Практикум по физиологии. Практикум Под редакцией К. В. Судакова
 Скачать 2.13 Mb.
|
|
Рис. 5. Основные ритмы ЭЭГ Цель работы. Провести анализ ЭЭГ человека. Оснащение: электроэнцефалограф. Исследование проводится в специально оборудованной электроэнцефалографической лабора- тории. Обследуемого человека экранируют металлическим экраном от внешних электромагнитных воздействий. Содержание работы Устанавливают с помощью шлема электроды для лобного и за- тылочного отведений при биполярном способе записи. Проводят калибровку прибора. Осуществляют регистрацию ЭЭГ при откры- тых и закрытых глазах. Sudakov-Practicum-17_2016.indd 72 28.01.2016 15:36:08 73 Рис. 6. Реакция десинхронизации на ЭЭГ при открытии глаз: F — лоб- ные отведения, О — затылочные отведения, вертикальная линия — мо- мент открытия глаз Определяют частоту и амплитуду ритма ЭЭГ в затылочных и лоб- ных отведениях при открытых и закрытых глазах. Для определения частоты ритма ЭЭГ подсчитывают количество колебаний на протя- жении времени регистрации и рассчитывают количество колебаний в секунду. Амплитуду ритма ЭЭГ измеряют по максимальной амп- литуде колебаний в мм и вычисляют амплитуду ритма ЭЭГ в мкВ, зная амплитуду калибровочного сигнала. Оформление протокола 1. Записать основные ритмы ЭЭГ и функциональные состояния организма, при которых возникают эти ритмы. 2. Вклеить в тетрадь ЭЭГ обследуемого человека. 3. Сделать заключение о ритме ЭЭГ обследуемого человека при закрытых и открытых глазах. Работа 9.2. Исследование импульсной активности нейронов с помощью микроэлектродной техники Регистрация импульсной активности отдельных нейронов может осуществляться у нервных клеток в культуре ткани, нейронов ганг- лиев беспозвоночных животных (например, виноградной улитки). Возможна регистрация импульсной активности нейронов ЦНС у позвоночных наркотизированных животных. Наиболее информатив- ной, и в то же время наиболее сложной, является регистрация им- пульсации нервных клеток в условиях свободного поведения объекта. Электроды для регистрации клеточной активности часто изго- тавливаются из металла — вольфрама или нихрома, подобно элек- Занятие 9. Методы исследования функций центральной нервной системы Sudakov-Practicum-17_2016.indd 73 28.01.2016 15:36:08 74 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ тродам для регистрации суммарной электрической активности подкорковых структур, только с более тонкими кончиками. В ходе операции под наркозом в асептических условиях с применением стереотаксического метода электроды вживляются в исследуемые структуры мозга и фиксируются к черепу животного. Однако при использовании металлических электродов, как правило, регистри- руется импульсная активность нескольких нейронов (нейронного “пула”), поэтому приходится применять амплитудно-частотные фильтры для выделения отдельных импульсных потоков. Наилуч- шее качество регистрации разрядной деятельности нервных клеток отмечается при использовании стеклянных микроэлектродов. Цель работы. Ознакомиться с методикой регистрации отдельных нейронов центральной нервной системы и изучением разрядной деятельности нейронов головного мозга животных. Оснащение: комплекс электрофизиологической аппаратуры, стеклянные микроэлектроды, полиграф для записи нейронной ак- тивности. Исследование проводят на кролике, кошке или крысе. Содержание работы Подготовка к регистрации импульсной активности отдельных нейронов стеклянными микроэлектродами начинается с укрепле- ния в черепе животного металлического цоколя над исследуемым участком мозга. Операция трепанации черепа и установки цоколя проводится под наркозом в стерильных условиях. Твердая мозговая оболочка вскрывается. Специальным цементом цоколь дополни- Рис. 7. Микроманипулятор и стеклянный микроэлектрод, применяемые для регистрации импульсной активности отдель- ного нейрона в условиях сво- бодного поведения животного: 1 — цоколь микроманипулятора; 2 — винты фиксации микрома- нипулятора в цоколе; 3 — корпус микроманипулятора; 4 — винт погружения микроэлектрода; 5 — трубка для микроэлектрода и винты крепления микроэлек- трода; 6 — стеклянный микро- электрод Sudakov-Practicum-17_2016.indd 74 28.01.2016 15:36:09 75 тельно укрепляется, отверстие в нем закрывается пробкой. Экспери- менты