神经生物学实验
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神经生物学实验原理与技术神经生物学实验是研究神经系统结构和功能的重要手段,通过实验原理与技术的应用,可以深入探索神经生物学的奥秘。
本文将从神经生物学实验的原理、常用技术和实验设计等方面进行介绍。
一、实验原理神经生物学实验的原理是基于神经系统的生理学和生物化学特性,通过对神经元的功能和相互作用进行观察和测量,揭示神经系统的工作原理。
实验原理包括以下几个方面:1.1 神经元电活动的记录与分析神经元产生的电活动是神经信号传递的基础,通过记录和分析神经元的电活动,可以研究神经元的兴奋性、抑制性和调控机制。
常用的技术包括细胞外多通道记录、膜片钳技术和全细胞钳技术等。
1.2 突触传递的观察与研究突触是神经元之间信息传递的关键结构,通过观察和研究突触的功能和调节机制,可以揭示神经元之间的相互作用和神经网络的形成与发展。
常用的实验技术包括双电极记录、电压脉冲刺激和光遗传学等。
1.3 神经递质的测定与分析神经递质是神经元之间信息传递的化学信号,通过测定和分析神经递质的含量和释放机制,可以揭示神经递质在神经系统中的作用和调控。
常用的技术包括高效液相色谱法、电化学检测和光学显微技术等。
二、常用技术神经生物学实验中常用的技术包括以下几个方面:2.1 细胞培养与维持细胞培养是神经生物学实验的基础,通过培养神经元和神经细胞系,可以进行细胞生物学和分子生物学研究。
常用的细胞培养技术包括原代细胞培养、细胞系培养和共培养等。
2.2 光遗传学技术光遗传学技术是近年来发展起来的一种新型实验技术,通过利用光敏蛋白质和光源的激发,可以实现对神经元的精确激活或抑制,从而研究神经回路和行为功能。
常用的光遗传学技术包括光遗传调控和光遗传成像等。
2.3 脑电图和脑成像技术脑电图和脑成像技术可以非侵入性地观察和记录大脑的电活动和代谢活动,通过研究脑电波形和脑区的活动模式,可以了解大脑的功能状态和神经网络的连接方式。
常用的脑电图和脑成像技术包括脑电图记录、功能磁共振成像和磁脑电图技术等。
神经生物学实验指导书实验一脑内重要神经核团和神经生物学研究方法简介Methods for neuroscience research and nuclei in brain1.实验目的理解神经核团的概念,理解重要的神经核团;掌握脑立体定位图谱的使用方法;了解神经生物学研究的常用方法。
2.实验器材、试剂及实验材料手术刀、毛剪、注射器,1%戊巴比妥钠(Pentobarbital Sodium)、依文氏蓝(Evans Blue),大鼠。
3.实验步骤3.1脑的大致结构和重要神经核团脑膜至外由内分别有:硬脑膜、蛛网膜、软脑膜,其下是大脑皮层,边缘系统等结构。
重要的核团(神经内分泌相关的丘脑下部核团)有:PVN(室周核)、PeN (室旁核)、SON(视上核)、ME(正中隆起)、Hippocampus(海马)等。
下表给出几个重要核团的大致范围,值得注意的是:核团在不同截面上的位置和形状是不同的,因此具体位置应查阅图谱。
神经核团距离前囟(mm)中心线两侧(mm)距脑背侧(mm)PVN(室周核)-1.0~-4.2 0.0~0.8 5.0~5.5PeN(室旁核)0.0~-3.2 0.0~0.5 6.5~9.5SON(视上核)0.0~-1.8 1.0~2.3 8.5~8.8ME(正中隆起)-2.4~-3.4 0.0~0.5 9.5~10.0Hippocampus(海马)-1.8~-6.2 0.5~6.3 3.2~8.03.2实验内容a)戊巴比妥钠腹腔注射麻醉大鼠(40mg/kg);b)在颅骨前囟后3-5mm处打孔;c)用微量注射器吸入3μl依文氏蓝,注入大鼠背侧三脑室。
d)大鼠断头,除去颅骨,观察脑的结构。
George Paxinos and Charles Watson,The Rat Brain in Stereofaxic coordinates,Academic press,1986 4.江湾Ⅰ型脑定位仪的使用6.1脑立体定位仪的原理a)脑立体定位仪分为两大类:直线式和赤道式。
神经生物学实验-家兔大脑实验一、实验目的1.记录家兔大脑皮层诱发电位;2.了解家兔大脑皮层运动区的刺激效应;3.学习去大脑方法。
二、实验原理大脑皮层诱发电位是指感觉传入系统受到刺激时,在大脑皮层上某一局限区域所引导的电位变化。
诱发电位一般由主反应、次反应和后发放三个部分组成:主反应(潜伏期:8~20ms )出现在代表区中心,电位先正后负,反应突触前和突触后的电活动;次反应(潜伏期:30~80ms )出现在代表区的周围区域,阈值较高,波形呈高幅正电位;后发放(次反应之后)是周期性、单向动作电位,可能是丘脑神经元周期性的电活动。
本实验是以适当的电刺激作用于左前肢的浅桡神经,在右侧大脑皮层的感觉区引导家兔的诱发电位。
用这种方法可以确定动物的皮层感觉区,在研究皮层机能定位上起着重要作用,但是在实验过程中需要考虑自发放电对诱发电位的影响。
