16929

ИНТЕГРАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЦНС (НА ПРИМЕРЕ РЕФЛЕКСОВ СПИННОГО МОЗГА). СУММАЦИЯ В НЕРВНЫХ ЦЕНТРАХ

Лекция

Биология и генетика

Раздел ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. Тема. ИНТЕГРАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЦНС НА ПРИМЕРЕ РЕФЛЕКСОВ СПИННОГО МОЗГА. СУММАЦИЯ В НЕРВНЫХ ЦЕНТРАХ Вопросы теоретической подготовки: Клеточное строение рефлекторных дуг спинного мозга. Свойства нервных цент

Русский

2013-06-28

594 KB

11 чел.

Раздел ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ.

Тема. ИНТЕГРАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ЦНС (НА ПРИМЕРЕ РЕФЛЕКСОВ СПИННОГО МОЗГА). СУММАЦИЯ В НЕРВНЫХ ЦЕНТРАХ

Вопросы теоретической подготовки:

  1.  Клеточное строение рефлекторных дуг спинного мозга.

Свойства нервных центров, раскрывающиеся в изменениях рефлекторных реакций.

Какие волокна возбуждаются при раздражении смешанного нерва?

Какие электрофизиологические процессы определяет процесс суммации?

Представьте анатомические обоснования процессов суммации ВПСП в мотонейронах.

Как можно разделить временную и пространственную суммацию?

Задача: Регистрация феномена суммации возбуждений на примере рефлекса спинного мозга лягушки.

Цель задачи: Меняя условия стимуляции смешанного нерва, определить условия возникновения сокращения полусухожильной мышцы лягушки.

Методика

Опыты выполняют на лягушке с разрушенным головным, но сохраненным спинным мозгом - спинальный препарат. Для получения спинального препарата зонд вводят в затылочное отверстие и, направляя его вперед, разрушают только головной мозг. Поставив зонд вертикально на основание позвонка движениями вправо и влево отсекают головной мозг от спинного. Контролем полного разрушения головного мозга является отсутствие дыхательных движений дна ротовой полости. Затем животное помещают на корковую пластинку брюшком вверх, туловище фиксируют марлевой полоской, а голову и суставы конечностей закрепляют на пластинке с помощью булавок. Периодически у лягушки будут появляться двигательные рефлексы, на этот период опыт следует остановить (Рис 10).

Рис. 10. Схема установки для выполнения задач "Суммация" и "Реципрокное торможение".

Обозначения: 1- сухожилие полусухожильной мышцы с лигатурой; 2,3-малоберцовые нервы; 4,5-раздражающие электроды, подведенные под малоберцовые нервы; 6,7-стимуляторы

Для выполнения задачи "Суммация" регистрируется сокращение полусухожильной мышцы (1) при раздражении малоберцового нерва (2) с использованием стимулятора ЭСЛ-1 (6).

Для выполнения задачи "Реципрокное торможение" регистрируется сокращение полусухожильной мышцы (1) при раздражении малоберцового нерва (2) и расслабление этой мышцы при раздражении малоберцового нерва симметричной лапки (3). Нерв второй лапки раздражается с использованием второго стимулятора ЭСЛ-1 (7).

Для выполнения работы необходимо найти сухожилие полусухожильной мышцы и малоберцовый нерв. Делают кожный разрез на 2 см выше колена и вдоль всей лапки ниже колена. Полусухожильная мышца относится к группе мышц внутренней стороны бедра. Ее сухожилие в виде веерообразного треугольника прикрепляется к проксимальному участку голени сразу под коленным суставом (Рис. 10, 1). Подводят с помощью пинцета лигатуру под сухожилие и крепко ее завязывают как можно дальше от голени, но при этом не повреждая мышцы бедра. Убедившись, что лигатура хорошо закреплена на сухожилии, отсекают его от голени.

