生理心理学实验指导手册

生理心理学实验指导手册任课教师曾宪霖目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"实验教学基本要求 3\o"CurrentDocument"实验1蟾蜍坐骨神经干标本的制备 4\o"CurrentDocument"实验2神经十动作电位的测定 5\o"CurrentDocument"实验3神经冲动传导速度的测定 6\o"CurrentDocument"实验4坐骨神经十不应期的测定 7\o"CurrentDocument"实验5蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本的制备 8\o"CurrentDocument"实验6骨骼肌单收缩的分析 9\o"CurrentDocument"实验7刺激强度与肌肉收缩反应的关系 10\o"CurrentDocument"实验8骨骼肌收缩的总和与强直收缩反应 11\o"CurrentDocument"实验9人体动脉血压的测定及其影响因素 12\o"CurrentDocument"实验10家兔皮层诱发电位 14\o"CurrentDocument"实验11家兔大脑皮层刺激效应 15实验12去大脑僵直 16实验教学基本要求1.实验课前认真预习实验指导，了解本次实验的目的、要求、操作步骤及方法。复习有关理论内容，理解实验原理，预测各项实验可能得出的结果。实验课中2.1按时上课，衣帽整齐。2.2按要求领取并清点本组实验器材、药品及动物。2.3按每组3—4人进行分工，共同完成本次实验。2.4按照实验指导的程序及方法要求，认真操作、仔细观察，随时并准确记录。对发现的问题，即时分析，即时解决。2.5爱护实验仪器及动物、严格按仪器操作规程的要求使用仪器，不得进行与实验无关的活动。实验课后妥善整理实验结果（包括文字记录），书写实验报告，按时送交老师评阅。清洗擦干所用实验器材。按要求交还部分器材。剩余仪器、物品必须按原样摆放整齐。动物尸体及其它废品应放置到指定地点。关好水电门窗，按时离开实验室。实验报告要求请严格按照心理学实验报告的格式要求撰写实验报告。心理学实验报告的基本结构包括：题目、作者、摘要、关键词、前言、实验方法（被试、实验设计、实验仪器与材料、实验程序）、结果、讨论、结论、参考文献、附录。实验报告的每一个结构要素，都有严格而规范的写作要求，请予严格遵守其写作规范。具体写作要求和规范，详见有关专题教学或文献。考核形式百分制，总成绩二实验操作X30%+实验报告X70%。实验一蟾蜍坐骨神经干标本的制备实验性质：基础实验要求：必修学时数：11【目的要求】蟾蜍坐骨神经干标本常用于观察兴奋性、兴奋过程、刺激与反应的一些规律等基本生理现象。学习蟾蜍坐骨神经干标本的制备，在生理学实验中是一项基本的操作。2【动物与器材】蟾蜍、手术器械、磁砖、任氏液、锌铜弓、探针、玻璃分针、滴管、培养皿等。3【方法与步骤】破坏神经系统以左手握住蟾蜍，食指压住其头部并略下弯，将探针自枕骨大孔插入，左右横断脊髓，再向前搅毁脑，然后将探针撤回伸人脊椎管中搅毁脊髓。如果蟾蜍中枢神经破坏完全，其全身肌肉则完全松弛。剪断脊柱并去除前肢及内脏用骨剪自胸段剪断脊柱。沿脊柱的断口至耻骨处，将两侧腹壁的皮肤及肌肉剪开，再将直肠剪断，剔除前肢及内脏。注意勿伤两侧下行的坐骨神经丛。剪去肛门周围的皮肤和尾骨，并剥去两后肢的皮肤。将去皮的两后肢标本放在任氏液浸湿的白磁砖上，将手和手术器件洗净。分离左右后肢用粗剪沿标本的脊柱中线将标本分为左右两半。