理论值偏小。