神经干动作电位的测定

【实验目的】

1．学习生物电活动的细胞外记录法。

2．观察坐骨神经干动作电位的基本波形、潜伏期、幅值及时程。

【实验原理】

神经组织属于可兴奋组织，当受到有效刺激时，膜电位在静息电位的基础上将发生一系列快速、可逆、可扩布的电位变化，即动作电位。动作电位可沿神经纤维传导，是神经兴奋的客观标志。在神经细胞外表面，已兴奋的部位带负电，未兴奋部位带正电。如果将两个引导电极分别置于神经干的表面，当神经干一端受刺激兴奋时，兴奋向另一端传导并依次通过两个记录电极，在显示器上可记录到两个方向相反的电位偏转波形，此波形称为双相动作电位。若在两个引导电极之间夹伤神经使其失去传导兴奋的能力，神经兴奋不能通过损伤部位，致使其中一个电极成为电位恒定的参考电极。因此，只能记录到一个方向的电位偏转波形，此波形称为单相动作电位。

此外，由于坐骨神经干由许多神经纤维组成，其产生的动作电位是许多神经纤维动作电位的代数叠加，故上述电位又称为复合动作电位。由于不同神经纤维的兴奋性不同，在一定范围内，复合动作电位的幅度可随刺激强度的增加而增大。

【实验对象】

蛙或蟾蜍。

【实验用品】

蛙类手术器械一套，神经屏蔽盒，电子刺激器，计算机，生物信号采集处理系统，任氏液。

【实验步骤】

1．制备坐骨神经腓神经标本　蟾蜍坐骨神经腓神经标本制备过程与坐骨神经—腓肠肌标本的制作过程相仿。不同的是只分离神经，而且尽可能分离得长一些，从脊椎旁的主干下沿腓神经至踝关节止。神经两端用细线结扎后，置于任氏液中10min备用。

2．连接实验仪器装置　一对记录电极（R1、R2）与生物信号采集处理系统输入通道相连；生物信号采集处理系统的刺激输出与神经屏蔽盒一对刺激电极（S1、S2）相连；神经屏蔽盒接地电极接地（图3－1）。

3．打开计算机，启动生物信号处理系统，点击菜单“实验模块”，进入“肌肉神经实验－神经干动作电位的引导”。点击刺激设置图标，参数设置见表3－1（可根据实验实际情况调整各参数）。

【观察项目】

1．预实验　目的是检查整个实验系统的工作状态。将神经屏蔽盒的所有电极用任氏液棉球擦拭，然后将一浸湿任氏液的棉线置于刺激电极、接地电极和记录电极上。调节刺激强度由0V逐渐增大，观察显示器上是否有像正弦波那样的50Hz交流电干扰。如有干扰，应检查各仪器的接地情况，以排除干扰。当显示器的扫描线上只有刺激伪迹和基本平滑的横线时，表示无交流电干扰。停止刺激，取下棉线。

图3－1　神经干动作电位实验装置

表3－1　仪器参数设置表

2．观察复合动作电位　将神经标本用玻璃分针轻轻搭在神经屏蔽盒内的电极上，坐骨神经粗的一端置于刺激电极上，细的一端置于记录电极上。盒的底部放一浸湿任氏液的滤纸，以保持盒内的湿度，防止神经干燥。盖好屏蔽盒的盖子，以减少电磁干扰。

（1）双相动作电位：给予标本单刺激，刺激强度从最小开始，逐渐增加刺激强度，找出刚能引起微小的双相动作电位波形的刺激强度即阈强度。继续增加刺激强度，观察动作电位幅度在一定范围内随刺激强度增加而增大的变化情况，找出最大刺激强度。读取双相动作电位上下相的幅度和持续时间（图3－2）。

（2）单相动作电位：在两个记录电极之间用眼科镊夹伤神经，便可见双相动作电位只剩下向上的第一相，而向下的第二相则消失，此即单相动作电位（图3－2）。

图3－2　神经干双相动作电位（左）和单相动作电位（右）

【注意事项】

1．在神经干标本制作过程中，切勿损伤神经干，并常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，以免引起短路。

3．刺激伪迹是刺激电流沿神经表面电解质溶液传导到记录电极下而被传导、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加而增大，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。

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。

【思考题】

1．采用细胞外记录法所记录的神经干动作电位的原理是什么？

2．在引导神经干双相动作电位时，为什么动作电位的第一相的幅值比第二相的幅值大？

3．单根神经纤维动作电位与神经干复合动作电位有何区别？

4．在实验中，神经干复合动作电位的幅值可在一定范围内随刺激强度的增加而增大，这与“全或无”定律矛盾吗？

（肖爱娇　方　卓）