由于大脑皮层随时都存在自发放电活动,诱发电位经常出现在自发电活动的背景上,为了减少自发放电的影响,我们可以利用电子平均装置,自发电位多次叠加,相互抵消(人的诱发电位),或者对实验动物深度麻醉,压抑自发放电活动的幅度。
大脑皮层运动区是躯体运动机能的高级中枢,电刺激该区的不同部位,可以引起躯体不同部位的肌肉运动。
人大脑皮层运动区的定位一般有交叉支配、倒置分布、区域大小与精细程度呈正比这三个原则。
除上面部肌受双侧皮层支配外,躯体其他部分肌肉则是受对侧皮层支配,同样除去头面部对应大脑皮层运动区是正立分布,躯体其他部分肌肉对应的大脑皮层运动区均为倒置分布。
从中脑四叠体的前、后丘之间切断脑干的动物,称去大脑动物。
在切断脑干前后丘的过程中,由于神经系统内,中脑以上水平的高级中枢对肌紧张的抑制作用被阻断,而中脑以下各级中枢对肌紧张的易化作用相对加强,因此出现了伸肌紧张亢进的现象。
动物表现为四肢图 1 诱发电位过程图 图 2 大脑皮层运动区交叉倒置僵直,头向后仰,尾向上翘的角弓反张状态,称为去大脑僵直。
神经生物学实验心得体会在我进行神经生物学实验的过程中,我学到了很多有关于神经系统的知识,同时也积累了一些实验上的经验和技巧。
以下是我在实验中得到的一些心得体会:首先,实验前要进行充分的准备工作。
在进行任何实验之前,我们必须要了解实验的目的和方法,并详细阅读实验手册或相关文献。
了解实验的目的和方法有助于我们在实验过程中对照实验要求进行操作,并且可以提前预估实验过程中可能遇到的问题,以及如何解决这些问题。
其次,在实验操作过程中要认真细致。
实验过程中需要精确地称量药品,准确地测量体温,注意观察动物行为等。
这些细致的操作对于实验结果的准确性至关重要。
而且还要时刻关注实验动物的健康状况,以及发现异常情况及时做出调整,保证实验的顺利进行。
此外,实验中的安全防护工作也是非常重要的。
无论是在实验室内还是实验操作中,都要时刻保持高度的安全意识。
比如佩戴好实验室必要的防护用品,如实验手套、口罩等,安全操作实验仪器和试剂等。
进行神经生物学实验时,我们还需要注意细胞和组织的保存和处理工作。
这些工作往往需要非常谨慎和细致的操作,以确保获得可靠的实验结果。
对于保存组织和细胞的方法,我们需要根据实验的具体要求选择合适的保存方法,并在操作时仔细遵循实验手册上的步骤,以确保保存的组织和细胞的完整性和稳定性。
实验中还需要注重数据的记录和分析。
在进行实验过程中,我们需要记录实验进行的时间、药物的剂量、动物的行为等数据。
这些数据对于实验结果的解读和分析非常重要。
在实验结束后,我们需要将这些数据整理和分析,以生成结论,并为后续的研究工作提供参考。
同时,在记录实验数据时,我们还应该注意数据的准确性和清晰度,以免影响后续的数据分析和解读。
最后,及时总结和归纳实验结果也是十分重要的。
在实验结束后,我们需要对实验结果进行总结和归纳,并从中提取出科学意义和启示。
这有助于我们更好地理解神经生物学中的一些重要概念和原理,并为我们今后的研究工作提供指导和借鉴。
实验名称:神经组织培养及观察实验目的:1. 学习神经组织的培养方法。
2. 观察神经细胞在体外培养的生长情况。
3. 了解神经组织的生物学特性。
实验时间:2023年X月X日实验地点:实验室实验材料:1. 神经组织细胞2. 培养基(DMEM)3. 胎牛血清4. 抗生素混合物(青霉素、链霉素)5. 细胞培养皿6. 移液器7. 显微镜8. 记录纸及笔实验方法:1. 细胞培养:- 将神经组织细胞接种于细胞培养皿中,加入适量的DMEM培养基,置于37℃、5%CO2的培养箱中培养。
- 每2-3天更换一次新鲜培养基,加入胎牛血清和抗生素混合物。
2. 观察细胞生长:- 在显微镜下观察神经细胞在体外培养的生长情况,记录细胞形态、密度和生长状态。
- 每隔一段时间拍照记录细胞生长情况。
3. 细胞分化:- 在培养基中加入适量的神经生长因子,观察神经细胞分化情况。
实验结果:1. 细胞生长情况:- 在培养过程中,神经细胞在培养皿中均匀分布,细胞呈梭形,细胞核清晰可见。
- 随着培养时间的延长,细胞密度逐渐增加,细胞排列整齐,形态稳定。
2. 细胞分化情况:- 加入神经生长因子后,部分细胞开始分化,形态发生改变,细胞突起增多,细胞体积增大。
实验结论:1. 神经组织细胞可以在体外培养条件下生长,培养方法简便易行。
2. 神经细胞在体外培养过程中,细胞形态稳定,生长状态良好。
3. 神经生长因子可以促进神经细胞的分化,为神经组织的研究提供了新的思路。
讨论:1. 神经组织细胞培养技术在神经科学研究、神经疾病治疗等方面具有重要意义。
2. 本实验结果表明,神经组织细胞在体外培养条件下具有良好的生长和分化能力,为进一步研究神经组织生物学特性提供了基础。
3. 在实验过程中,需要注意细胞培养条件的控制,如温度、湿度、气体环境等,以确保细胞生长状态良好。
注意事项:1. 实验操作过程中,应保持无菌操作,避免污染。
2. 注意观察细胞生长情况,及时更换培养基。
神经生物学实验原理与技术1.光遗传学:光遗传学是一种利用光敏蛋白质来操控神经元活动的方法。
通过将光敏蛋白质表达到目标神经元中,可以通过光刺激来调控其活动。
