家兔大脑皮层运动区的刺激效应及去大脑僵直的观察

1、 山东大学实验报告姓名 * 系年级 * 学号*科目 动物生理学实验 同组者 *、* 日期 * 家兔大脑皮层运动区的刺激效应及去大脑僵直的观察【实验目的】1. 学习哺乳动物的开颅方法。2. 观察大脑皮层运动区的刺激效应。3. 观察去大脑僵直现象，了解中枢对肌紧张的调节。【实验原理】大脑皮层运动区（cortical motor area）是躯体运动机能的高级中枢，点刺激该区域的不同部位，可以引起躯体不同部位的肌肉运动。从中脑四叠体（quadrigeminal bodies）的前、后丘之间切断脑干的动物，称去大脑动物。由于神经系统内，中脑以上水平的高级中枢对肌紧张的抑制作用被阻断，而中脑以下各级中枢

2、对肌紧张的易化作用相对加强，因此出现了肌紧张亢进的现象。动物表现为四肢僵直，头向后仰，尾向上翘的角弓反张状态，称为去大脑僵直（decerebrate rigidity）。【实验材料】1. 材料：家兔。2. 器具：兔体手术台，常用手术器械，剪毛剪，解剖刀，咬骨钳，止血钳，棉花，棉线，三通气管插管，银丝电极（双电极）。3. 试剂：20氨基甲酸乙酯，石蜡油，生理盐水。【实验步骤】1. 麻醉：取一只家兔，抓取称重，耳缘静脉注射20氨基甲酸乙酯（5g/1kg体重）。2. 气管插管：将麻醉后的兔子背位固定于手术台上，用剪毛剪将颈部的毛剪去，再用手术刀由颈部向后切开皮肤，用止血钳夹住切开的皮肤，放在两侧，再

3、用止血钳向下插入肌肉，撑开肌肉34cm，可看到气管和两根颈总动脉。分开食管和气管，穿2条线，将2条线前后分开备用。在气管上切一个T形切口，插入三通气管插管，分别在插管的上方和下方结扎固定。在2条颈总动脉下方分别穿线备用，用蘸了生理盐水的棉花盖在颈总动脉上，避免干燥。3. 大脑皮层运动区的刺激效应：将兔子改为腹位固定，用剪毛剪将头顶部被毛剪去，再用手术刀由眉间至枕骨部纵向切开皮肤，用棉花用力向两侧擦开颅骨表面的肌肉，暴露额骨及顶骨。在一侧的顶骨上开孔后，将咬骨钳小心伸入孔内，自开口处向四周咬骨以扩展创口。向前开颅至颅骨前部，向后开颅至顶骨后部及人字缝之前（切勿掀动人字缝前的顶骨，以免出血不止），

4、暴露一侧大脑半球。用眼科剪小心剪开硬脑膜，暴露脑组织。将温热石蜡油滴在裸露的大脑皮层上，防止干燥。 图1 开颅部位放松动物四肢，用棉球吸干脑表面的液体。将无关电极固定在头部切开的皮肤上，先用刺激电极接触皮下肌肉，调节刺激强度。以引起肌肉收缩的最小刺激强度及2530Hz的频率刺激大脑皮层的不同区域，观察躯体肌肉活动的反应。标出躯体运动的代表区域。4. 去大脑僵直的观察：将颈总动脉结扎后，左手托起动物下颌，右手用竹片刀轻轻剥开大脑半球后缘，看清四叠体的部位，于前后丘之间垂直插入竹片刀，切断神经联系（如果部位正确，动物突然挣扎，此时切勿松手，应继续使竹片刀切至颅底）。将动物侧位置于手术台上，数分钟后

5、出现去大脑僵直的现象。 图2 去大脑僵直切割线位置 图3 去大脑僵直示意图【实验结果及分析】实验中所用到的实验动物体重为2公斤，注射麻醉剂的量为10ml。1. 家兔大脑皮层运动区的刺激效应大脑皮层运动区是躯体运动机能的高级中枢，电刺激该区的不同部位，可以引起躯体不同部位的肌肉运动。家兔大脑半球分布有下颌运动区，颈部运动区，前肢运动区，眼动区，尾动区和耳动区。在实验中，刺激家兔大脑左侧半球的不同区域，出现了：咀嚼运动、胡须颤动（颜面肌运动）和对侧肢体运动，但是未出现转头（颈部运动）现象，原因可能是所刺激的位置不是很准确。根据刺激部位和所出现运动之间的对应关系，得家兔大脑皮层运动区如下图：图4 家

6、兔大脑皮层的运动区的刺激效应2. 去大脑僵直的观察 在去大脑僵直实验中，效果很明显。在动物中脑上、下丘之间切断神经联系数秒钟后，家兔出现了四肢僵直、头向后仰，尾向后翘的反弓状态。 图5 去大脑僵直实验结果去大脑僵直主要是一种反射性的伸肌紧张性亢进，是一种过强的牵张反射。产生去大脑强僵直的机制有两种，即僵直和僵直。在动物中脑上下丘之间切断脑干，造成大脑僵直，主要属于僵直。已证实，僵直主要是通过网状脊髓束的下行活动实现的，因为当刺激完整动物的网状结构易化区时，肌梭传入冲动增加。因此可以认为，当网状结构易化区活动增强时，下行冲动首先增强运动神经元的活动，使肌梭的敏感性增高，肌梭传入冲动增加。去大脑僵

7、直现象表明，抗重力牵张反射对于正常姿势的维持是极为重要的，这种基本反射受中枢神经系统高级部位易化和抑制影响的调节，如果这种调节失去了平衡，就会导致反射活动异常。在这种调节活动中，网状结构的下行系统起着重要作用。实验证明，脑干下行易化系统可以通过脊髓的中间神经元作用于运动神经元，也可以作用于运动神经元，通过环路反射性地兴奋同一侧肌肉的运动神经元，产生肌紧张的亢进。【注意事项】1. 静脉注射麻醉家兔时，应从远心端处注射，防止第一次注射不成功，可下移继续注射。2. 严格掌握麻醉剂的剂量和推进速度，不要太快，避免局部浓度过高。3. 暴露气管时要小心，避免破坏颈总动脉。4. 开颅时需小心谨慎，开颅手术中应随时止血，用咬骨钳咬骨时注意勿伤及大脑皮层。5. 使用电极刺激大脑皮层不同区域时，电极要垂直接触，但不要太用力，避免对脑造成机械损伤。6. 切断部位要准确，过低则伤及延髓呼吸中枢，导致呼吸停止。7. 实验过程中，要及时用温石蜡油湿润大脑皮层，避免大脑皮层