начинаются через 3–5 дней после заживления операционной области черепа. На место пробки в отверстие цоколя вставляется и закрепляется шаровидная часть микроманипулятора (рис. 7), внутри которого располагается стеклянный микроэлектрод, наполненный 3 М раствором хлористого калия. На рис. 8 показан общий принцип установки для регистрации активности нейронов головного мозга в условиях свободного по- ведения животного. Регистрируемые микроэлектродом электри- ческие сигналы нейронов коры и подкорковых структур усилива- ются, регистрируются на компьютере или ленте записывающего устройства. Рис. 8. Блок-схема установки для регистрации импульсной активности нейронов у животного в условиях свободного поведения: ЭК — экра- нированная камера для экспериментального животного; ПК — пер- сональный компьютер для записи и обработки зарегистрированной импульсной активности При регистрации импульсной активности нейронов животное осуществляет целенаправленное поведение, например, по добыва- нию порции пищи (рис. 9). Анализ активности нервных клеток позволяет выявить особен- ности импульсации, характерной для того или иного поведения или состояния животного. Занятие 9. Методы исследования функций центральной нервной системы Sudakov-Practicum-17_2016.indd 75 28.01.2016 15:36:09 76 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ Оформление протокола 1. Зарисовать блок-схему установки для регистрации нейронной активности в условиях свободного поведения животного. 2. Вклеить в тетрадь примеры динамики импульсной активности нейрона коры головного мозга в пищедобывательном поведении животного. Работа 9.3. Исследование импульсной активности нейронов при микроионофорезе к нейронам биологически активных веществ Микроионофорез биологически активных веществ использует- ся для изучения химической чувствительности мембран нервных клеток головного мозга. Регистрация импульсной активности осу- ществляется через центральный канал многоствольного стеклянно- го микро электрода. Биологически активные вещества в заряженном состоянии выводятся из боковых каналов электрода положительным или отрицательным током. Животное при этом может находиться в свободном состоянии и осуществлять целенаправленное поведение. Цель работы. Ознакомиться с методикой микроионофоретиче- ского подведения биологически активных веществ к отдельным нейронам коры головного мозга. Оснащение: комплекс электрофизиологической аппаратуры, сте- клянные микроэлектроды, микроионофоретический аппарат, поли- граф для записи нейронной активности. Исследование проводят на кролике, кошке или крысе. Содержание работы Исследуют импульсную активность нейронов животного на фоне подведения к нейронам биологически активных веществ, в частно- Рис. 9. Регистрация импуль- сной активности отдельного нейрона в условиях свободного поведения животного при его инструментальной пищедобы- вательной деятельности Sudakov-Practicum-17_2016.indd 76 28.01.2016 15:36:09 77 сти медиаторов. У животного, осуществляющего целенаправленную деятельность, одновременно фиксируют наиболее важные этапы этого поведения. Анализируют динамику импульсной активности нейронов на фоне подведения биологически активных веществ, де- лают заключение об изменении интегративной деятельности нейро- нов на определенных этапах целенаправленного поведения. Рис. 10. Импульсная активность (А) нейрона зрительной коры мозга кошки при добывании порции молока с помощью нажатия на педаль: I — нажатие на педаль; II — момент появления молока в кормушке; III — начало потребления молока. В, С, D — суммарное количество импульсов, зарегистрированных в нейроне в ходе 10 повторяющихся поведенческих актов (гистограмма). В — без подведения веществ к нейрону, С — на фоне микроионофоретического подведения к нейро- ну ацетилхолина, Д — на фоне микроионофоретического подведения к нейрону норадреналина Оформление протокола 1. Зарисовать примеры динамики импульсной активности нейрона коры головного мозга и гистограммы этой активности в пищедо- бывательном поведении животного в условиях микроионофореза (рис. 10). Занятие 9. Методы исследования функций центральной нервной системы Sudakov-Practicum-17_2016.indd 77 28.01.2016 15:36:09 78 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ 2. Сделать заключение о роли медиаторов в интегративной деятель- ности нейрона на отдельных этапах пищедобывательного пове- дения животного. Контрольные вопросы 1. Нейрон и его физиологические свойства. Представление об интегративной деятельности нейрона (П.