神经干动作电位及其传导速度的测定在ZL-620医学信号采集处理系统的应用

神经干动作电位及其传导速度的测定在ZL-620医学信号采集处理系统的应用

【实验目的】

      学习记录神经干复合动作电位的方法，掌握动作电位的测量，了解神经兴奋传导速度及其测定方法，加深理解性和兴奋传导的概念。

【实验原理】

神经干动作电位是神经兴奋的客观标志，给具有兴奋性的神经干以一定强度的刺激，会发生动作电位。处于兴奋部位的膜外电位负于静息部位。当神经冲动通过后，兴奋处的膜外电位又恢复到静息时水平。神经干兴奋过程所发生的这种膜电位变化称神经干动作电位。

如果两引导电极置于正常完整的神经干表面，当经理干一端兴奋后，兴奋波先后通过两个引导电极处，可记录到两个方向相反的电位偏转波形，称为双相动作电位。如果两个引导电极之间的神经组织有操作，兴奋波只通过**个引导电极，不能传导至**个引导电极，则只能记录到一个方向的电位偏转波形，称为单相动作电位。

神经干由很多神经纤维组成，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动作电位综合成的综合性电位变化。此外，这是在细胞外记录，与细胞内记录不同。所以，神经干动作电位幅度在一定范围内可随刺激强度的变化而变化。

动作电位在神经纤维上的传导有一定的速度。不同类型的神经传导速度（υ）各不相同，神经纤维越粗，则传导速度越快。蛙类坐骨神经干中以Aα类纤维为主，传导速度大约35~40m/s。

测定神经冲动在神经干上传导的距离（s）与通过这些距离所需的时间（t），即可根据υ=s/t求出神经冲动的传导速度。

【实验对象】

     蟾蜍或蛙。

【实验器材】

蛙类手术器械、标本屏蔽盒、带电极的接线若干、林格液、ZL-620生物信号采集处理系统。

【方法和步骤】

1.    制备蟾蜍坐骨神经干标本

（1） 方法一：标本制备方法与坐骨神经腓肠肌标本制备方法大体相同。应注意：

1）        神经干应尽可能分离得长一些。要求上自脊椎附近的主干，下沿腓总神经与胫神经一直分离至踝关节附近为止。

2）        神经干分离过程中切勿损伤神经组织，以免影响实验效果。

3）        神经两端要用细线扎住，然后浸于林格液中备用。

（2） 方法二：取剥皮后的蟾蜍下部躯干，取俯卧位，用尖头镊夹住骶骨尾端稍向上提，用组织剪水平剪除骶骨。然后将标本仰卧，用玻璃分针分离脊柱两侧坐骨神经干，穿线，紧靠脊柱分别结扎神经，并剪断神经，提起线头，从骶骨剪口处穿向背侧，将标本俯卧，用大头针将标本成“人”字形固定。用手轻提一侧结扎神经的线头，辨清坐骨神经走向，然后置剪刀于神经与组织间，剪刀与下肢成30°角，紧贴股骨、腘窝，顺神经走向把神经连同肌肉一起剪下，直至跟腱，剪断跟腱和神经。提起剪下的神经肌肉标本，用镊子夹住腓肠肌表面，顺神经干向轻拉，去除肌肉组织后，一根坐骨神经干标本便制备好了。

2.    连接实验装置

（1） 按图2-4-1所示用导线连接实验仪器。ZL-620的刺激输出连接一对刺激电极，两对引导电极连接ZL-620的CH2和CH4两个通道，地线接地。必须避免连接错误或接触不佳。

图2-4-1  观察神经干动作电位及测定神经冲动传导速度装置图

（2） 标本屏蔽盒内衬以浸湿林格液的滤纸，以增加盒内空气湿度，防止神经干迅速干燥。

（3） 将神经干标本旋转在刺激电极、接地电极和引导电极上。

（4） 启动ZL-620生物信号采集处理系统，点击菜单“实验/常用生理学实验”，选择“神经干动作电位”，设置参数（表2-4-1）。刺激模式也可采用单刺激或主周期刺激，逐步改变刺激幅度。

表2-4-1 ZL-620放大器、采样和刺激器参数表

3.    实验观察

（1） 观察不同刺激强度对神经干动作电位的影响：逐渐增大刺激强度，找出刚能引起微小的神经干动作电位的刺激强度（阈强度）。继续增强刺激强度，神经干动作电位也相应增大。当动作电位增至*大时（不再随刺激强度而增大），该刺激强度即为*大刺激强度。

（2） 仔细观察双相动作电位波形。读出*大刺激时双相动作电位上下相的幅度和整个动作电位持续时间。

（3） 观察把神经干标本旋转方向倒换后双相动作电位波形有何变化。

（4） 测定动作电位传导速度

1）        给予神经干*大刺激强度的刺激，在通道2、4的采样窗中，可观察到先后形成的两个双相动作电位波形。

2）        分别测量从刺激伪迹到两个动作电位起始点的时间，设通道2为t1，通道4为t2（或可直接测量两个动作电位起点的间隔时间），求出t2—t1的时间差值。

3）        测量标本屏障盒中CH2与CH4两对引导电极之间的距离s（应测r1~r2的间距）。

（5） 观察和测定单相动作电位波形（在损伤神经标本之前，可先做“神经干动作电位不应期的测定”的实验）。

1）        用镊子将CH4两个记录电极之间的神经夹伤或用**阻断，再刺激时呈现单相动作电位。

2）        读出*大刺激时单相动作电位的振幅值和整个动作电位持续时间数值。

3）        比较单相动作电位的上升时间和下降时间的长短，并分析与双相动作电位波形的关系。

【实验结果】

1.      找出波宽为某一数值时的阈上刺激范围，并记下阈刺激、*大刺激的数值。

2.      打印双相与单相动作电位波形，测出其*大幅值及持续时间。

3.      计算神经冲动的传导速度：υ=s/(t2-t1)(m/s)。