Малоберцовый нерв лежит с наружной стороны лапки между передней длинной большой берцовой и малоберцовой мышцами. Рассекают с помощью стеклянного крючка сухожилие, проходящее на границе между этими мышцами, и в глубине находят малоберцовый нерв (Рис 10, 2). Отпрепаровывают его слегка от тканей стеклянным крючком, приподнимают и помещают на игольчатые электроды, которые закрепляют в корковой пластинке (Рис 10,4).

Нерв очень тонкий, поэтому надо следить, чтобы он не подсыхал и не деформировался на электродах. Малоберцовый нерв является смешанным, поэтому при его раздражении сигналы поступают как в спинной мозг по афферентным волокнам, так и к дистальной части лапки по двигательным волокнам. Сокращение мышц стопы, приводящее к ее движению, является контролем нормального функционирования малоберцового нерва. Чтобы эти движения не мешали регистрации нерв можно перевязать как можно ближе к стопе (и как можно дальше от колена).

Ход работы

Корковую пластинку укрепляют на универсальном штативе. Лигатуру, закрепленную на сухожилии, присоединяют к вертикальному отростку коромысла таким образом, чтобы направление движения мышцы совпадало с ее движением при сгибании конечности в норме, т.е. лигатура должна быть почти параллельна бедру. Электроды соединяют с выходом стимулятора (Рис 10,6). Длительность раздражающих стимулов устанавливают в пределах 0,5-1 мсек. Частота раздражающих стимулов изначально не превышает 1-2 Гц. При этих параметрах подбирают такую амплитуду раздражения, при которой появляется пороговый рефлекторный ответ в виде зубчатого тетануса небольшой высоты. Увеличивая частоту стимулов в 10 раз ( с 1 Гц до 10 Гц, с 2 Гц до 20 Гц и т. д.), не меняя при этом величины амплитуды стимула, наблюдают увеличение амплитуды рефлекторного ответа, связанного лишь с повышением частоты стимуляции (Рис 11).

Рис. 11. Явление суммации.

Регистрируются сокращения полусухожильной мышцы при раздражении малоберцового нерва: 1- ответы полусухожильной мышцы; 2 - отметка раздражения малоберцового нерва; цыфры - частота раздражающих стимулов в Гц.

После прекращения стимуляции можно наблюдать несколько сократительных движений, которые представляют собой явления последействия и также являются результатом возбуждения спинного мозга.

В протоколе должны быть представлены экспериментальные кривые, схема рефлекторной дуги с указанием положения раздражающих электродов и объяснение полученных результатов.

Литература:

  1.  Физиология человека.- М., Медицина (под ред. Г.И.Косицкого), 1985, с.106-111.

Физиология человека (под ред. Р.Ф.Шмидта и Дж.Тевса).- М., Мир, 1985, с. 107-110, 113-120.

Тема: ТОРМОЖЕНИЕ В ЦНС. РЕЦИПРОКНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ.

Вопросы теоретической подготовки:

  1.  Каковы механизмы прямого и возвратного торможения на уровне мотонейронов. Нарисуйте схему возвратного торможения с участием клеток Рэншоу.

Нарисуйте схему реципрокной иннервации мышц-антагонистов.

Как осуществляются нисходящие тормозные влияния на мотонейроны спинного мозга?

Механизмы возникновения ТПСП. Тормозные медиаторы на уровне головного и спинного мозга.

Какие механизмы обеспечивают координацию движений и локомоцию на уровне спинного мозга?

Задача: Изучение реципрокных контрлатеральных взаимоотношений на примере рефлекторного ответа полусухожильной мышцы при сочетанном раздражении ипсилатерального и контрлатерального нервов.

Цель задачи: Показать, как возбуждение в одной половине спинного мозга влияет на рефлекторную деятельность контрлатерального отдела этого же сегмента спинного мозга.

Методика

В данной работе используют тот же препарат спинальной лягушки, на котором выполнялась задача предыдущей темы. Отличие заключается в том, что выпрепаровывают малоберцовый нерв и на другой лапке (10, 3), подводят под него раздражающие электроды (Рис. 10, 5) и соединяют их с выходом второго стимулятора (Рис 10, 7).