К. Анохин). Методы исследования центральных нейронов. Электроэнцефалография. Основные ритмы электроэнцефалограммы. 2. Нервные центры. Свойства нервных центров. 3. Механизмы распространения возбуждений в ЦНС. 4. Рефлекс, рефлекторная дуга, классификация рефлексов, время рефлекса. 5. Торможение в ЦНС. Опыт Сеченова. Классификация централь- ного торможения. Клеточные механизмы торможения. 6. Мышечный тонус. Роль спинного мозга в регуляции мышечного тонуса. 7. Задний мозг и тонические рефлекторные реакции. 8. Поза. Центральные механизмы регуляции позы. 9. Центральные механизмы выполнения произвольного движе- ния. 10. Роль подкорковых ядер и мозжечка в регуляции двигательной активности. 11. Ретикулярная формация: физиологические функции и свой ства. 12. Кора больших полушарий и ее функциональные характеристики. Функциональная асимметрия коры мозга. Sudakov-Practicum-17_2016.indd 78 28.01.2016 15:36:09 79 Теоретические вопросы 1. Структурные и функциональные особенности соматической и вегетативной нервной системы. 2. Общие принципы строения дуги вегетативного рефлекса. Веге- тативные рефлексы и их виды. 3. Структурно-функциональные особенности симпатического от- дела вегетативной нервной системы. Симпатоадреналовая сис- тема. 4. Структурно-функциональные особенности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. 5. Структурно-функциональные особенности метасимпатической нервной системы. 6. Ганглии вегетативной нервной системы, механизм передачи воз- буждения в ганглиях. 7. Медиаторы и рецепторы в деятельности вегетативной нервной системы. 8. Центральная регуляция вегетативных функций. 9. Влияние симпатической и парасимпатической нервной системы на деятельность различных органов. 10. Адаптационно-трофическая функция вегетативной нервной си- стемы. 11. Исследование функционального состояния вегетативной не- рвной системы. Практические работы Работа 10.1. Оценка вегетативного тонуса человека по индексу Кердо Индекс Кердо позволяет оценить состояние вегетативного тону- са по параметрам, характеризующим состояние сердечно-сосуди- Занятие 10. Функции вегетативной нервной системы Sudakov-Practicum-17_2016.indd 79 28.01.2016 15:36:09 80 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ стой системы — артериальному давлению (АД) и частоте сердечных сокращений (ЧСС). Цель работы. Освоить метод оценки вегетативного тонуса чело- века по показателям артериального давления и частоте сердечных сокращений. Оснащение: тонометр с фонендоскопом, секундомер. Исследова- ние проводят на человеке. Содержание работы У обследуемого студента в положении сидя после 5 мин покоя измеряют артериальное давление (АД, мм. рт. ст.) и частоту пульса (ЧСС, уд./мин). Оформление протокола 1. Записать ход работы. 2. Рассчитать вегетативный индекс Кердо (ВИК, %) по формуле: ВИК = (1 – АДд/ЧСС) u 100 (%), где АДд — значение диастолического давления, ЧСС — частота сердечных сокращений в минуту. 3. По величине ВИК оценить исходный вегетативный тонус испы- туемого. При нормотонии — ВИК от –10 до +10%, При симпатикотонии — ВИК более +10%, При ваготонии — ВИК менее –10%. Работа 10.2. Анализ вегетативной реактивности человека методом холодовой пробы Холодовая проба позволяет оценить вегетативную реактив- ность. Цель работы. Освоить метод оценки вегетативной реактивности с использованием холодовой пробы. Оснащение: тонометр с фонендоскопом, секундомер, сосуд с очень холодной водой или мелкими кусочками льда. Исследова- ние проводят на человеке. Sudakov-Practicum-17_2016.indd 80 28.01.2016 15:36:10 81 Занятие 10. Функции вегетативной нервной системы Содержание работы У обследуемого студента в положении сидя определяют АД (мм рт. ст.) и ЧСС. Обследуемый опускает кисть правой руки до за- пястья в сосуд с холодной водой на 1 мин. Определяют АД и ЧСС через 30 с и 1 мин от начала пробы, а также через каждую минуту, после того как рука извлечена из сосуда с холодной водой. Оформление протокола 1. Полученные данные оформить в виде таблицы 1. Таблица 1 Результаты холодовой пробы Параметр Исходные значения Время после холодовой пробы, мин 0,5 1 2 3 4 5 АДс, мм рт. ст. АДд, мм рт. ст. ЧСС, уд./мин ВИК, % 2. Рассчитать ВИК (см. работу 10.1). 