人体解剖及动物生理学实验报告神经干复合动作电位

人体解剖及动物生理学实验报告神经干复合动作电位图2.蟾蜍坐骨神经干CAP的最大幅度2.28mV（当前刺激强度为0.70V）图3蟾蜍坐骨神经干CAP随刺激强度的变化曲线图由实验数据可得,当刺激强度为0.16V时，刚好能观察到一个CAP;逐渐增加刺激强度，当刺激强度增加到0.70V时，动作电位的幅度不再增加，即最大刺激强度为0.70V，此时CAP为2.280mV。由图像可得出，存在一个CAP开始出现的刺激强度临界值即阈值，在一定范围内，随着刺激强度的逐渐增强，CAP也在逐渐增加，当刺激强度达到一个最大值时，在增加刺激强度，CAP的值保持不变。B、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）传导速度的测定图4.某次神经干兴奋传导速度的测定图表2.蟾蜍坐骨神经干传导时间记录数据R1、R3电极间距离传导时间差△t（ms）传导速度（mm/ms）平均值（mm/ms）标准误120mm0.9521.0524.3351.935220mm0.9521.05320mm0.7526.67420mm0.728.57由上表数据可得传导速度的平均值为24.335mm/ms，标准差为3.87，标准误为1.935。由标准差和标准误的数据可以看出，四次实验测得的传导速度波动性不大，即实验数据较为准确。C、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）不应期的测定图5.双刺激下刚刚进入相对不应期内的神经干CAP图图6.蟾蜍坐骨神经干CAP的绝对不应期测量图表3.蟾蜍坐骨神经干相对不应期和绝对不应期的测量数据相对不应期（ms）绝对不应期（ms）第一次实验8.11.1第二次实验7.20.5第三次实验4.80.5均值6.70.7标准误1.590.20对坐骨神经干进行双刺激，会出现两个CAP。减小两个刺激之间的间隔，直到第二个CAP开始减小，表明第二个刺激进入了前一次兴奋的相对不应期；继续减小刺激间隔，直到第二个CAP刚好完全消失，表明第二个刺激落入第一次兴奋后的绝对不应期；由上表数据可得，蟾蜍坐骨神经干CAP的绝对不应期为0.7ms，相对不应期为6.7ms。由上表可得绝对不应期测量的标准误较小，为0.2，表明数据的波动性较小，结果较为准确；而相对不应期的测量中标准误相对较大，为1.59，表明数据的波动性较大；分析原因可能是实验时间过久，未及时将神经浸泡到任氏液中导致神经失活或者实验刺激强度过大，间隔过短，连续刺激使得神经灵敏性降低。【分析讨论】1、对比动作电位，分析神经干复合动作电位（CAP）的特点，并解释其随刺激幅度变化而变化的现象。答：一个CAP是一系列具有不同兴奋性的神经纤维产生的多个AP的总和。CAP是双相电位，逐级递增（非全或无），并且幅度较小。神经干是混合纤维，包含着多种兴奋性不同的神经；坐骨神经是由上百根感觉神经和运动神经组成的，电刺激离体的坐骨神经，就能记录到神经干复合电位，且刺激的强度越大，兴奋的神经越多，CAP的值也就越大，即阈值强度的刺激刚刚可以引起神经干中一些兴奋性较高的纤维产生动作电位，随着刺激强度的增加，其余兴奋性较低的纤维陆续产生动作电位，故在一定范围内CAP的值会随刺激幅度的增加而增加；当刺激超过最大强度时，全部神经纤维都产生了动作电位，再增加刺激强，CAP的值保持不变。2、分析解释测量神经传导速度的实验中通道2和1所记录的CAP的不同之处，分析蟾蜍坐骨神经干中所包含的神经纤维种类及其传导速度，判断所测定的纤维类型，分析实验中可能影响传导速度数值的因素。答：（1）实验中采用两对引导电极同时输入两道信号，通道1记录的是第一对引导电极引导出的CAP图像；通道2记录的是第二对引导电极引导出的CAP图形。由实验结果可以看出，通道1所记录的CAP值较通道2所记录的CAP值大，分析原因可能是通道1电极更靠近神经的中枢端，中枢端神经较粗和多，兴奋性比通道2电极记录的更强。（2）神经纤维的传导速度与神经纤维的种类，神经纤维的粗细程度等有关，不同类型的神经纤维传导速度不同，其传导速度主要受神经纤维的直径、内阻及有无髓鞘的影响。由相关资料可得，蟾蜍坐骨神经干为混合型神经，其直径一般为3-29μm，其中直径最粗的有髓纤维为Aα类纤维，它是蛙神经的主要组成部分，传导速度在正常室温下为35-40m/s。蟾蜍的坐骨神经是混合神经，由实验测得神经纤维的传导速度是24.335m/s，可知其神经纤维主要类型是A类神经纤维。实验温度、神经的完整程度、神经的活性、蟾蜍个体差异、仪器的测量误差等都会影响神经传导速度的测量值。3、分析不应期之内CAP变化的原因。答：由实验可得，在绝对不应期内，无论给予第二次刺激强度多大，都不会产生第二个动作电位，因为动作电位的产生依靠钠离子的内流，电压门控的Na+通道在激活后会处于失活状态，然后再恢复到关闭状态，等待重新开放，进一步引发新动作电位的产生；而绝对不应期内电压门控的Na+通道处于全部开放或失活的状态，无论再给予多强的刺激，这些门控通道都不能产生钠离子的内流，即无法引发第二个动作电位。在绝对不应期之后，膜的兴奋性逐渐上升，但仍低于原水平，部分Na+通道重新恢复到静息状态，这些Na+通道能够在新的刺激下重新开放引发动作电位，因此在相对不应期内给予一个大于正常阈强度的刺激，能再次使其产生动作电位。但是由于通道活性未达到正常水平，所以第二个动作电位幅度小于正常值。4、分析电生理实验中细胞外记录和细胞内记录在方法学、所获信号以及应用方面的不同之处。答：细胞外记录是在不损伤相关记录的神经元的前提下进行的，一般是放在细胞或组织表面即可进行记录，此时记录到的神经元的活动较细胞内记录更接近于生理状态；细胞外记录得到的信号是是双相波峰（正—负）；细胞外微电极记录一般用来测量细胞放电的准确数目，而用来测量提供单个细胞放电大小。在整体动物实验时，可以通过细胞外记录确定被记录的神经元的属性或类别。细胞内记录是用尖端直径小于50μm的微细电极直接穿破细胞膜后的记录，可获得细胞膜在静息状态与兴奋状态时的有关膜电位变化的数据，可以观察单个神经元的动作电位、膜电位变化及突触后反应；但在记录过程中，电极穿刺对细胞的损伤较大，记录的稳定性较差。该方法主要还是侧重对整体动物的研究，而对离子通道的功能和药理作用及离子通道的调控机制等方面，目前还不能通过载体细胞内技术实现，只能通过膜片钳技术来实现。分析实验中应注意的问题剥离神经要小心仔细，神经干尽可能长并保证神经的完整性，但要去除多余的神经以免实验测量时干扰限号；用棉线结扎神经时，棉线不要留的太长，以免干扰信号；将神经干放在引导电极上时，不能与标本盒壁接触，尽量拉成水平线，不能折叠或倾斜防止；刺激强度在开始时不能过强，应逐渐增强或减弱，以免过强的刺激使神经标本损坏；进行神经传导速度的测量实验时，要保证测量的神经尽可能长，即测量所用电极距离要尽可能远以保证实验结果的准确性；整个实验过程中要迅速并不断用任氏液亲