常见的光敏蛋白质包括ChR2(光敏离子通道)和NpHR(光敏蛋白质抑制性由离子通道),它们可以通过蓝光或红光的照射来触发或抑制神经元的活动。
光遗传学技术可以用于研究神经回路的功能和相互作用。
2.行为学:行为学实验可以用于研究动物的行为和认知功能。
通过设定适当的环境和任务,观察记录动物的行为表现,可以揭示其学习、记忆、注意力等认知过程。
常见的行为学实验包括Morris水迷宫实验、T字迷宫实验、条件性自由度实验等。
此外还可以利用电极植入和脑电图记录等技术,研究动物的脑电活动和行为之间的关系。
3.脑电图(EEG):脑电图是记录大脑电活动的一种非侵入性方法。
通过在动物头部植入多个电极,可以记录到大脑皮层表面的电活动。
脑电图可用于研究动物的睡眠-觉醒周期、认知任务的脑电响应以及癫痫等脑电异常。
此外,还可以与行为学实验结合,研究动物不同行为状态下的脑电活动变化。
4.神经递质检测:了解神经递质的含量和分布对于研究神经功能至关重要。
神经递质检测可以使用高效液相色谱法(HPLC)或放射性测量法等技术,分析脑组织或其他样本中神经递质的含量。
通过比较不同条件下神经递质的差异,可以了解神经递质与神经系统功能之间的关系。
5.光学成像:光学成像是一种实时观察神经活动的技术。
其中常用的方法是两光子激发荧光成像(2-photon imaging)。
通过灵敏的荧光探针和激光的照射,可以实时监测单个神经元或神经元群体的活动。
光学成像技术可以揭示神经元活动的空间和时间特性,以及不同神经元之间的相互作用。
综上所述,神经生物学实验原理与技术包括光遗传学、行为学、脑电图、神经递质检测和光学成像等方法。
这些方法可以从不同的角度研究神经系统的结构和功能,为我们了解神经生物学机制提供了重要的手段。
神经⽣物学实验讲义实验⼀⿏脑灌注固定和取材⼀、原理固定是⽤⼈为的⽅法尽可能使组织细胞的形态结构和化学成分保持⽣活状态,防⽌组织细胞的溶解和腐败,并保持其原来的细微结构及原位保持⽣物活性物质的活性;能使细胞内蛋⽩质、脂肪、糖、等各种成分沉淀⽽凝固,尽量保持它原有的结构;使细胞内的成分产⽣不同的折射率,造成光学上的差异,使得原本在⽣活情况下看不清楚的结构,变得清晰可见;使得组织细胞各部经媒染作⽤容易染⾊;经过固定,使组织硬化,以利于以后切⽚时切薄⽚。
体循环:左⼼室→升主动脉→主动脉的各级分⽀→⽑细⾎管→各级静脉→上下腔静脉→右⼼房,完成体循环的整个循环。
⼆、实验步骤1、正常Sprague-Dawley⼤⿏,150~250g,或昆明⼩⿏,20g左右,雌雄不拘;2、动物⿇醉后,⽤左⼿持镊⼦夹起腹部⽪肤,右⼿持剪⼑⾃胸⾻剑突下腹部剪⼀⼩⼝,由此沿腹中线和胸⾻剑突中线向上将⽪肤剪⾄下颌,分离⽪下组织,将⽪肤翻向两侧,再沿腹中线和胸⾻中线向上剪开胸⾻,沿膈肌向两侧剪开,并⽤⽌⾎钳将胸⾻和胸部的⽪肤钳紧,将⽌⾎钳翻向外侧以充分暴露⼼脏,⼩⼼⽤镊⼦将⼼包膜打开;3、将灌注针(⼤⿏12#,⼩⿏7#)插⼊左⼼室并送⾄升主动脉内,⽤⽌⾎钳把灌注针固定在⼼脏上,打开灌注泵开关,同时剪开右⼼⽿,使⾎液排出。
先快速灌注0.9%NaCl(⼤⿏80-120ml,⼩⿏30ml),⾄肝脏逐渐变⽩⾊或右⼼⽿流出清亮液体为⽌,再灌注4℃预冷的固定液(⼤⿏200ml,⼩⿏50ml,根据动物体重定量),其中前1/3量快速灌注,后2/3量慢灌注,共在30分钟内灌注完;4、固定液进⼊⾎管后,⼤⿏四肢和尾巴开始抽动,表明灌注液进⼊⼤⿏⼤脑,待抽动完全停⽌,全⾝组织器官变硬后即可停⽌灌注;5、断头后,剥离颅⾻、剪断脑神经、离断脑于脊髓,取出整脑。
6、后固定(post-fixed):剥出⿏脑后,切取含⽬的区域的脑段,放⼊相同固定液4~12h,4℃。
附4%多聚甲醛的配制:40g多聚甲醛⽤0.1mol/L PB(pH7.4)溶解后定容⾄1L,过滤后置于4℃保存。
神经生物学实验原理与技术引言:神经生物学是研究神经系统结构和功能的学科,而神经生物学实验是研究神经生物学的重要手段之一。
本文将介绍神经生物学实验的原理与技术,包括细胞培养、电生理记录、免疫组织化学染色、光遗传学等。
一、细胞培养细胞培养是神经生物学实验中常用的技术之一,通过体外培养的方式可以研究神经元的结构和功能。
细胞培养的步骤包括细胞分离、培养基准备、细胞培养条件的控制等。
细胞分离可以通过酶消化、机械分离等方法进行,然后将分离得到的细胞放入培养基中进行培养。
培养基是模拟体内环境的液体,其中包含细胞生长所需的营养物质、生长因子和抗生素等。
细胞培养条件的控制包括温度、湿度、CO2浓度和培养时间等,这些条件可以影响细胞的生长和分化。
二、电生理记录电生理记录是研究神经元电活动的重要手段,通过记录神经元产生的电信号可以了解其功能和特性。
主要包括膜电位记录和膜电流记录。
膜电位记录可以通过玻璃微电极插入神经元测量细胞膜内外的电位差,从而了解神经元的兴奋性和抑制性。
膜电流记录是通过电压钳技术记录神经元通道的离子电流,从而了解离子通道的特性和功能。
电生理记录可以帮助研究者研究神经元的电信号传导机制、突触传递等重要生理过程。
