神经干动作电位的引导和传导速度的测定

第4次课蛙神经干动作电位的引导及其传导速度的测定一实验目的（一）、掌握蛙坐骨神经-胫腓神经标本的制备方法。

（二）、掌握引导神经干复合动作电位和测定其传导速度的基本原理和方法。

二相关知识（一）、兴奋及兴奋性的概念（二）、动作电位的潜伏期、动作电位时程和幅值1、动作电位：各种可兴奋细胞在受到刺激而兴奋时，可以在细胞膜静息电位的基础上发生一次短暂的，可向周围扩布的电位波动。

这种电位波动称为动作电位。

2、刺激伪迹：刺激伪迹是在电刺激的同时，记录电极所记录到的一个电位变化。

它在动作电位之前出现，而且会随着刺激强度的增加而增大。

伪迹是由于刺激电流沿神经干表面的电解质液体传导到记录电极下而被引导、放大出来的电信号。

由于电流的传导速度接近光速，所以刺激伪迹也几乎与刺激信号同时出现。

伪迹可以作为刺激开始的时间标记，用来观察潜伏期的长短。

（三）、动作电位的传导局部电流的形式三本次实验的特点（一）、细胞外记录（二）、神经干的动作电位神经干是由许多粗细不等的有髓和无髓神经纤维组成的混合神经，故神经干动作电位与单根神经纤维的动作电位不同，它是由许多神经纤维的动作电位合成的一种复合电位。

其传导速度与组成该神经干的主要神经纤维有关，蛙类坐骨神经干中以Aα类纤维为主,传导速度大约为35～40 m/s，它并不能代表组成该神经干的每一单个神经纤维的传导速度，而是主要代表了Aα类神经纤维的传导速度。

神经干动作电位是由多根神经纤维的动作电位复合而成。

对于每根神经纤维其兴奋性都不同，在一定范围内,较小的刺激能引起兴奋较高的少数神经纤维兴奋,所以动作电位的幅度较小;随着强度增加，能兴奋的神经纤维的数目也增加，所以神经干的复合动作电位增加，当所有神经纤维都兴奋后，动作电位的幅度就不会随着刺激强度的增加而增加速度。

四本实验的原理（一）、单根神经纤维动作电位的引导及其传导1、记录出了一个先升后降的双相动作电位的原理当神经纤维未受刺激时，膜外与电极所接触的两点之间没有电位差，所以两电极之间也无电位差存在，扫描线为一水平基线。

4神经干动作电位的引导及神经兴奋传导速度的测定西安交通大学医学院教案, 引导蟾蜍坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。

, 学习和掌握神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。

, 学习和掌握蟾蜍坐骨神经-腓神经标本制备方法。

, 复习讲解神经干动作电位和神经纤维动作电位的区别、神经干动作电位形成的过程及神经干兴奋传导速度的测定原理等。

, 制备坐骨神经—腓神经标本。

, 引导单、双相动作电位及测定兴奋传导速度。

, 神经干双相动作电位的形成机制。

, 兴奋传导速度的测定原理。

【】1. 引导蟾蜍坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。

2. 学习和掌握神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。

3. 学习和掌握蟾蜍坐骨神经-腓神经标本制备方法。

【】动作电位是神经细胞兴奋的客观标志，当神经纤维或神经干受到有效刺激时，必然会产生可传导的动作电位，也称为神经冲动。

由于神经干动作电位是许多单根神经纤维动作电位的复合，所以它的特征不同于单根神经纤维的动作电位。

本实验采用离体细胞外记录法，记录神经干兴奋时两个记录电极之间的电位变化。

动作电位可沿神经纤维进行双向传导，其传导速度取决于纤维直径、内阻、有无髓鞘等因素。

通过测定动作电位传导的距离和时间，可算出动作电位在神经纤维上的传导速度。

【】1. 动物蛙或蟾蜍。

2. 试剂和药品任氏液3. 装置和器材计算机、蛙类手术器械、神经屏蔽盒、直尺、圆规、培养皿。

【】1. 神经干动作电位的引导1）制备坐骨神经-腓神经标本制备方法与制备坐骨神经-腓肠肌标本基本相同，只是当把坐骨神经游离至膝关节后，在腓肠肌一侧继续分离腓神经至足趾，用线结扎，并在结扎线远端剪断。