注意勿伤及神经。剥离神经用玻璃分针将坐骨神经丛分离清楚，再从大腿背面股二头肌和半膜肌的夹缝中分离出坐骨神经。用粗剪刀将和坐骨神经连接的下部脊柱多余部分剔去。以镊子夹着与神经相连的脊柱骨、提起神经，并用跟科剪将坐骨神经向大腿及其它部位发出的神经分支剪断，一直将坐骨神经分离至膝关节为止。标本的验查：用锌铜弓轻轻地与坐骨神经接触，如果标本制作完好，肌肉立即收缩，表明标本的兴奋性良好。将标本放在盛有任氏液的玻璃皿中，以备实验之用。4【注意事项】制备标本过程中，注意用任氏液浸湿标本，以免标本干燥。.尽量避免用手或金属器件直接接触所需要的神经和肌肉，特别要留心不使蟾蜍皮肤毒腺分泌的蟾蜍素粘到神经肌肉标本上，以免标本受损。实验二神经干动作电位的测定实验性质：基础实验要求：必修学时数：11【目的要求】学习电生理实验方法。观察蛙坐骨神经干复合动作电位的波形，并了解其产生的基本原理。2【基本原理】神经干在受到有效刺激后，可以产生动作电位，标志着神经发生兴奋。如果在神经干另一端引导传来的兴奋冲动，可以引导出双相的动作电位，如果在两个引导电极之间将神经麻醉或损坏，则引导出的动作电位即为单相动作电位。神经细胞的动作电位是以“全或无”方式产生的。坐骨神经干是以由很多不同类型的神经纤维组成的，所以，神经干的动作电位是复合动作电位。复合动作电位的幅值在一定刺激强度下是随刺激强度的变化而变化的。3【动物与器材】蟾蜍或蛙、常用手术器械、计算机采集系统、神经屏蔽盒、任氏液。4【方法与步骤】制备蛙或蟾蜍坐骨神经干标本。将蛙的坐骨神经干标本置于屏蔽盒内的电极上，神经干的中枢端置于刺激电极一侧，从末梢端引导动作电位。实验观察与记录4.3.1神经干兴奋阈值的测定刺激强度从0.1V开始，逐渐增加刺激强度，当刚刚出现动作电位时的刺激强度，即为神经干的兴奋阈值。4.3.2双相动作电位在刺激阈值的基础上逐渐加大刺激强度，可见动作电位的图形为双相，而且其幅值随刺激强度增大而加大。当刺激增加到一定强度时，可见动作电位的幅值不再增大。4.3.3动作电位参数的测量用鼠标点击“快捷工具栏”的“观察”，移动鼠标，测出动作电位的一系列参数。4.4.4单相动作电位在两个引导点击之间损伤神经干标本，可使原来的双相动作电位的下相小时，变为单相；注意上相动作电位的图形有什么变化。5【注意事项】5.1实验过程中注意保持标本的活性良好，经常用任氏液湿润之。5.2如果在显示窗上发现动作电位图形倒置，将引导电极位置交换即可。6【思考题】6.1神经干的动作电位图形为什么是“全或无”的？6.2你测出来的神经干复合动作电位幅值和图形为什么与细胞内记录的不一样？6.3神经干的动作电位为什么总是双相的？在两个引导电极之间损伤标本后，为什么动作电位变为单相？单相（上相）的动作电位形状与双相（有下相）时有何不同？为什么？6.4神经干动作电位的上、下相图形的幅值和波形宽度为什么不对称？6.5如果将神经干标本的末梢端置于刺激电极一侧，从中枢端引导动作电位，图形将发生什么样的变化？为什么？6.6如果改变两个引导电极之间的距离，观察双相动作电位的图形会有什么变化？试解释为什么？6.7如果将引导电极距离刺激电极更远一些，动作电位的幅值会便小，这是兴奋传导的衰减吗？试解释原因。实验三神经冲动传导速度的测定实验性质：基础实验要求：必修学时数：11【目的要求】进一步学习电刺激器、生理信号放大器和计算机处理系统的使用方法。进一步学习蟾蜍坐骨神经干标本的制备方法。测定蟾蜍坐骨神经的冲动传导速度。2【实验内容】制备蟾蜍坐骨神经干标本。用两对电极同时记录坐骨神经干的动作电位。

