神經(jīng)干動(dòng)作電位及其傳導(dǎo)速度的測(cè)定在ZL-620醫(yī)學(xué)信號(hào)采集處理系統(tǒng)的應(yīng)用

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?

      學(xué)習(xí)記錄神經(jīng)干復(fù)合動(dòng)作電位的方法，掌握動(dòng)作電位的測(cè)量，了解神經(jīng)興奮傳導(dǎo)速度及其測(cè)定方法，加深理解性和興奮傳導(dǎo)的概念。

【實(shí)驗(yàn)原理】

神經(jīng)干動(dòng)作電位是神經(jīng)興奮的客觀標(biāo)志，給具有興奮性的神經(jīng)干以一定強(qiáng)度的刺激，會(huì)發(fā)生動(dòng)作電位。處于興奮部位的膜外電位負(fù)于靜息部位。當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)通過后，興奮處的膜外電位又恢復(fù)到靜息時(shí)水平。神經(jīng)干興奮過程所發(fā)生的這種膜電位變化稱神經(jīng)干動(dòng)作電位。

如果兩引導(dǎo)電極置于正常完整的神經(jīng)干表面，當(dāng)經(jīng)理干一端興奮后，興奮波先后通過兩個(gè)引導(dǎo)電極處，可記錄到兩個(gè)方向相反的電位偏轉(zhuǎn)波形，稱為雙相動(dòng)作電位。如果兩個(gè)引導(dǎo)電極之間的神經(jīng)組織有操作，興奮波只通過**個(gè)引導(dǎo)電極，不能傳導(dǎo)至**個(gè)引導(dǎo)電極，則只能記錄到一個(gè)方向的電位偏轉(zhuǎn)波形，稱為單相動(dòng)作電位。

神經(jīng)干由很多神經(jīng)纖維組成，故神經(jīng)干動(dòng)作電位與單根神經(jīng)纖維的動(dòng)作電位不同，它是由許多神經(jīng)纖維動(dòng)作電位綜合成的綜合性電位變化。此外，這是在細(xì)胞外記錄，與細(xì)胞內(nèi)記錄不同。所以，神經(jīng)干動(dòng)作電位幅度在一定范圍內(nèi)可隨刺激強(qiáng)度的變化而變化。

動(dòng)作電位在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)有一定的速度。不同類型的神經(jīng)傳導(dǎo)速度（υ）各不相同，神經(jīng)纖維越粗，則傳導(dǎo)速度越快。蛙類坐骨神經(jīng)干中以Aα類纖維為主，傳導(dǎo)速度大約35~40m/s。

測(cè)定神經(jīng)沖動(dòng)在神經(jīng)干上傳導(dǎo)的距離（s）與通過這些距離所需的時(shí)間（t），即可根據(jù)υ=s/t求出神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度。

【實(shí)驗(yàn)對(duì)象】

     蟾蜍或蛙。

【實(shí)驗(yàn)器材】

蛙類手術(shù)器械、標(biāo)本屏蔽盒、帶電極的接線若干、林格液、ZL-620生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)。

【方法和步驟】

1.    制備蟾蜍坐骨神經(jīng)干標(biāo)本

（1） 方法一：標(biāo)本制備方法與坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本制備方法大體相同。應(yīng)注意：

1）        神經(jīng)干應(yīng)盡可能分離得長(zhǎng)一些。要求上自脊椎附近的主干，下沿腓總神經(jīng)與脛神經(jīng)一直分離至踝關(guān)節(jié)附近為止。

2）        神經(jīng)干分離過程中切勿損傷神經(jīng)組織，以免影響實(shí)驗(yàn)效果。

3）        神經(jīng)兩端要用細(xì)線扎住，然后浸于林格液中備用。

（2） 方法二：取剝皮后的蟾蜍下部軀干，取俯臥位，用尖頭鑷夾住骶骨尾端稍向上提，用組織剪水平剪除骶骨。然后將標(biāo)本仰臥，用玻璃分針分離脊柱兩側(cè)坐骨神經(jīng)干，穿線，緊靠脊柱分別結(jié)扎神經(jīng)，并剪斷神經(jīng)，提起線頭，從骶骨剪口處穿向背側(cè)，將標(biāo)本俯臥，用大頭針將標(biāo)本成“人”字形固定。用手輕提一側(cè)結(jié)扎神經(jīng)的線頭，辨清坐骨神經(jīng)走向，然后置剪刀于神經(jīng)與組織間，剪刀與下肢成30°角，緊貼股骨、腘窩，順神經(jīng)走向把神經(jīng)連同肌肉一起剪下，直至跟腱，剪斷跟腱和神經(jīng)。提起剪下的神經(jīng)肌肉標(biāo)本，用鑷子夾住腓腸肌表面，順神經(jīng)干向輕拉，去除肌肉組織后，一根坐骨神經(jīng)干標(biāo)本便制備好了。