将制备好的坐骨神经-腓神经标本浸入盛有任氏液的培养皿内备用。

2）将神经标本置于神经屏蔽盒的电极上。

将神经的近中枢端置于刺激电极一侧，外周端置于记录电极侧。

3）进入BL-410生物信号采集、处理系统，单击菜单栏中实验项目，在肌肉、神经实验中选择神经干动作电位的引导。

实验一神经干动作电位的引导,兴奋传导速度及不应期的测定神经干动作电位、传导速度及不应期的测定【目的和原理】神经纤维的兴奋表现为动作电位的产生和传导，神经纤维上传导的动作电位通常称为神经冲动。

在神经细胞外表面，已兴奋部位带“负电”，未兴奋部位带“正电”，用引导电极引导出此电位差，输入到示波器，则可记录到动作电位的波形。

本实验用细胞外记录法，可引导出坐骨神经的复合动作电位。

神经纤维兴奋的标志是产生一个可以传导的动作电位，它依局部电流或跳跃传导的方式沿神经纤维传导。

其传导速度取决于神经纤维的直径、内阻、有无髓鞘等因素，可用电生理学方法来记录和测量。

神经纤维在一次兴奋过程中，其兴奋性可发生周期性变化，包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。

本实验主要目的是学习电生理仪器的使用方法，掌握离体神经干动作电位的细胞外记录法及其基本波形的判断和测量。

掌握神经干动作电位传导速度及其不应期的测定方法，通过调整条件刺激和测试刺激之间的时间间隔，来测定坐骨神经干的绝对不应期。

【实验对象】蟾蜍或蛙。

【实验器材和药品】蛙类手术器械一套、电子刺激器、示波器(或计算机实时分析系统)、神经屏蔽盒、任氏液。

【实验步骤】1(制备坐骨神经——胫、腓神经标本操作方法详见3(8。

2(连接装置(见图8-1-1)。

3(准备仪器:(1)刺激器:调节刺激器各项参数:刺激方式连续刺激，频率16Hz，刺激强度0.5v，波宽0.1ms。

调节延迟使动作电位的图像位于示波器荧光屏的中央。

(2)示波器:灵敏度:1,2mv/cm，扫描速度:1,2ms/cm，引导电极输入到示波器的“AC”端，双边输入，刺激器的“同步输出”接示波器“外触发输入”，触发选择设置为“同步触发”。

4(观察项目:屏蔽盒S1 S2 R1 R2 R3 R4N输出上线下线刺示激波器器图8-1-1 神经干动作电位引导装置图(1)测量单、双相动作电位的潜伏期、时程和振幅，填入下表:时程振幅潜伏期动作电位格毫秒格毫伏格毫秒第一相双相动作电位第二相(2)测算动作电位的传导速度:V=S/?t (米/秒)式中:S为R1到R3的神经干长度，以米为单位。

一目的要求：1．学习蛙类动物单毁髓与双毁髓的方法。

2．学习并掌握蛙类坐骨神经干标本的制备方法。

3．学习电生理学实验方法。

4．观察蟾蜍坐骨神经干复合动作电位的波形，了解其产生的基本原理。

二基本原理：神经干在受到有效刺激后，可以产生动作电位，标志着神经发生兴奋。

如果在神经干另一端引导传来的兴奋冲动，可以引导出双相的动作电位，如在两个引导电极之间将神经麻醉或损坏，则引导出的动作电位即为单相向动作电位。

神经细胞的动作位是以”全或无”方式发生的。

坐骨神经干是由很多不同类型的神经纤维组成的，所以，神经干的动作电位是复合动作电位。

复合动作电位的幅值在一定刺激强度下是随刺激强度的变化而变化的。

三动物与器材：蟾蜍、常用手术器械（手术剪、手术镊、金冠剪、眼科剪、毁髓针和玻璃分针）、蛙板、固定针、不锈钢盘、污物缸、粗棉线、任氏液、计算机生理信号处理系统、神经屏蔽盒。

四方法步骤：1．蟾蜍的单毁髓与双毁髓一手握住蛙或蟾蜍(可用纱布包裹蟾蜍躯干部)，背部向上。

用拇指压住蛙或蟾蜍的背部，食指按压其头部前端，使头端向下低垂; 另一手持毁髄针，由两眼之间沿中线向后触划，当触及到两耳中间的凹陷处(此处与两眼的联机成等边三角形)时，持针手即感觉针尖下陷，此处即是枕骨大孔的位置。