.测定神经冲动传导速度。公式：传导速度=传导距离/传导时间参数：触发采样，双通道输入，刺激A输出，选单刺激A。3【实验结果】神经干传导速度实验坐骨神经干不应期的测定实验坐骨神经干不应期的测定实验性质：综合实验要求：必修学时数：11【目的要求】学习测定神经干不应期的基本原理和方法。学习电生理实验方法。2【基本原理】神经在一次兴奋的过程中，其兴奋性也发生一个周期性的变化，而后才恢复正常。兴奋性的周期变化，依次包括绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期4个时期。为了测定坐骨神经在一次兴奋后兴奋性的周期变化，首先要给神经施加一个条件刺激（S1）引起神经兴奋，然后再用一个测试性刺激（S2），在前一兴奋过程的不同时相给以刺激，用以检查神经的兴奋阈值以及所引起的动作电位的幅值，以判定神经兴奋性的变化。当刺激间隔时间长于25nm时，S1和S2分别所引起动作电位的幅值大小基本相同。当S2距离S1接近20ms时，发现S2所引起的第二个动作电位的幅值开始减小。再逐渐使S2向S1靠近，第二个动作电位的幅值则继续减小。最后可因S2落在第一个动作电位的绝对不应期内而完全消失。3【动物与器材】蟾蜍或蛙、常用手术器械、计算机采集系统、神经屏蔽盒、任氏液。4【方法与步骤】用鼠标点击“开始”“刺激”，最初可见到相距30ms（首间隔）的两个动作电位图形，而且两个图形的幅值是同样大小的。此后用鼠标再次点击“刺激”，每刺激一次，第二个刺激即按照“间隔”所设定的时间向第一个刺激靠近一次，从而使第二个动作电位图形向第一个动作电位相应靠近。当发现第二个动作电位的图形幅值开始比第一个减小时，说明第二个刺激落入到第一次刺激的相对不应期。第二个刺激越是靠近第一个刺激，其动作电位的幅值就越小。当第二个刺激距离第一个刺激大约为1.5〜2ms左右时，第二个动作电位则完全消失，表明第二个刺激落入到第一次兴奋后的绝对不应期。5【思考题】5.1.什么时绝对不应期和相对不应期？刺激落到相对不应期内时，其动作电位的幅值为什么减小？为什么在绝对不应期内，神经对任何强度的刺激都不再发生反应？绝对不应期的长短有什么生理学意义？5.1假如有一个神经的绝对不应期为2ms，那么这一神经每秒钟最多可发放多少次神经冲动？实验五 蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本的制备实验性质：基础实验要求：必修学时数：11【目的要求】蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本常用于观察兴奋性、兴奋过程、刺激与反应的一些规律及骨骼肌收缩特点等基本生理现象。学习蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本的制备，在生理学实验中是一项基本的操作。2【动物与器材】蟾蜍、手术器械、磁砖、任氏液、锌铜弓、探针、玻璃分针、滴管、培养皿等。3【方法与步骤】破坏神经系统以左手握住蟾蜍，食指压住其头部并略下弯，将探针自枕骨大孔插入，左右横断脊髓，再向前搅毁脑，然后将探针撤回伸人脊椎管中搅毁脊髓。如果蟾蜍中枢神经破坏完全，其全身肌肉则完全松弛。剪断脊柱并去除前肢及内脏用骨剪自胸段剪断脊柱。沿脊柱的断口至耻骨处，将两侧腹壁的皮肤及肌肉剪开，再将直肠剪断，剔除前肢及内脏。注意勿伤两侧下行的坐骨神经丛。剪去肛门周围的皮肤和尾骨，并剥去两后肢的皮肤。将去皮的两后肢标本放在任氏液浸湿的白磁砖上，将手和手术器件洗净。