三、免疫组织化学染色免疫组织化学染色是研究神经元分子表达的重要方法,通过标记特定抗原的抗体,可以在组织切片中检测特定的蛋白质或其他分子的分布和表达水平。
免疫组织化学染色的步骤包括组织固定、抗体孵育、显色反应等。
组织固定可以使用乙酸洗涤、甲醛固定等方法,将组织切片固定在载片上,以保持其形态和分子结构。
抗体孵育是将特异性抗体与组织切片进行结合,通过特定的抗原-抗体反应来检测目标分子的存在。
显色反应是将染色剂与抗体结合的部位产生颜色反应,从而可视化目标分子的分布和表达水平。
四、光遗传学光遗传学是近年来发展起来的一种研究神经元功能的新技术,通过利用光敏蛋白质的特性来控制神经元的活动。
光遗传学的主要方法包括光遗传感受器的表达和光刺激。
神经生物学实验教案南昌大学生命科学学院实验一脊髓、脑干【目的和内容】通过对脊髓标本、脊髓模型、挂图和脊髓横切片的观察,以了解脊髓的大体解剖结构和显微构造。
通过对脑干标本、挂图和模型的观察,了解脑干的外部形态和脑神经进出脑干的位置。
【材料和用具】锯开人椎管显露脊髓的标本、脑干标本。
人的脊髓解剖模型、人脑模型。
颈部脊髓横切片(银染色)。
【操作】一、脊髓的大体解剖结构通过挂图及人的脊髓模型观察下列结构。
(一)脊髓的位置脊髓位于椎管内,上端通过枕骨大孔与延髓相连续,下端以脊髓圆锥终于第一腰椎下缘。
(二)脊髓的外形脊髓呈前后稍扁的圆柱形,全长有两个膨大部分,上方的叫颈膨大,位于第4颈椎到第2胸椎范围内;下方的叫腰膨大,自第10胸椎处逐渐扩大,到第12胸椎处最粗,向下渐渐缩小成为脊髓圆锥。
自脊髓圆锥向下伸出一根细丝,叫终丝,止于尾骨的背面。
脊髓表面有下列数条平行的纵沟:1.前正中裂为脊髓前面正中较深的裂。
2.后正中沟为脊髓后面正中较浅的沟。
3.前外侧沟为脊髓前方两侧的一对沟。
4.后外侧沟为脊髓后方两侧的一对沟。
5.后中间沟在颈髓和上部胸髓,后外侧沟和后正中沟之间的浅沟。
这些沟裂在脊髓横切片上更易观察。
在前外侧沟的全长发出一系列根丝,许多根丝组合成前根。
在后外侧沟的全长也有一系列根丝,许多根丝组合成后根。
每一节段的前、后根在椎间孔处汇合成脊神经。
在汇合前,后根有一膨大,为脊神经节。
上部的脊神经根多呈直角地进出于脊髓的两侧,并立即进入其相应的椎间孔。
中部的神经根逐渐向下斜行到相应的椎间孔。
下部的神经根更为倾斜,腰、骶、尾部的脊神经根,未出相应的椎间孔前在椎管内几乎垂直下行,围绕终丝聚集成束,称为马尾。
(三)脊髓的被膜脊髓周围包有结缔组织被膜,叫脊膜,脊膜自外向内分为:l.硬脊膜最外层,坚厚。
硬脊膜与椎管内面骨膜之间的窄腔,叫硬膜外腔,内含血管和脂肪组织等,并有脊神经根通过。
2.脊髓蛛网膜是硬脊膜和软脊膜之间的薄膜。
医学神经生物学实验课程设置及方法的探索近年来,随着大数据时代的到来,神经科学的发展取得了显著的成就,并为人们的社会发展提供了重要的贡献。
医学神经生物学实验课程以及相关实验方法的探索,已经成为近年来医学领域研究及课程推广的热门话题,也是对人们未来发展的基础性研究。
本文旨在通过探索神经生物学实验课程设置及实验方法,为神经生物学教育及神经科学研究贡献科学智慧。
一、神经生物学实验课程设置神经生物学实验课程是一门医学类课程,旨在让学生学习和了解神经生物学的基本概念和实验方法,从而深入探索神经系统的结构与功能。
首先,神经生物学实验课程要求学生有必要的神经生物学基础知识,例如神经元结构、神经系统与发育、神经环路及控制等,以便学生能够理解和掌握基本实验方法。
其次,神经生物学实验课程给予学生广泛的实验材料,以便让学生能够深入探索神经系统的结构和功能。
实验材料还包括神经细胞、极性物质、极性分子以及神经传递物质等,可以有效的研究神经系统的发育和功能。
此外,实验材料还包括大脑影像,用于诊断神经疾病或探索大脑功能、结构及其发育。
最后,神经生物学实验课程应当拓展学生的实验思维,为学生积累实验经验,除了大脑影像外,还可以引入神经系统仿真设备,例如神经系统模拟计算机,使学生能够在实验设备中模拟真实的神经系统环境,从而增强学生对神经生物学的认知。
二、神经生物学实验方法的探索神经生物学实验的方法包括解剖学、生理学、细胞生物学、分子生物学等。
解剖学是神经生物学实验中最常用的实验方法,它被用于研究神经结构和神经元群的解剖构造,以及神经本体的功能及物质特征。
此外,生理学也是神经生物学实验中常用的实验方法,通过它可以研究神经系统的电生理特征以及神经环路之间的关系。
细胞生物学方法用来研究神经元内部物质结构及功能,以及极性物质、极性分子之间的相互作用等。
此外,分子生物学方法则用来研究神经元外部刺激物质的载体蛋白、神经传递物质以及神经发育因子等,以及它们与极性物质、极性分子的相互作用。
一、实验目的1. 了解神经递质及其受体的基本概念和作用机制。
2. 掌握神经递质对神经细胞膜电位的影响。
3. 研究不同神经递质对神经细胞膜电位的影响差异。
二、实验原理神经递质是一种化学信号分子,在神经元之间传递信息。
神经递质通过与靶细胞上的受体结合,引起受体构象变化,进而产生生物学效应。
神经细胞膜电位的变化是神经活动的基础,神经递质对神经细胞膜电位的影响是研究神经递质作用机制的重要手段。