将毁髄针由凹陷处垂直刺入，即可进入枕骨大孔（图t-1）。

然后将针尖向前刺入颅腔，在颅腔内搅动，以捣毁脑组织。

如毁髄针确在颅腔内，实验者可感到针尖触及颅骨。

此时的动物为单毁髓动物。

再将毁髓针退至枕骨大孔，针尖转冋后方，与脊柱平行刺入椎管，以捣毁脊髓。

彻底捣毁脊髓时，可看到动物的后肢突然蹬直，而后瘫痪如棉（图t-2），此时的动物为双毁髓动物。

如动物仍表现肢肌肉紧张或活动自如，必须重新毁髓。

操作过程中应注意使蟾蜍头部向外侧(不要挤压耳后腺)，防止耳后腺分泌物射入实验者眼内(如被射入，则需立即手生理盐水冲洗眼睛)。

2．坐骨神经干标本制备(1) 剥制后肢标本（图t-3）(2) 分离两后肢（图t-4）(3) 分离坐骨神经（图t-5）3．测定：阈刺激、最大刺激，打印不同刺激引起的动作电位重叠显示波形。

实验报告说明：1、实验报告务必独完成，对抄袭者将按不及格处理；2、实验报告的格式请按下面的各项要求来填写，不要改动；3、正文字体统一用“仿宋-GB2312”、，小四号，单倍行距，小标题加黑；4、下面的“替换这里”字体底纹在完成后去除；5、实验报告按时上传，上传时文件名统一按照网上说明来命名；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：实验日期：室温：气压：成绩：教师：一、实验结果（一）神经干动作电位的引导和观察（二）动作电位传导速度的测定姓名：学号：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。

神经干动作电位的引导及神经兴奋传导速度的测定【实验目的】1. 引导蟾蜍坐骨神经动作电位，并观察其基本波形（包括双相和单相动作电位）。

2. 学习和掌握神经干动作电位传导速度测定的原理和方法。

3. 学习和掌握蟾蜍坐骨神经-腓神经标本制备方法。

【实验原理】动作电位是神经细胞兴奋的客观标志，当神经纤维或神经干受到有效刺激时，必然会产生可传导的动作电位，也称为神经冲动。

由于神经干动作电位是许多单根神经纤维动作电位的复合，所以它的特征不同于单根神经纤维的动作电位。

本实验采用离体细胞外记录法，记录神经干兴奋时不同位置记录电极之间的电位变化。

动作电位可沿神经纤维进行双向传导，其传导速度取决于纤维直径、内阻、有无髓鞘等因素。

通过测定动作电位传导的距离和时间，可算出动作电位在神经纤维上的传导速度。

【实验材料】1. 动物蛙或蟾蜍。

2. 试剂和药品任氏液3. 装置和器材计算机、蛙类手术器械、神经屏蔽盒、直尺、圆规、培养皿。

【实验方法】1. 神经干动作电位的引导1）制备坐骨神经-腓神经标本制备方法与制备坐骨神经-腓肠肌标本基本相同，只是当把坐骨神经游离至膝关节后，在腓肠肌一侧继续分离腓神经至足趾，用线结扎，并在结扎线远端剪断。

将制备好的坐骨神经-腓神经标本浸入盛有任氏液的培养皿内备用。

2）将神经标本置于神经屏蔽盒的电极上。

将神经的近中枢端置于刺激电极一侧，外周端置于记录电极侧。

3）进入BL-420生物信号采集、处理系统，单击菜单栏中实验项目，在肌肉、神经实验中选择神经干动作电位的引导，观察所引导出的动作电位。

4）观察刺激强度对动作电位幅度的影响。

实验项目（单击）——>肌肉、神经实验——>阈强度与动作电位的关系——>设置起始刺激强度、刺激增量与时间间隔——>单击OK——>观察显示器所显示的随着刺激强度大增大，双向动作电位从无到有、到随着刺激强度的增大而增大、再到刺激强度增大到某一值时，动作电位不再随之增大的变化过程。

