“实验目的”本实验的目的是通过对脊蟾蜍屈腿反射反射弧组成的分析,观察反射弧的完整性与反射活动的关系,加深对反射弧的理解。
“实验原理”
反射是神经系统的反应,是在中枢神经系统的参与下,机体对刺激所产生的适应性反应过程。反射活动的结构基础是反射弧。其由感受器、传入神经(纤维)、神经中枢、传出神经(纤维)、效应器五部分组成。反射弧需保持结构和功能的完整性,否则反射活动将无法进行。
“实验对象”蟾蜍或蛙
“实验用品”
BL-420E+生物机能实验系统(或电子刺激器)、刺激电极,蛙类手术器械一套、小烧坏、棉线、滴管、铁支架、双凹铁夹、蛙嘴夹、培养皿、滤纸片、手术针、纱布、药用干棉球,1%H2SO4溶液、2%H2SO4溶液。
“实验准备和步骤”
1.脊蟾蜍的制备有两种方法。
(1)去脑法:左手紧握蟾蜍体,右手将粗剪刀从口裂插入,沿两眼后缘剪去蟾蜍头。此法较易操作,但出血较多。
(2)
捣毁脑法:左手握住蟾蜍体与前肢,用食指压蟾蜍头前端,使头前俯。右手持探针由头前端沿正中线向尾端触划,触及凹陷处即枕骨大孔。将探针由枕骨大孔垂直刺入,然后向前刺入颅腔,将针左右搅动,捣毁脑组织。
2.实验系统连接。待脊蟾蜍四肢松软后用肌夹将蟾蜍下颌夹住,或用手术针带丝线穿过蟾蜍下颌,然后悬挂在铁支架上。将一配套的刺激电极一端与BL-420E+的刺激输出端口连接。
3.系统进入和参数设置。打开BL-420E+开关→双击桌面机能实验图标启动系统软件进入NewCentury系统软件主界面→选择“实验项目”→“肌肉神经实验”→“刺激强度与反应的关系”实验模块,此时将弹出“设置刺激强度与反应关系实验参数对话框”,在“程控”与“非程控”中首选“非程控”方式。在刺激器调节区调节“设置刺激器参数对话框”的参数为:
(1)方式:连续单刺激。
(2)频率:10Hz(设置连续单刺激方式后,该模块系统默认的频率值)。
(3)强度1:1.00V。
4.观察项目
(1)检查左侧屈腿反射:将蟾蜍左后肢脚趾尖浸入装有少许1%H2SO4的培养皿中,观察左后肢有无屈腿反射。
(2)剥去左后肢脚趾皮肤:在左后肢踝关节上方处,将皮肤作一环行切口,剥掉脚趾皮肤,再将左脚趾尖浸入1%H2SO4中,观察左后肢是否出现屈腿反射。
(3)检查右侧屈腿反射:同理用1%H2SO4检查蟾蜍右后肢有无屈腿反射。
(4)剪断右侧坐骨神经:取下蟾蜍使其俯卧在木蛙板上,在右后肢背面作一纵形皮肤切口,用玻钩在股二头肌和半膜肌之间的沟内找出坐骨神经干,穿两线并做两个结扎,剪断坐骨神经干的所有分支且在两结扎之间将神经剪断,将蟾蜍悬挂,再用1%H2SO4溶液刺激右脚趾尖皮肤,观察右后肢是否出现屈腿反射。
(5)刺激右侧坐骨神经中枢端:以中等强度和中等频率的电刺激刺激右侧坐骨神经中枢端,观察两后肢的反应有何不同。
(6)刺激右侧坐骨神经外周端:以中等强度和中等频率的电刺激刺激右侧坐骨神经外周端,观察右后肢有无屈腿反射。
(7)直接刺激右侧腓肠肌,观察有无屈腿反射。
(8)搔扒反射:以浸有2%H2SO4溶液的滤纸片贴于蟾蜍下腹部皮肤,观察两后肢能否一样发生屈腿反射。
(9)破坏脊髓:用金属探针插入椎管捣毁脊髓后再重复(8),观察两后肢又如何反应。
“结果记录与报告要求”
1.实验目的
2.实验结果与结果分析要求记录结果,用实验报告纸书写报告。
3.实验结论
“注意事项”
1.在制备脊蟾蜍时为使脑破坏完全:①可用探针反复在颅腔内前后左右转动直至蟾蜍四肢松软。②也可用粗剪刀将蟾蜍脑剪去,以干棉球填塞创口止血。
2.为保证脚趾每次浸入酸的面积尽量一致,可选择用中趾浸泡且浸泡时间控制在几秒内,刺激后立即将脚趾浸入装清水的烧杯洗去硫酸,然后用纱布拭干,以免损伤皮肤化学感受器和防止冲淡酸溶液。
3.要完全剥净脚趾皮肤,否则会影响第1项实验的结果。
4.分离坐骨神经应尽量向上,并尽量剪断与其相连的所有分支,以免影响第6项实验结果。
5.电刺激标本时,需用鼠标单击“刺激调节区”中的“启动/停止刺激”按钮发送刺激,再点一次则终止刺激。
“思考题”
1.脊蟾蜍屈腿反射反射弧的组成是什么?
2.刺激右侧坐骨神经中枢端,两后肢的反应为何不同?
“附”
1.脊蛙与脊髓反射。脊髓与高位中枢离断后的动物称为脊髓动物。动物脊髓与高级中枢离断后,可出现“脊髓休克”。经过一段时间后,以脊髓为反射中枢的一些反射可逐渐恢复,最先恢复的是比较简单和原始的反射,如屈肌反射等。恢复的速度与动物的种类有关,低等动物如蛙和蟾蜍在脊髓离断后数分钟内即恢复。说明脊髓可以完成某些简单的反射活动,它们被称为脊髓反射。脊髓是中枢神经系统的最低级部位,它的机能最简单,便于观察,因而选用脊蛙作为实验对象。
2.屈肌反射和对侧伸肌反射。脊髓动物肢体的皮肤受到伤害性刺激时,同侧肢体的屈肌收缩,而伸肌舒张,肢体屈曲,称为屈肌反射。屈肌反射使肢体离开伤害性刺激,具有保护性的意义。屈肌反射活动范围大小与刺激强度有关。趾尖皮肤受到的刺激由小变大时,屈肌反射的活动范围可由踝关节屈曲→膝关节屈曲→髋关节屈曲逐渐加大。本实验中腓肠肌是蟾蜍小腿后群的屈肌,当其收缩时引起踝关节和膝关节屈曲。当刺激增大到一定强度时,在同侧肢体屈肌反射的同时,还出现对侧肢体伸直的反射活动,称为对侧伸肌反射。
以盛有硫酸的小烧杯,将蟾蜍的后肢浸入硫酸中,可见到屈肌反射,而未刺激的后肢如伸直则为对侧伸肌反射。
3.脊髓在维持肌紧张中的作用。蟾蜍在破坏脑保留脊髓之初出现四肢松软,此是脊休克的骨骼肌紧张性降低甚至消失的表现。数分钟后实验蟾蜍的四肢一直处于某种程度的屈曲状态,这说明屈肌处于某种程度的紧张状态。若用探针将脊髓破坏后,则不再屈曲,肌肉松弛,四肢完全下垂。
4.搔扒反射。节间反射是指脊髓某些节段神经元发出的轴突与邻近上下节段的神经元发生联系,通过上下节段之间神经元的协同活动所进行的一种反射活动。如刺激动物腰背皮肤,可引起后肢发生一系列的有节奏性的搔扒动作,称为搔扒反射。