三、实验材料1. 实验动物:小鼠,体重20-25g,雌雄不限。
2. 仪器设备:膜片钳记录仪、神经递质(乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素)、神经递质受体拮抗剂(阿托品、氯丙嗪)、生理盐水、任氏液等。
3. 试剂:神经递质、神经递质受体拮抗剂、生理盐水、任氏液等。
四、实验方法1. 动物麻醉:采用戊巴比妥钠进行动物麻醉,确保动物处于无反应状态。
2. 膜片钳技术:采用全细胞膜片钳技术,记录神经细胞膜电位变化。
3. 实验分组:将动物随机分为5组,每组6只。
A组:生理盐水组;B组:乙酰胆碱组;C组:多巴胺组;D组:去甲肾上腺素组;E组:受体拮抗剂组。
4. 实验步骤:(1)A组:给予生理盐水,记录神经细胞膜电位变化;(2)B组:给予乙酰胆碱,记录神经细胞膜电位变化;(3)C组:给予多巴胺,记录神经细胞膜电位变化;(4)D组:给予去甲肾上腺素,记录神经细胞膜电位变化;(5)E组:给予受体拮抗剂,记录神经细胞膜电位变化。
五、实验结果1. A组:神经细胞膜电位变化不明显;2. B组:神经细胞膜电位去极化,表现为电位降低;3. C组:神经细胞膜电位去极化,电位降低幅度小于B组;4. D组:神经细胞膜电位去极化,电位降低幅度小于B组;5. E组:神经细胞膜电位变化不明显。
六、实验分析1. 乙酰胆碱是一种兴奋性神经递质,其作用于神经细胞膜上的乙酰胆碱受体,导致膜电位去极化,表现为电位降低;2. 多巴胺和去甲肾上腺素均为神经递质,但兴奋性较弱,对神经细胞膜电位的影响小于乙酰胆碱;3. 受体拮抗剂可阻断神经递质与受体的结合,从而抑制神经递质的作用,导致神经细胞膜电位变化不明显。
神经生物学实验实验一反射时的测定及反射弧的分析[目的]1.学习测定反射时的方法。
2.了解反射弧的组成。
通过实验证明任何一个反射,只有当实现该反射的反射弧存在,并保证其完整的情况下才能出现。
[原理]机体在中枢神经系统参与之下,对刺激所发生的反应叫做反射;反射弧是反射的解剖学基础(反射弧一般包括感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器等五个部分)。
要引起反射,首要条件是反射弧必须完整。
反射弧的任何一部分受到破坏,反射即不出现。
[实验动物]蛙或蟾蜍[器材及药品]蛙类常用手术器械、支柱台、蛙嘴夹、蛙板、蛙腿夹、小烧杯、大烧杯、培养皿玻璃 (2个)、小滤纸片、棉花、秒表、纱布、0.5%及1%硫酸溶液、水。
[方法与步骤]一、脊蟾蜍的反射1.制备脊蛙(或脊蟾蜍):利用毁髓针从枕骨大孔处捣毁脑,保留脊髓制备脊蛙,用蛙嘴夹夹住蛙的下颌,挂在支柱台上2. 屈曲反射正常反射活动的观察及反射时的测定:用培养皿盛0. 5%硫酸溶液,将蛙右后肢的最长趾浸入0.5%硫酸溶液中2~3mm ( 浸入时间最长不超过10s ),立即记下时间(以秒计算)。
当出现屈腿反射时,则停止计时,此为屈腿反射时(即从浸入时起至后肢发生屈曲时所需要的时间)。
立即用清水冲洗受刺激的皮肤,并用纱布擦干。
重复三次,求出平均值作为右后肢最长趾的反射时。
用同样方法测定左后肢最长趾的反射时。
3. 搔扒反射用浸有1%硫酸的滤纸片刺激脊蟾蜍一侧胸腹部或背部皮肤,引起同侧或双侧后肢运动,扒掉滤纸片。
二、反射弧1、反射弧模式图2、屈曲反射的反射弧最长趾感受器→传入神经纤维→脊髓→传出神经纤维→下肢屈肌3、搔扒反射的反射弧腹部感受器→传入神经纤维→脊髓→传出神经纤维→下肢肌三、反射弧完整才能发生反射1、破坏感受器手术剪自右后肢最长趾基部环切皮肤,然后再用手术镊剥净长趾上的皮肤。
用硫酸刺激去皮的长趾,记录结果。
2、麻醉传入和传出神经纤维沿右后肢的股二头肌沟剪开皮肤,分离出坐骨神经。
神经生物学实用实验技术神经生物学是研究神经系统结构和功能的科学领域,其实验技术对于揭示神经系统的奥秘至关重要。
本文将介绍几种在神经生物学研究中常用的实用实验技术,包括神经细胞培养、电生理记录、光遗传学、神经影像学和行为学实验。
一、神经细胞培养神经细胞培养是研究神经系统的基础实验技术之一。
通过将神经细胞从动物或人体中分离出来,并在特定的培养条件下进行生长和分化,可以研究神经细胞的形态、功能和相互作用。
通过神经细胞培养技术,科学家们可以观察到神经细胞在体外的生长、突触形成、递质释放等现象,从而深入了解神经细胞的生理和病理过程。
二、电生理记录电生理记录是神经生物学中用于研究神经元电活动的实验技术。
该技术通过在神经元上放置电极,记录神经元膜电位的变化,进而研究神经元的兴奋性和抑制性。
电生理记录技术包括细胞内记录和细胞外记录两种方法。
细胞内记录通过在神经元膜内插入微电极,直接记录膜电位的变化;而细胞外记录则通过在神经元周围放置电极,记录神经元群体活动的总和电位。
通过电生理记录技术,科学家们可以研究神经元在特定刺激下的反应模式,从而了解神经系统的工作机制。
三、光遗传学光遗传学是一种利用光敏蛋白调控神经元活动的实验技术。
该技术通过基因工程技术将光敏蛋白(如光敏离子通道或光敏酶)表达在特定的神经元上,然后使用特定波长的光照射这些神经元,以调控它们的膜电位和兴奋状态。
