神经干动作电位的记录

实验四　神经干动作电位的记录

一、实验目的

1.学习生物电的细胞外记录法。

2.观察坐骨神经单相、双相动作电位的形成和波形，并理解其产生的原因。

二、实验原理

动作电位是神经兴奋的标志，阈刺激或阈上刺激使神经受刺激处的膜电位发生去极化，当去极化达到阈电位时，爆发动作电位，此时膜电位由静息状态下的外正内负转变为兴奋状态下的外负内正，而兴奋区周围静息区的膜电位仍为外正内负，神经外表面的兴奋区与周围静息区之间就存在电位差，这种电位差所产生的局部电流又引起邻近静息区的膜电位发生去极化，去极化一旦达到阈电位水平，即爆发动作电位，这样就使兴奋沿着神经不衰减地进行传导，而原来兴奋区的膜电位又恢复到静息状态即外正内负。

如果将两个记录电极置于兴奋性正常的神经干表面，当动作电位先后传至两电极处的神经部位时，则在两电极处的神经表面之间就会存在电位差，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。若在两个记录电极之间，损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，兴奋只能传到第一个记录电极，不能传导至第二个记录电极。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。

单条神经纤维动作电位的产生是“全或无”的。而神经干是由多条神经纤维组成的，所以神经干动作电位是由多条具有不同兴奋性的神经纤维所产生的不同幅值、不同传导速度的动作电位叠加而成的综合性电位变化，称复合动作电位，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。

三、实验对象

蛙类。

四、实验器材

BL－420F生物信号采集处理系统、蛙类手术器械、神经屏蔽盒、滴管、滤纸片、棉球、废物缸。

五、实验药品

任氏液。

六、实验步骤和观察项目

1.制备蛙坐骨神经干标本

与坐骨神经－腓肠肌标本制备的方法大体相同，但不需要保留股骨和腓肠肌，而且神经干应分离得尽量长一些。坐骨神经游离至膝关节后，向下继续分离腓神经至踝关节附近，用线结扎，并在结扎线远端剪断。将制备好的坐骨神经干标本浸入盛有任氏液的培养皿中备用。

2.连接实验仪器

先将神经标本屏蔽盒内所有电极用任氏液棉球擦拭，然后将蟾蜍的坐骨神经干标本置于神经屏蔽盒内的电极上，神经干的粗端横搭在刺激电极上，细端横搭在记录电极上，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。盖好标本盒盖，以减少电磁干扰。将一对记录电极（R₁、R₂）与BL－420F生物信号采集处理系统的输入通道相连，一对刺激电极（S₁、S₂）与BL－420F生物信号采集处理系统的刺激输出相连。打开计算机，进入BL－420F生物信号采集处理系统的主界面，于菜单栏选择实验项目→神经肌肉实验→神经干动作电位描记实验模块（图2－4－1）。

图2－4－1　神经干动作电位记录实验装置连接

3.观察与记录

（1）找出阈刺激 选用单刺激方式，对神经干进行刺激。将刺激强度调至最小，逐渐增加刺激强度，当刚刚出现动作电位时的刺激强度就是神经干的兴奋阈值，此时的刺激是阈刺激。

（2）观察双相动作电位 在阈值的基础上逐渐增加刺激强度，观察双相动作电位（图2－4－2－a），进一步增加刺激强度，观察双相动作电位的幅度随刺激强度增加而增大，当刺激强度增加到某一值时，动作电位的幅度达到最大，再增加刺激强度，动作电位幅度不再增大。

（3）观察单相动作电位 将两记录电极之间的神经干用镊子夹伤，阻断动作电位传导，观察单相动作电位（图2－4－2－b）。

图2－4－2　神经干动作电位

a.双相动作电位 b.单相动作电位

七、注意事项

1.实验过程中要经常用任氏液湿润标本，以保持标本具有良好的兴奋性。

2.神经干应轻搭在电极上，两端不能与屏蔽盒接触，神经干不可缠绕于电极上，要保持平直，两端自然悬空。

八、思考题

1.神经干双相动作电位的上下相图形的幅值和波形宽度为什么不一样？

2.如果改变两个记录电极之间的距离，观察双相动作电位的图形会发生什么样的变化，为什么？

3.如果将记录电极距离刺激电极更远一些，动作电位的幅值会发生怎样的变化，为什么？

4.如果将神经干的粗端置于记录电极上，而将神经干的细端置于刺激电极上，动作电位的图形会发生怎样的变化，为什么？

5.在一定的刺激强度范围内，神经干动作电位的幅度为什么会随刺激强度的增加而增大？这与动作电位产生的“全或无”现象有无矛盾？