3. Оценить вегетативную реактивность по изменению АД, ЧСС и ВИК. 1. Для нормальной вегетативной реактивности характерны следу- ющие изменения. Систолическое АД повышается на 15–20 мм рт. ст. Диастолическое АД повышается на 10–15 мм рт. ст. Макси- мальный подъем АД происходит через 30 с от начала охлаждения. ЧСС увеличивается на 10–15 уд./мин. Возврат АД к исходному уровню происходит через 2–3 мин. 2. Гиперреактивность вегетативной нервной системы характеризу- ется более значительным повышением АД и ЧСС, что называется гиперсимпатической реакцией. 3. Гипореактивность вегетативной нервной системы характеризу- ется менее значительным увеличение АД и ЧСС, что называется слабой симпатической реакцией. 4. Извращенная реактивность вегетативной нервной системы ха- рактеризуется снижением АД и ЧСС, что называется парасим- патической реакцией. Sudakov-Practicum-17_2016.indd 81 28.01.2016 15:36:10 82 НОРМАЛЬНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ. ПРАКТИКУМ Работа 10.3. Оценка реактивности вегетативной нервной системы по вагальным рефлексам Некоторые сердечные рефлексы имеют важное практическое, а иногда и лечебное значение. Среди наиболее часто используемых — гла- зосердечный (Даньини—Ашнера), синокаротидный (Геринга—Черме- ка), солярный (Тома—Ру), названные рефлексы являются вагусными, то есть при раздражении соответствующих рефлексогенных зон ведут к стимуляции вагусных влияний на сердце. Центростремительные пути рефлексов достигают ядер блуждающих нервов в продолговатом мозгу, откуда начинаются центробежные пути, идущие к сердцу. Цель работы. Изучить механизмы наиболее значимых для кли- ники рефлекторных влияний на сердце человека. Оснащение: секундомер. Исследование проводят на человеке. Содержание работы Последовательно провести исследование трех рефлексов. Рефлекс Даньини—Ашнера. Обследуемый студент сидит на стуле, расслабившись 5–6 мин. Подсчитывают у обследуемого исходный пульс. Располагают указательный и большой пальцы одной руки на глазных яблоках обследуемого и плавно надавливают на них в тече- ние 10–30 с. Другой рукой считают пульс в течение 30 с. Синокаротидный рефлекс проводят через 8–10 мин после первого. Необходимо дождаться восстановления исходных значений пульса. Определяют пульсацию в области передней границы верхней трети грудино-ключично-сосцевидной мышцы (зона проекции сонной артерии в области ее бифуркации). Проводят легкое постоянное надавливание на нее в течение 20–30 с. Другой рукой считают пульс за 20–30 с. Солярный рефлекс. Дожидаются восстановления пульса у обсле- дуемого. Проводят нерезкое давление кулаком в эпигастральной зоне в области солнечного сплетения в течение 30 с. Другой рукой подсчитывают пульс за 30 с. Оформление протокола 1. Записать ход наблюдений. 2. Занести полученные данные в таблицу 2. Sudakov-Practicum-17_2016.indd 82 28.01.2016 15:36:10 83 Занятие 10. Функции вегетативной нервной системы Таблица 2 Результаты вагальных рефлексов Рефлексы Исходное значение пульса (уд./мин) Величина изменения пульса в пробе (уд./мин) Глазосердечный рефлекс Синокаротидный рефлекс Солярный рефлекс 3. Оценить степень выраженности рефлексов в соответствии с представленными нормативами в таблице 3. Таблица 3 Результаты вагальных рефлексов в норме Рефлексы Исходное значение пульса (уд./мин) Величина изменения пульса в пробе (уд./мин) Глазосердечный рефлекс 60–65 -4,0 ± 3,8 Синокаротидный рефлекс 60–65 -5,0 ± 2,7 Солярный рефлекс 60–65 -3,0 ± 2,7 При замедлении пульса в пределах М ± V рефлексы считают по- ложительными. При замедлении пульса в изучаемых пробах больше, чем М ± V, рефлексы положительны с выраженной парасимпатиче- ской реактивностью. При неизменной сердечной деятельности рефлексы отрицатель- ны. Если же стимуляция рефлексогенных зон ведет к учащению пульса, рефлексы считают извращенными, что может быть призна- ком выраженной симпатической реактивности, функциональных нарушений в регуляции деятельности сердца. 4. Объяснить происхождение и механизмы изучаемых рефлексов. Сделать вывод о вегетативной реактивности обследуемого чело- века. |