光遗传学具有时间和空间上的高精确性,能够在活体动物中实现对特定神经元活动的精确操控。
通过光遗传学技术,科学家们可以研究特定神经元在行为、学习和记忆等过程中的作用,从而揭示神经系统功能的复杂性。
四、神经影像学神经影像学是研究大脑结构和功能的重要手段,主要包括功能性磁共振成像(fMRI)、正电子发射断层扫描(PET)和脑电图(EEG)等技术。
这些技术可以无创地观察大脑在不同状态下的血流、代谢和电活动变化,进而研究神经系统的功能连接和网络特性。
神经影像学技术为揭示大脑在认知、情感和行为等方面的功能提供了有力支持。
生物工程专业神经生物学实验指导实验内容一:大鼠脑立体定位及帕金森病(PD)模型制作目的要求:掌握大鼠脑立体定位仪的设计原理、基本结构、用途和正确使用;PD模型制作要点和注意事项。
实验分组:4人/组实验课时:5学时实验用动物、器械和药品:健康成年SD大鼠,体重200—250g,雌雄不拘;脑立体定位仪、水平仪、电吹风;麻醉药(0.4%戊巴比妥钠:戊巴比妥钠0。
4 g,生理盐水100 ml);碘酒、酒精、生理盐水、蒸馏水;5或10ul 微量注射器;手术器械,如手术刀、镊、止血钳等;大鼠脑立体定位图谱;6—羟基多巴胺(6-OHDA)溶液(按3ug/ul配制,加Vc,即6-OHDA溶液1ml:将6-OHDA3mg,VitC0.2mg,溶于灭菌生理盐水,在1。
5ml离心管中定容至1ml,分装后—20℃保存)。
实验操作及注意点:1.根据老师的讲解和指导,认识脑立体定位仪主要部件,即主框、电极移动架及动物头部固定装置(即固定上颌的结构和耳杆与耳杆固定柱)及用途。
2.脑立体定位仪的调试:摆稳定位仪,用水平仪测水平。
检验电极移动架上各个轴向滑尺是否保持互相垂直,微量注射器针尖是否光滑垂直。
检查定位仪各衔接部位的螺丝有无松动.检查头部固定装置两侧是否对称.检查耳杆使两耳杆尖端相对,以此判定耳杆固定的准确程度.然后,使两耳杆尖端相对间隔1~2 mm ,前后移动固定有注射器的注射装置纵轴,使注射器的针体向后移时,恰好通过两耳杆尖端之间的1~2 mm 间隙; 向前移时,恰好与切牙固定架的正中刻线在一条直线上.3.大鼠称重并麻醉(腹腔注射戊巴比妥钠,40mg/kg),动物麻醉不可过深或过浅,注意呼吸情况。
抓取大鼠时要轻柔,防止抓咬伤。
4.鼠颅的固定:将麻醉大鼠置于脑立体定位仪上,鼠颅依靠两耳杆及切牙钩三点固定.在向外耳道内插入耳杆时,鼠眼球向外凸出。
一旦进入鼓膜环沟内,穿破鼓膜,则会发出轻微的“嘭”声,同时出现眨眼反射,眼球不再凸出,说明耳杆进位正确。
神经生物学实验原理与技术一、神经元的电生理实验神经元的电生理实验是研究神经元信号传导和电活动特性的重要方法之一、实验常用的技术包括膜片钳技术和全细胞钳技术。
1.膜片钳技术膜片钳技术是通过在神经元膜上形成一个微小的玻璃电极负压,使其与神经元膜紧密接触,从而记录神经元的电位变化。
膜片钳技术主要用于研究神经元的静息电位、动作电位等电生理特性。
2.全细胞钳技术全细胞钳技术是通过在神经元内注入一种特殊的电解质溶液,形成电极与神经元内部的紧密接触,从而记录神经元内部的电活动和离子流动。
全细胞钳技术常用于研究神经元的离子通道、突触传递等特性。
二、神经解剖实验神经解剖实验是研究神经系统结构和功能的基本方法之一、通过解剖神经系统,可以了解其组织结构和神经元连接的方式。
1.脑切片技术脑切片技术是将大脑等神经组织切成厚度在10-200微米的薄片,然后通过显微镜观察和研究。
脑切片技术常用于研究神经元结构、突触形成和突触传递等。
2.神经示踪技术神经示踪技术是通过标记和追踪神经纤维的方法,研究神经元之间的连接方式和传递路径。
常用的示踪技术包括逆行示踪和顺行示踪等。
三、分子生物学实验分子生物学实验是研究神经系统基因表达和蛋白质功能的重要方法。
通过分子生物学技术,可以探索神经系统的发育和功能调控机制。
1.基因克隆技术2.基因转染技术基因转染技术是将外源基因导入到细胞中,并使之在细胞内表达的方法。
常用的基因转染技术包括质粒转染、病毒介导转染等。
3.蛋白质分离与检测技术蛋白质分离与检测技术是分析神经系统中蛋白质表达和功能的重要手段。
常用的蛋白质分离与检测技术包括SDS-凝胶电泳、Westernblotting、免疫组织化学方法等。
总结起来,神经生物学实验原理与技术主要包括神经元的电生理实验、神经解剖实验和分子生物学实验。
通过这些实验,可以深入研究神经系统的结构、功能和发育机制,为神经生物学领域的研究提供有力的手段。
实验一反射时的测定及反射弧的分析[目的]1.学习测定反射时的方法。
2.了解反射弧的组成。
通过实验证明任何一个反射,只有当实现该反射的反射弧存在,并保证其完整的情况下才能出现。
[原理]机体在中枢神经系统参与之下,对刺激所发生的反应叫做反射;反射弧是反射的解剖学基础(反射弧一般包括感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器等五个部分)。
要引起反射,首要条件是反射弧必须完整。
