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人体解剖及动物生理学实验报告
神经干复合动作电位
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【实验题目】
神经复合动作电位
1、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）阈值和最大幅度的测定 2、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）传导速度的测定 3、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）不应期的测定
【实验目的】
确定蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）的 1、临界值和最大值 2、传导速度
3、不应期（包括绝对不应期和相对不应期）
【实验原理】
神经系统对维持机体稳态起着重要作用，动作电位（AP）是神经系统进行通信联系所采用的信号。多个神经元的轴突集结成束形成神经，APs沿感觉神经经外周传向中枢或沿运动神经由中枢传向外周。坐骨神经干由上百根感觉神经和运动神经组成，分别联系腿部的感受器和效应器（骨骼肌）。如果电刺激一根离体的坐骨神经干，通过细胞外引导方式，就能记录到神经干复合动作电位（CAP）。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。刺激强度越大，兴奋的神经纤维数目就越多，CAP的幅度也就越大。与胞内引导得到的单细胞AP相比，CAP是双相电位，逐级递增（非全或无），并且幅度较小。
阈电位是指一个刚刚能观测到的CAP，所对应的刺激为阈刺激。在一定范围内增加刺激强度，CAP幅度相应增大。最大CAP所对应的最小刺激电位即最大刺激。
动作电位可以沿神经以一定的速度不衰减地传导，传导速度的快慢基于多种因素，这些因素决定了生物体对其坏境的适应性。它们包括神经的直径、有无髓鞘、温度等等。
神经在一次兴奋过程中，其兴奋性将发生一个周期性的变化，最终恢复正常。兴奋的周期性变化，依次包括绝对不应期、相对不应期等等。绝对不应期内，无论多么强大的刺激都不能引起神经再一次兴奋；相对不应期内，神经兴奋性较低，较大的刺激能够引起兴奋。绝对不应期决定了神经发放冲动（动作电位）的最高频率，保证了动作电位不能叠加（区别于
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局部电位），以及单向传导（只能有受刺激部位向远端传导，不能返回）的特性。不应期的产生依赖于细胞膜上特定离子通道的特点，如钠、钾离子通道。
【实验方法】
1、制作蟾蜍坐骨神经干标本
（1）双毁髓处死蟾蜍后，剥去皮肤，暴露腰骶丛神经，游离大腿肌肉之间的坐骨神经干及其下行到小腿的两个分支：胫神经和腓神经，三段结扎，剪去无关分支后离体。注意保持神经湿润。
（2）将神经搭于标本盒内，保证神经与电极充分接触，中枢端接触刺激电极S1和S2，外周端接触记录电极R1-R5，之间接触接地电极。
（3）刺激输出线两夹子分别连接标本盒的刺激电极S1和S2，插头接生物信号采集系统RM6240的刺激输出插口；信号输入倒显得红色和绿色夹子分别连接记录电极（绿色夹子在前，引导出正向波形，即出现的第一个波峰向上），黑色夹子连接接地电极，插头接通道 A、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）临界和最大幅度的确定
（1）打开信号采集软件，从“实验”菜单中选取“神经干动作电位”，出现自动设置的界面，各项参数已设置好，界面中只有一个采集通道，对应仪器面板上的通道1（因此信号输入线应连接在通道1）。
（2）检查装置链接正确，确定装置是否正常工作，以及神经是否具有活性。采用刺激强度1V，刺激时程0.2ms，延时5ms，刺激模式为单刺激。选择“同步触发”，按下“开始刺激”后，正常情况下屏幕上会出现一个双相电位即CAP。
（3）降低刺激强度，确定CAP的阈电位。记录刺激阈值及CAP幅度（波峰与波谷之间的差值）。
（4）以0.05V或更小的间隔，逐渐增大刺激强度，观察CAP幅度的变化，同时，记录刺激电位及对应的CAP幅度，直到CAP达到稳定，即最大值（神经标本在正常生理活性时，1V以内的刺激强度即可引起最大的CAP）。
B、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）传导速度的确定
（1）从“实验”菜单中选取“动作电位传导速度”，界面出现两个采集通道，对应通道1和通道2，因此采用两对引导电极R1-R2和R3-R4（或R2-R3），同时输入两道信号。 （2）使用单刺激模式，调整刺激强度，使产生最大CAP。
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（3）测量两个通道显示的动作电位起点的时间差。 （4）测量R1和R2之间神经的长度。 （5）重复步骤1-4至少三次。
（6）计算传导速度：传导速度=△D（mm）/△T（ms）
（7）计算几次重复测量得到的传导速度的平均值（Mean）和标准差（SD）。 C、蟾蜍坐骨神经干复合动作电位（CAP）不应期的确定
（1）采用双刺激模式，刺激条件相同，产生一对幅度相同的最大的CAP。
（2）逐渐减小两刺激间隔，直到第二个CAP幅度刚刚开始减小，即进入相对不应期。此波间隔与绝对不应期之差即为相对不应期。
（3）继续减小间隔，直到第二个CAP刚刚完全消失，此间隔即为绝对不应期。 （4）重复步骤1-3至少三次。
（5）计算绝对不应期和相对不应期的均值（Mean）及标准差（SD）。
【实验结果】
A、蟾蜍坐骨神经干CAP阈值和最大幅度的确定
表1.蟾蜍坐骨神经干CAP随刺激强度的变化数据
实验次数
1 2 3 4 5 6
刺激强度（V） CAP（mV）
0.91 0.84 0.77 0.70 0.63 0.56
2.080 2.070 2.040 2.280 2.080 2.013
实验次数
7 8 9 10 11 12
刺激强度（V） CAP（mV）
0.49 0.42 0.35 0.28 0.21 0.14
2.030 1.842 1.720 1.200 0.570 0.000
图1. 蟾蜍坐骨神经干CAP的阈电位（当前刺激强度为0.16V）
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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。
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人体解剖和动物生理学实验报告神经干复合动作电位
