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。至此步,刺激器已自动设为:连续刺激、刺激强度1.0v、波宽005ms、延时1秒,并启动刺激器;“增益”自动设为4mv/cm;“显示速度”自动设为4000mm/s;“显示方式”自动设为同步触发;“图形比较”=2通道移至1通道;选择“50Hz滤波”和“平滑滤波”;“横向扩展”1倍。
(四)这时可以看到动作电位图形,如果用单通道记录,图形显示在1通道;如果用双通道记录时,两个动作电位分别显示在1通道和2通道。根据图形大小重新设置“增益选择”,方法如下:按“快捷键2”即可进入增益设www.lindalemus.com/Article/置界面,选择需改变增益的通道,按“Enter键”,按左右光标键进行增益的设置,设好后可按“Enter”或“Esc”键返回。
(五)如刺激伪迹很大可用1×1cm大小的滤纸用任氏液浸湿后放在地线位置处的神经上,可大大减小伪迹。如动作电位有毛刺样干扰,可选“参数设置”,按“Enter键”,或按“快捷键8”,选“干扰滤波”,按“Enter键”,选“平滑滤波”,按“Enter键”,选所需通道,按“Enter键”,按左右光标键选3点平滑即可,选好www.lindalemus.com/rencai/后按“Enter键”确认并退出;如欲扩展波形,可选用“参数设置”,按“Enter键”,或“按快捷键8”,选“横向扩展”,按“Enter键”,按左右光标键设置,一般选2倍即可;如将通道图形同时显示在1通道,按F1切换。
(六)进入“记录状态”开始实验。
四、观察项目
(一)双相动作电位的观察
用上述设置,可观察到刺激伪迹之后有一双相动作电位,观察双相动作电位的波形、幅值和时程。
(二)刺激强度与复合动作电位幅值的关系选择“刺激强度1”,按左右光标键其设置为“0”,然后逐渐增加刺激强度(不需确认),当刚出现动作电位时,记录刺激强度,即为阈强度。再继续增加刺激强度,可发现刺激伪迹和动作电位的幅值都随之逐渐增大,当刺激强度增大到一定程度时,动作电位的幅值不再随刺激强度的增加而增大,而伪迹仍可继续增大,这一引起最大动作电位的刺激强度,即为最大刺激强度。观察完后,可按空格键,将图形冻结,并打印下来(打印具体方法见后面)。
(三)单相动作电位的观察
用镊子夹伤两记录电极之间的神经,以同样参数刺激神经标本,可见动作电位的第二相减小或完全消失,即为单相动作电位。观察其波形、幅值和时程,并测定其幅值以及上升支与下降支的时间比。观察完后,同样可按“空格键”,将图形冻结,并打印下来(具体打印方法见后面)。
打印
1.在打印之前,首先进行屏幕颜色和图形颜色的设置,将所要打印的图形颜色设置为黄色或白色,将背景颜色设置为蓝色或黑色,才能被打印出来,设置方法如下:选择参数设置,按Enter键,选择屏幕颜色,可分别选择1通道图形、2通道图形、3通道图形、背景颜色、方格背景的子菜单,选择其中一项并按Enter键后,在子菜单后部显示一个色块,可用左右光标键选择所需色调,该项显示即改变为所选颜色,按“Enter”键确认并退出。按同样的方法可改变其它通道的颜色和背景颜色。
2.选择打印选择,按“Enter”键,子菜单区显示1通道图、2通道图形、3通道图形、数据打印四项内容,可以反复按回车键来选择打印或不打印,选取后按“Esc”键退出
3.观察完动作电位的图形后,按空格键,使屏幕冻结。打印机进纸联机后,按“F9”即可打印。
注意事项
1.用任氏液保持神经标本湿润,但神经及电极不能有水珠,以免短路。勿用手或金属镊子接触神经。
2.标本及两端结扎线不可碰触标本盒,也不可折叠返回。
3.所用仪器、标本盒外壳和标本盒接地电极必须妥善接于一点后再共同接地。
4.实验中如双相动作电位为先下后上时,可对调两输入端的引导电极插头。
5.刺激伪迹是刺激电流沿神经表面电解质溶液传导到纪录电极下而被传导、放大出来的电信号。刺激伪迹可指示刺激开始的时间。伪迹没有潜伏期,其幅度随刺激强度增大而增大,位相随刺激极性的改变而改变。伪迹不可过大,以免影响动作电位的波形,可采取一定措施加以衰减。
课堂讨论:
1.双相动作电位和单相动作电位是如何引导出来的?为什么?
2.双相动最电位的第一相和第二相在波形上并不对称,为什么?
3.坐骨神经动作电位的幅值和刺激强度有何关系,为什么?
4.如何鉴别刺激伪迹和神经干动作电位?
5.单根神经纤维动作电位与神经干复合动作电位有何区别?