分离左右后肢用粗剪沿标本的脊柱中线将标本分为左右两半。注意勿伤及神经。剥离神经用玻璃分针将坐骨神经丛分离清楚，再从大腿背面股二头肌和半膜肌的夹缝中分离出坐骨神经。用粗剪刀将和坐骨神经连接的下部脊柱多余部分剔去。以镊子夹着与神经相连的脊柱骨、提起神经，并用跟科剪将坐骨神经向大腿及其它部位发出的神经分支剪断，一直将坐骨神经分离至膝关节为止。3.5.分离腓肠肌先分离腓肠肌的跟腱，用线结紧，自跟腱的附着点剪断。此时，提起结扎线便可将腓肠肌剥离出来。将小腿其余部分剪去，保留约重1.5cm的股骨。剔除附着于骨上的其它肌肉后即完成蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本的制备。3.6.标本的验查：用锌铜弓轻轻地与坐骨神经接触，如果标本制作完好，肌肉立即收缩，表明标本的兴奋性良好。将标本放在盛有任氏液的玻璃皿中，以备实验之用。4【注意事项】制备标本过程中，注意用任氏液浸湿标本，以免标本干燥。4.2.尽量避免用手或金属器件直接接触所需要的神经和肌肉，特别要留心不使蟾蜍皮肤毒腺分泌的蟾蜍素粘到神经肌肉标本上，以免标本受损。实验六骨骼肌单收缩的分析实验性质：综合实验要求：必修学时数：11【目的要求】观察骨骼肌单收缩过程。分析骨骼肌单收缩的3个时期。比较直接刺激肌肉与刺激支配肌肉的神经，其收缩曲线有何不同。2【基本原理】肌组织对于一个阈上强度的刺激，发生一次迅速的收缩反应，称为单收缩。单收缩的过程可分为3个时期：潜伏期、收缩期和舒张期。3【动物与器材】蟾蜍（或蛙）的坐骨神经一腓肠肌标本、常用手术器械、计算机采集系统、张力传感器（100g）双针形露丝刺激电极、支架、双凹夹、肌槽、不锈钢盘或培养皿、滴管、任氏液、橡皮泥、棉线。4【方法步骤】刺激腓肠肌选用单刺激方式，调节刺激强度，使肌肉收缩的幅度适中（30mm左右）。将实验用通道的扫描速度调快，启动刺激开关。当显示通道出现一个单收缩曲线时停止。测量单收缩的三个时程：潜伏期、收缩期和舒张期。刺激坐骨神经将神经搭在肌槽的刺激电极上，刺激输出与肌槽上的刺激电极相连。在刺激参数都不变的情况下，比较刺激神经与刺激腓肠肌的单收缩曲线。.整理实验记录，完成实验报告。5【思考题】实验结果说明骨骼肌有哪些生理特性？本实验的潜伏期时指什么，时间如何计算？其中包括哪些时间因素及生理过程？刺激骨骼肌与刺激神经的单收缩曲线有何不同？你在实验中观察到几种表示肌肉兴奋性的指标？实验七刺激强度与肌肉收缩反应的关系实验性质：综合实验要求：必修学时数：21【目的要求】学习肌肉实验的电刺激方法及肌肉收缩的记录方法。观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系。2【基本原理】腓肠肌由许多肌纤维组成，刺激腓肠肌时，不同的刺激强度会引起肌肉的不同反应。当刺激强度过小时，不引起肌肉发生收缩发应，此时的刺激为阈下刺激。当全部肌纤维同时收缩时，则出现最大收缩发应。这时，即使再增大刺激强度，肌肉收缩的力量也不再随之加大。可以引起肌肉发生最大收缩发应的最小刺激强度为最适刺激强度。3【动物与器材】蟾蜍（或蛙）的腓肠肌标本、常用手术器械、计算机采集系统、张力传感器100g）、刺激电极、支架、双凹夹、肌槽、瓷盘、滴管、任氏液、橡皮泥、棉线。4【方法与步骤】开启刺激，观察肌肉收缩反应。如果肌肉无收缩反应，则适当增加刺激强度，其他刺激参数保持不变。间隔少许时间，同法进行第二次刺激，直到出现最小收缩。测量收缩幅度并记下刺激强度，此时的刺激强度为阈强度。同法逐渐增强刺激强度，观察刺激强度与肌肉收缩反应的关系。