反射弧的任何一部分受到破坏,反射即不出现。
[实验动物]蛙或蟾蜍[器材及药品]蛙类常用手术器械、支柱台、蛙嘴夹、蛙板、蛙腿夹、小烧杯、大烧杯、培养皿玻璃(2个)、小滤纸片、棉花、秒表、纱布、0.5%及1%硫酸溶液、水。
[方法与步骤]一、脊蟾蜍的反射1.制备脊蛙(或脊蟾蜍):利用毁髓针从枕骨大孔处捣毁脑,保留脊髓制备脊蛙,用蛙嘴夹夹住蛙的下颌,挂在支柱台上2. 屈曲反射正常反射活动的观察及反射时的测定:用培养皿盛0. 5%硫酸溶液,将蛙右后肢的最长趾浸入0.5%硫酸溶液中2~3mm ( 浸入时间最长不超过10s ),立即记下时间(以秒计算)。
当出现屈腿反射时,则停止计时,此为屈腿反射时(即从浸入时起至后肢发生屈曲时所需要的时间)。
立即用清水冲洗受刺激的皮肤,并用纱布擦干。
重复三次,求出平均值作为右后肢最长趾的反射时。
用同样方法测定左后肢最长趾的反射时。
3. 搔扒反射用浸有1%硫酸的滤纸片刺激脊蟾蜍一侧胸腹部或背部皮肤,引起同侧或双侧后肢运动,扒掉滤纸片。
二、反射弧1、反射弧模式图2、屈曲反射的反射弧最长趾感受器→传入神经纤维→脊髓→传出神经纤维→下肢屈肌3、搔扒反射的反射弧腹部感受器→传入神经纤维→脊髓→传出神经纤维→下肢肌三、反射弧完整才能发生反射1、破坏感受器手术剪自右后肢最长趾基部环切皮肤,然后再用手术镊剥净长趾上的皮肤。
用硫酸刺激去皮的长趾,记录结果。
2、麻醉传入和传出神经纤维沿右后肢的股二头肌沟剪开皮肤,分离出坐骨神经。
在神经下穿细棉线后,在细棉条上滴几滴2%普鲁卡因溶液,每隔2min重复刺激 (记录加药时间)。
当屈反射刚刚不能出现时(记录时间),大约五分钟后,用浸有1%硫酸的滤纸片刺激脊蟾蜍一侧胸腹部皮肤,观察搔扒反射。
然后15分钟后,再用滤纸片刺激胸腹部皮肤,观察搔扒反射。
3、破坏效应器将蟾蜍一侧皮肤从根部环切,剥离后浸入含20%的甘油任氏液中,大约经过三十分钟后,该侧肢体不能发生搔扒反射4. 破坏脊髓中枢用细探针插入髓管内,上下抽动破坏中枢——脊髓,蛙四肢松弛。
重复实验,记录结果。
四、小结1、反射是机体通过神经系统对内外环境的刺激所发生的反应2、反射弧是反射的结构基础,由感受器、传入神经纤维、传出神经纤维、效应器组成。
3、反射的完成依赖反射弧的完整性。
[讨论]1. 说明屈腿反射的具体过程。
2. 以实验结果为根据,以严密的逻辑推理方式说明反射弧的几个组成部分。
[注意事项]1、每次实验时,要使皮肤接触硫酸面积不变,以保持相同的刺激强度刺激后要立即洗去硫酸,以免损伤皮肤。
和兴奋性、刺激与肌肉收缩等基本生理现象和过程。
所制备坐骨神经腓肠肌标本是生理学实验中必须掌握的一项基本技能。
本实验目的在于学习破坏蛙类脑脊髓法,掌握坐骨神经腓肠肌标本的制备技术、并获得兴奋性良好的标本,为以后有关实验打下基础。
【实验对象】蛙或蟾蜍。
【实验器材和药品】1.器械蛙类动物手术器械一套,包括普通剪刀、小手术剪刀、镊子、探针、锌铜弓、玻璃分针、蛙板、玻璃板、固定针等。
2.药品任氏液。
3.其它瓷盘、培养皿、小烧杯、棉花、棉线、纱布、滴管等。
【实验步骤和观察指标】1.破坏脑和脊髓取蟾蜍一只,用布包裹蟾蜍四肢躯干露出头部,用左手握住蟾蜍,并用食指按压头部前端,拇指按压背部,使头部前俯;右手持金属探针由头前端沿中线向尾方划触、触及凹陷处即枕骨大孔的所在。
将探针由凹陷处垂直刺入,刺破皮肤即入枕骨大孔,这时将探针尖端转向头方,向前探入颅腔内,然后向各方搅动探针,以捣毁脑组织。
如探针确在颅腔内,术者可感觉出针在四面皆壁的腔内。
脑组织捣毁后,将探针退出;再由枕骨大孔刺入,并转向尾方,与脊髓平行刺入脊管,以破坏脊髓。
脑和脊髓是否完全破坏,可检查动物四肢肌肉的紧张性是否完全消失。
拔出探针后,同一干棉球压迫针孔,以止其出血(见图3-1-1-1)。
另一方法是去脑后再捣毁脊髓。
2.剪除躯干上部及内脏在骶髂关节水平以上0.5~1cm处剪断脊柱。
左手握止蟾蜍后肢、用拇指压止骶骨,使蟾蜍头与内脏自然下垂,右手持粗剪刀(非手术剪),沿脊柱两侧剪除一切内脏及头胸部,留下后肢、骶骨、脊柱以及紧贴于脊柱两侧的坐骨神经。
剪除过程中注意勿损伤坐骨神经。
3.剥皮左手握紧脊柱断端(注意不要握住或压迫神经),右手捏住其上的皮肤边缘、用力向下剥掉全部后肢的皮肤(见图3-1-1-2 )。
把标本放在盛有任氏液的培养皿中。
将手及用过的剪刀、镊子等全部手术器械洗净,再继续下面步骤。
4.分离两腿用镊子夹住脊柱标本提起,背面朝上,剪去向上突起的尾骨(注意勿损伤坐骨神经)。
然后沿正中线用剪刀将脊柱和耻骨联合中央辟开两侧大腿,并完全分离。
将两条腿浸入盛有任氏液的培养皿中。
5.制作坐骨神经腓肠肌标本(1)分离坐骨神经取一条腿放置在蛙板上的玻璃片上,用一固定针将粗制标本的脊柱固定在蛙板上(腹面朝上),将下肢拉直并向外旋转趾蹼朝上,用固定针在跖? 骨部固定在蛙板上,用玻璃分针沿脊柱旁游离坐骨神经至尾骨处、再循坐骨神经沟(股二头肌和半膜肌之间的裂逢处),找出坐骨神经的大腿段,用玻璃分针仔细剥离,剪断坐骨神经的所有分支,并将神经分离直至膝关节处。
(2)分离腓肠肌用玻璃分针或镊子将腓肠肌跟腱分离,并穿线结扎。