2.    連接實(shí)驗(yàn)裝置

（1） 按圖2-4-1所示用導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)儀器。ZL-620的刺激輸出連接一對(duì)刺激電極，兩對(duì)引導(dǎo)電極連接ZL-620的CH2和CH4兩個(gè)通道，地線接地。必須避免連接錯(cuò)誤或接觸不佳。

圖2-4-1  觀察神經(jīng)干動(dòng)作電位及測(cè)定神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)速度裝置圖

（2） 標(biāo)本屏蔽盒內(nèi)襯以浸濕林格液的濾紙，以??加盒內(nèi)空氣濕度，防止神經(jīng)干迅速干燥。

（3） 將神經(jīng)干標(biāo)本旋轉(zhuǎn)在刺激電極、接地電極和引導(dǎo)電極上。

（4） 啟動(dòng)ZL-620生物信號(hào)采集處理系統(tǒng)，點(diǎn)擊菜單“實(shí)驗(yàn)/常用生理學(xué)實(shí)驗(yàn)”，選擇“神經(jīng)干動(dòng)作電位”，設(shè)置參數(shù)（表2-4-1）。刺激模式也可采用單刺激或主周期刺激，逐步改變刺激幅度。

表2-4-1 ZL-620放大器、采樣和刺激器參數(shù)表

3.    實(shí)驗(yàn)觀察

（1） 觀察不同刺激強(qiáng)度對(duì)神經(jīng)干動(dòng)作電位的影響：逐漸增大刺激強(qiáng)度，找出剛能引起微小的神經(jīng)干動(dòng)作電位的刺激強(qiáng)度（閾強(qiáng)度）。繼續(xù)增強(qiáng)刺激強(qiáng)度，神經(jīng)干動(dòng)作電位也相應(yīng)增大。當(dāng)動(dòng)作電位增至*大時(shí)（不再隨刺激強(qiáng)度而增大），該刺激強(qiáng)度即為*大刺激強(qiáng)度。

（2） 仔細(xì)觀察雙相動(dòng)作電位波形。讀出*大刺激時(shí)雙相動(dòng)作電位上下相的幅度和整個(gè)動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間。

（3） 觀察把神經(jīng)干標(biāo)本旋轉(zhuǎn)方向倒換后雙相動(dòng)作電位波形有何變化。

（4） 測(cè)定動(dòng)作電位傳導(dǎo)速度

1）        給予神經(jīng)干*大刺激強(qiáng)度的刺激，在通道2、4的采樣窗中，可觀察到先后形成的兩個(gè)雙相動(dòng)作電位波形。

2）        分別測(cè)量從刺激偽跡到兩個(gè)動(dòng)作電位起始點(diǎn)的時(shí)間，設(shè)通道2為t1，通道4為t2（或可直接測(cè)量?jī)蓚€(gè)動(dòng)作電位起點(diǎn)的間隔時(shí)間），求出t2—t1的時(shí)間差值。

3）        測(cè)量標(biāo)本屏障盒中CH2與CH4兩對(duì)引導(dǎo)電極之間的距離s（應(yīng)測(cè)r1~r2的間距）。

（5） 觀察和測(cè)定單相動(dòng)作電位波形（在損傷神經(jīng)標(biāo)本之前，可先做“神經(jīng)干動(dòng)作電位不應(yīng)期的測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)）。

1）        用鑷子將CH4兩個(gè)記錄電極之間的神經(jīng)夾傷或用**阻斷，再刺激時(shí)呈現(xiàn)單相動(dòng)作電位。

2）        讀出*大刺激時(shí)單相動(dòng)作電位的振幅值和整個(gè)動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間數(shù)值。

3）        比較單相動(dòng)作電位的上升時(shí)間和下降時(shí)間的長(zhǎng)短，并分析與雙相動(dòng)作電位波形的關(guān)系。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】

1.      找出波寬為某一數(shù)值時(shí)的閾上刺激范圍，并記下閾刺激、*大刺激的數(shù)值。

2.      打印雙相與單相動(dòng)作電位波形，測(cè)出其*大幅值及持續(xù)時(shí)間。

3.      計(jì)算神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)速度：υ=s/(t2-t1)(m/s)。