当刺激强度达到某一数值后，肌肉收缩幅度不再随刺激强度的增加而升高，记录3〜4次同等高度的收缩曲线和刺激强度。将结果填入下表中。试验次数刺激强度/mV收缩幅度/mm5【思考题】如何保持标本在实验过程中机能稳定？何为标本的最适刺激强度？观察实验中同一标本的阈刺激强度与最适刺激强度是否会变化？为什么？实验八骨骼肌收缩的总和与强直收缩反应实验性质：综合实验要求：必修学时数：21【目的要求】了解骨骼肌收缩的总和现象。观察不同频率的阈上刺激引起肌肉收缩形式的改变。2【基本原理】两个相同强度的阈上刺激，相继作用与神经一肌肉标本，如果刺激间隔大于单收缩的时程，

肌肉则出现两个分离的单收缩；如果刺激间隔小于单收缩的时程而大于不应期，则出现两个收缩反应的重叠，称为收缩的总和。当同等强度的连续阈上刺激作用与标本时，则出现多个收缩反应的叠加，此为强直收缩。当后一收缩发生在前一收缩的舒张期时，称为不完全强直收缩；后一收缩发生在前一收缩的收缩期时，各自的收缩则完全融合，肌肉出现持续的收缩状态，此为完全强直收缩。3【动物与器材】蟾蜍（或蛙）的坐骨神经一腓肠肌标本、常用手术器械、计算机采集系统、张力传感器（100g）双针形露丝刺激电极、支架、双凹夹、肌槽、不锈钢盘或培养皿、滴管、任氏液、橡皮泥、棉线。4【方法与步骤】收缩总和启动波形显示图标，调节扫描速度为5〜10nm/s，调节单收缩幅度为1.5cm左右。调节刺激设置为双刺激方式，并使两个阈上刺激强度相等。先调节刺激间隔大于单收缩的时程，然后逐渐缩短刺激间隔，分别观察并记录肌肉收缩形式的变化。强直收缩减慢扫描速度（5mm/s）并衰减振幅增益，使单收缩的幅度减小至3〜5mm。调节刺激设置为串刺激方式，分别以1.5次/s（串长为5）、6次/s（串长为10）、10次/s（串长为20）、30次/s（串长为35）和45次/s（串长为50）的频率刺激标本，观察肌肉收缩曲线的变化。注意用任氏液湿润标本，两次刺激之间稍有间歇，使肌肉休息片刻。5【思考题】分析讨论肌肉发生收缩总和的条件与机制。分析讨论不完全强直收缩和完全强直收缩的条件与机制。.何为临界融合刺激频率？实验九人体动脉血压的测定及其影响因素III实验九人体动脉血压的测定及其影响因素III实验性质：综合实验要求：必修学时数：21【目的要求】学习并掌握间接测定人体血压的原理和方法观察某些因素对动脉血压的影响学习用生物统计学简易处理方法处理数据2【基本原理】通常血液在血管中流动时没有声音，但当外加压力使血管变窄形成血液涡流时，则可发生声音.因此，可以根据血管音的变化来测量动脉血压.测定人体动脉血压最常用的方法是使用血液计间接测量.测压时，用压脉带在上臂或手腕加压，当外加压力超过动脉的收缩压时，动脉血流完全被阻断，此时在动脉处听不到声音.当外加压力等于或稍低于动脉内的收缩压时而高于舒张压时，则在心脏收缩时，动脉内有少量血流通过，而心室舒张时而无血流通过.血流连续通过血管时，会发出声音.故恰好可以完全阻断血流的最小外加压力相当于收缩压.当外加压的等于或小于舒张压时，血管内血流连续通过，所发出的音调会突然降低或声音消失.在心室舒张时有少许血液通过的最大管外压力相当于舒张压由试验可知.在正常情况下，人或哺乳动物的血压是通过神经和体液调节保持其相对的稳定性.但是血压的稳定性是动态的，是在不断连续的变化着，不是静止不变的。人体的体位、运动、呼吸、温度以及大脑的思维活动的等因素对血压均有一定的影响3【实验器材】血压计听诊器，冰水4【方法与步骤】受试者取坐位,心脏与血压计零点同一水平.