一、蟾蜍坐骨神‎经干动作电‎位引导及传‎导速度测定‎实验目的：加强理解兴‎奋传导的概‎念，掌握测定神‎经干动作电‎位传导速度‎的方法。

熟悉仪器设‎备的操作。

实验原理：通过测出示‎波器上动作‎电位传导的‎距离和传导‎所需的时间‎，计算传导速‎度。

1.潜伏期法：测量第一个‎通道动作电‎位潜伏期的‎时间t，输入刺激电‎极到第一个‎引导电极间‎的距离s，v=s/t。

2.潜峰法：测量两个通‎道的动作电‎位波峰间的‎时间差和两‎对引导电极‎间的距离，v=(s2-s1)/(t2-t1)。

实验步骤：1.制备坐骨神‎经-腓神经标本‎，放入神经屏‎蔽盒。

2.连接仪器，引导动作电‎位波形。

3.剪裁编辑图‎形，计算传导速‎度。

实验结果：1.图形2.计算S=10mm, t=0.33ms, v=10mm/0.33ms=33m/s分析讨论：1. 当刺激端和‎记录端离得‎较远时，引导的复合‎动作电位波‎形会发生什‎么改变，为什么？2.用什么方法‎可使复合动‎作电位传导‎速度的测量‎更准确？实验结论：神经干动作‎电位的传导‎速度为33‎m/s.二、兴奋性不应‎期的测定实验目的：了解测定不‎应期的方法‎和原理，并加深对兴‎奋性在兴奋‎过程中的变‎化过程的理‎解。

实验原理：神经纤维受‎到适宜刺激‎后，产生兴奋，即动作电位‎。

一次兴奋产‎生后，必须经绝对‎不应期、相对不应期‎、超常期等变‎化后，兴奋性才能‎恢复。

本实验通过‎生物电放大‎器引导并记‎录神经干复‎合动作电位‎，验证和测量‎动作电位的‎不应期。

先给一个条‎件刺激，再用另一个‎检验刺激在‎兴奋的不同‎时期给予刺‎激，检查兴奋未‎阈值及所引‎起动作电位‎的幅度。

实验步骤：1．制备坐骨神‎经-腓神经标本‎，并浸在任氏‎液中约5分‎钟，待其兴奋性‎稳定后实验‎。

2.连接仪器，设置实验参‎数，观察并测量‎神经干的不‎应期。

实验结果：（见图）分析讨论：1.为什么要先‎引导神经纤‎维的单向复‎合动作电位‎，然后再测量‎其兴奋性的‎不应期？2.神经干不应‎期与单根神‎经纤维的不‎应期有何不‎同？实验结论：兴奋性的不‎应期包括绝‎对不应期、相对不应期‎、超常期、低常期。

关于神经干动作电位的引导，传导速度及不应期的测定实验报告指导一、实验目的：1.观察牛蛙坐骨神经干的动作电位，比较神经干与单根神经纤维动作电位的区别。

2、了解神经干电位的特点二.实验原理：动作电位：指的是细胞在静息电位的基础上接受有效刺激后产生的一个迅速的可向远处传播的膜电位波动。

动作电位是神经兴奋的客观指标。

双相动作电位：如将两个引导电极分别置于正常完整的神经干表面，动作电位先后通过两个引导电极，可引导出两个相反方向的电位偏转，称为双相动作电位。

三.实验材料1.动物：牛蛙或者蟾蜍2.药品：林格液3.器材：蛙板，蛙类手术器械一套，滤纸，烧杯，手术线，棉球，RM6240生物信号记录系统，刺激电极，屏蔽盒。

四.实验方法：1.制备坐骨神经标本①破坏蛙的脑脊髓②剪除躯干上部及内脏③后肢剥皮④清洗干净⑤分离左右后肢⑥游离出坐骨神经⑦制备坐骨神经干标本⑧清理标本2.连接实验装备3.系统调试：①开机并启动RM6240生物机能实验系统②本实验采取单通道记录，将一对引导电极与通道一连接，刺激电极连接至刺激器输出接口。

③将坐骨神经-腓神经标本放入神经屏蔽盒（坐骨神经中枢端放在刺激电极上，外周端放在引导电极上）4.项目观察：1.观察细胞外引导双相动作电位的波形特点，测定幅值及时程2.测定神经干动作电位传导速度3.测定不应期：记录下第二个动作电位刚消失时的两个刺激脉冲之间的波间隔，此时的波间隔值即为绝对不应期。

用不应期减去绝对不应期即为得出相对不应期。

五.实验结果从以下几个方面写解释双相动作电位产生的机制，记录动作电位的时程，幅值测定神经干动作电位传导速度动作电位不应期的测定刺激强度与复合动作电位幅值的关系六.注意事项1.制备神经标本过程中，应避免用手捏神经或镊子夹伤神经。

2.为了防止神经干标本干燥，制备过程中应不断滴加任氏液，使其保持良好兴奋性。

3.将神经干放在屏蔽盒之前，用刀片轻刮引导电极，以保证电极和神经干密切接触。

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。