在结扎远端用粗剪刀剪断跟腱,左手执线提起腓肠肌,以手术剪刀剪去其周围联系的组织,但保留腓肠肌起始点与骨的联系,唯须注意勿损伤支配该肌的神经分支。
(3)游离坐骨神经腓肠肌标本将该后肢股部所有肌肉从膝关节起沿股骨剥离并剪去,以粗剪刀在股骨上中1/3处剪断股骨,剪下一小段与神经相连的脊柱(约1~2个脊椎骨)在膝关节下将小腿剪掉,留下的即为坐骨神经腓肠肌标本。
(4)检查标本的兴奋性用经任氏溶液润湿的锌铜弓轻轻接触一下坐骨神经,如腓肠肌发生迅速而明显的收缩,则表明标本的兴奋性良好,即可将标本放在盛有任氏液的培养皿中,以备实验用。
若无锌铜弓,亦可用中等强度单个电刺激作上述试验。
【注意事项】1.沿脊柱中央把下半身剪为左右两大半时,要正中,否则会损伤坐骨神经。
2.神经分离需用玻璃分针,分离过程中操作必须精细,避免用金属器械碰夹神经,以免损伤。
同时要注意持针分离方向应由中心向外周,以免将神经上段撕伤。
坐骨神经周围的组织和神经的小分枝,可用分针纯性分离或用剪刀逐步剪掉。
3.所用的器械要洁净,接触蛙皮肤,特别是蟾蜍皮肤的用具必须洗净后使用。
4.应经常用任氏液湿润标本,防止干燥。
【思考题】1.你制备的坐骨神经腓肠肌标本的兴奋性如何?2.根据个人体会,总结制备新鲜完整的坐骨神经标本过程中的注意事项和体会实验三刺激强度与骨骼肌收缩反应的关系[学习目的]:1、学习肌肉实验的电刺激方法及肌肉收缩的记录方法。
2、观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系。
[基本原理]:腓肠肌由许多肌纤维组成,刺激腓肠肌时,不同刺激强度会引起肌肉的不同反应。
当刺激强度过小时,不引起肌肉发生收缩反应,此时的刺激为阈下刺激。
当全部肌纤维同时收缩时,则出现最大的收缩反应。
这时,即使在增大刺激强度,肌肉收缩的力量也不再随之加大。
可以引起肌肉发生最大收缩反应的最小刺激强度为最适刺激强度。
[动物与器械]蟾蜍(或蛙)的腓肠肌标本、常用手术器械、BL—420E 、张力传感器、刺激电极、支架、双凹夹、肌槽、不锈钢盘、滴管、任氏液、棉线。
[方法与步骤]1、破坏脑脊髓:(1)取蟾蜍一只,用自来水冲洗干净。
左手握住蟾蜍,用食指按其头部使之略向前屈,拇指按住其背部,其余三指则握住蟾蜍的四肢和腹部(2)用右手持金属探针,在头颅后缘,自枕骨大孔与脊椎管之间刺入椎管,先左右摆动,离断脊髓;再向前插入颅腔,向左右摆动数次,捣毁全部脑组织,如探针确已插入颅腔,则向各方向摆动时,即有触及颅骨的感觉。
(3)将探针撤回至枕骨大孔,但不拔出皮肤,直接向后插入脊椎管,直达骶部,轻轻转动探针,以破坏脊髓。
如探针确已在脊椎管中,则不能左右摆动,探针不得穿透脊椎管,以免损伤内脏。
最后拔出探针,用小棉球堵塞创口以止血。
脑脊髓破坏完全后,蟾蜍将失去一切反射活动,全身肌肉软瘫。
如动物仍有反射动作,表示破坏不彻底,必须重新破坏。
2、去皮和制作下肢标本:(1)左手握住蟾蜍的脊柱,用粗剪刀在前肢腋窝处,将脊柱横断,并沿脊柱两侧避开坐骨神经剪开腹壁,此时头、躯干上部及内脏全部下垂,剪除头、全部躯干及内脏组织,剪去肛周皮肤,留下脊柱和后肢(2)用圆头镊子夹住脊柱边缘,注意不要碰到坐骨神经,捏住皮肤边缘,逐步向下牵拉剥离皮肤。
将全部皮肤剥除后,标本放于盛有任氏液的小烧杯中。
随即洗净蛙板、剪刀和双手上的污物及毒汁。
(3)用粗剪刀沿脊柱和骨盆的中线,将标本纵剖为两半,注意勿损伤坐骨神经。
一半置于蛙板上,以制备标本;另一半置于盛有任氏液的玻璃平皿中备用。
3、制备神经-腓肠肌标本:(1)把下肢的背面朝上,辨认蟾蜍大腿的三头肌、二头肌和半膜肌,以及小腿的腓肠肌。
(2)用玻璃钩针和镊子仔细把二头肌和半膜肌分开,便可看到一条粗大的神经,此即坐骨神经。
用玻璃钩针把神经挑起,剪去通往大腿肌肉的神经分支,顺着神经走行方向,转向腹腔面沿脊柱逐渐把神经主干全部分出,直到所连的椎骨为止。
用粗剪刀剪除多余的肌肉和脊椎骨,仅留下与坐骨神经相连的一小块脊椎骨,用镊子夹住这块脊椎骨,轻轻提起坐骨神经,用手术剪剪去残余的分支,并将坐骨神经一直分离到膝关节附近。
(3)分离腓肠肌的跟腱,用线结扎跟腱,在结扎处以下将跟腱剪断。
持线提起腓肠肌,用粗剪刀剪去小腿骨和其上的肌肉,再将大腿肌肉剪去,只留长约1~2cm的股骨,并将其上肌肉刮干净,以便在肌动器上固定此标本。
4、检验标本:用锌铜弓的两端轻轻接触神经,若肌肉产生收缩,则表示此标本的机能状态良好。
5、实验仪器用品的准备。
打开计算机采集系统,连接张力传感器与刺激输出。
将标本的骨头固定在肌槽的骨头固定孔内,腓肠肌肌腱上的扎线与张力传感器应变梁相连,双针形刺激电极密切接触近膝关节处的腓肠肌,电极接头与刺激输出线相通,调节好扎线的张力,不可过松或过紧,以使肌肉自然拉平为宜(保证肌肉一旦收缩,即可牵动张力传感器的应变梁)。
6、计算机采集系统的准备开通与张力传感器相连的通道,选择张力信号输入,然后启动波形显示图标,此时显示通道中出现扫描线。
调节刺激装置的设置,将延时、波宽及刺激强度调至最小,选择单刺激方式刺激。