静坐5分钟，待肢体放松，呼吸平稳与情绪稳定。松开打气球上的螺丝，将压脉带内的空气排空后再将螺丝旋紧。受试者脱左臂衣袖,将压脉带裹于左上臂距肘窝3cm上方处，压脉带应与心脏同一水平,使其松紧适度，手掌向上放实验台。在压脉带下方，肘窝上方找到动脉波动处，将听诊器的胸具置于动脉上。听取血管内音变化。向压脉带充气加压，同时注意倾听声音变化，在声音消失后再加压30mmHg,然后稍稍扭松打气球上的螺丝,缓慢放气,仔细倾听听诊器内血管音的一系列变化；声音先是由无到有，次之由低到高,而后突然变低，最后完全消失.如此反复进行2-3次测量正常动脉的血压重复上一操作，同时注意检压计读数.但徐徐放气时,第一次听到的血管音即代表收缩压；最后声音消失之前的血管音代表舒张压.记下血压读数，放空压脉带，使压力降低为零，重复测压2-3次，记录测压均值.实验观察4.7.1受使者加深呼吸加快呼吸频率对血压的影响记录正常的血压后，令受使者加快加深呼吸1min测压4.7.2情绪对血压的影响待血压恢复正常后，令受使者回忆起最气愤的往事1分钟测量4.7.3肢体运动队血压的影响让受使者作原地蹲起运动.，1分钟内完成50-60次，共做1-2分钟,运动后立即坐下测压，并将变化最大的血压值记录下来4.7.4冰水刺激对血压的影响受使者取坐位，测量正常血压，然后让受使者的手浸入并冰水中1分钟测压实验结束后，将实验纪录填入表以大组为单位，将实验数据进行统计学处理，求出P值，说明实验前后血压的变化由无显著性变化5【思考题】根据实验结果，说明影响血压的因素。实验十家兔皮层诱发电位实验性质：综合实验要求：必修学时数：21【目的要求】学习记录大脑皮层诱发电位的方法。观察大脑皮层诱发电位的波形。2【基本原理】大脑皮层诱发电位是指感觉传入系统受到刺激时，在大脑皮层上某一局限区域所引导的电位变化。本实验是以适当的电刺激作用于左前肢的浅桡神经，在右侧大脑皮层的感觉区引导家兔的诱发电位。用这种方法可以确定动物的皮层感觉区，在研发皮层机能定位上起着重要作用。由于大脑皮层随时都存在自发电活动，诱发电位经常出现在自发电活动的背景上。为了压低自发电活动，使诱发电位清晰的引导出来，实验时常将动物深度麻醉。3【动物与器材】皮层引导电极与前置放大器输入端连接，输出端连接示波器上线。刺激电极连接刺激器输出。前置放大器增益为100，高频滤波为100Hz，时间常数为1秒。示波器灵敏度为50~100mV/cm，扫描与刺激器同步外触发，扫描速度为20~100ms/cm。刺激频率1Hz，波宽0.2ms。将引导电极置于大脑皮层右侧的前肢一感觉区。无关电极夹于头皮切口边缘，动物需另外接地。调节示波器呈连续扫描状态，观察大脑皮层的自发电活动。调节示波器的扫描方式为与刺激器同步触发扫描。以单个脉冲刺激浅桡神经，可见同侧肢体轻微抖动，并在荧光屏上出现刺激伪迹。逐渐增加刺激强度，可在伪迹后观察到诱发电位。仔细调整引导电极在皮层表面的位置，逐点探测，引导出振幅较大的诱发电位。注意观察诱发电位的潜伏期、主反应与后发放的时程，以及主反应的相位与振幅。4【注意事项】实验需在屏蔽室或屏蔽箱内进行，以防干扰。皮层诱发电位对温度十分敏感，在剪开脑膜后，要经常更换温热石蜡油。皮层引导电极以轻触皮层为佳，不可过分压迫皮层，以免影响观察。5【思考题】皮层诱发电位包括哪些波形成分？皮层诱发电位是怎样产生的？主反应与后反应与什么躯体感觉系统传入相关？实验十一家兔大脑皮层刺激效应实验性质：综合实验要求：必修学时数：11【目的要求】学习哺乳动物的开颅方法。观察大脑皮层运动区的刺激效应。2【基本原理】大脑皮层运动区