Ход работы

Устанавливают следующие параметры раздражающих стимулов на обоих стимуляторах: длительность стимула - 1 мсек, частота стимулов - 30-40 Гц. Находят пороговую амплитуду стимула для возникновения рефлекторного ответа полусухожильной мышцы ипсилатеральной раздражаемому нерву. Затем увеличивают величину стимула на 2-3 деления плавной регулировки напряжения, и эти же параметры устанавливают на втором стимуляторе для раздражения нерва контрлатеральной конечности.

Опыт начинают с раздражения нерва той лапки, где отпрепаровано сухожилие мышцы. Мышца начинает сокращаться в виде зубчатого тетануса. Не выключая стимуляции первого нерва, на короткое время (2-3 с) включают раздражение нерва контрлатеральной конечности. Затем прекращают раздражение нерва первой конечности. Взаимодействие двух рефлекторных ответов может выражаться как в виде контрлатерального торможения, так и облегчении рефлекторного ответа (Рис. 12).

Рис. 12. Явление реципрокного трможения.

Регистрируются ответы полусухожильной мышцы на раздражение малоберцового нерва этой же лапки и их торможение при раздражении малоберцового нерва другой лапки: 1 - ответы полусухожильной мышцы; 2 - отметка раздражения малоберцового нерва той же лапки; 3 - отметка раздражения малоберцового нерва симметричной лапки. Скорость лентопротяжки 2,5 мм/c.

В протоколе должны быть представлены экспериментальные кривые, схема рефлекторных дуг с указанием положения раздражающих электродов.

Чтобы нарисовать схему рефлекторных взаимоотношений, выявленных в Ваших экспериментах, нужно проанализировать схему, представленную на Рис. 13, обобщающую основные механизмы реципрокного торможения при рефлексах, вызванных раздражением мышечного веретена или тельца Гольджи.

Рис. 13. Схема, иллюстрирующая механизм реципрокного торможения при рефлексах, вызванных раздражением мышечного веретена (слева) или тельца Гольджи в сухожилиях (справа) (по Экклсу).

1 - четырехглавая мышца бедра; 2 - мышечное веретено; 3 - тельце Гольджи в сухожилии; 4 - рецепторные клетки в спинномозговом ганглии ( 4а - нервная клетка, воспринимающая импульсы от веретена; 4б - нервная клетка, воспринимающая импульсы от тельца Гольджи); 5 - мотонейроны, иннервирующие мышцы-разгибатели; 6 - тормозный промежуточный нейрон; 7 - возбуждающий промежуточный нейрон; 8 - мотонейроны, иннервирующие мышцы-разгибатели; 9 - мышца-сгибатель; 10 - моторные нервные окончания в мышцах; 11 - нервное волокно от тельца Гольджи.

Рефлектрорная дуга должна отражать те взаимоотношения между правой и левой половиной сегмента спинного мозга, которые были выявлены в Ваших опытах. Если при разных параметрах стимулов Вы получили разные типы взаимоотношений (усиление и торможение), то нарисуйте две схемы и объясните почему возможен такой результат.

Литература:

  1.  Физиология человека.- М., Медицина (под ред. Г.И.Косицкого), 1985, с.103-106.

Физиология человека (под ред. Р.Ф.Шмидта и Дж.Тевса).- М.,  Мир, 1985, с. 129-137.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71446. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ МЕСТНОСТИ И СНИМКОВ ЗАДАННЫХ ПАРАМЕТРОВ 97 KB
  Для вычисления координат точек макетного снимка обычно используются уравнения коллинеарности. При этом подбираются такие элементы ориентирования снимков и координаты точек местности при которых геометрические параметры создаваемых макетов соответствуют заданным.
71447. МЕТОД ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 41.5 KB
  Сущность это метода состоит в построении так называемой имитационной модели исследуемого объекта и в целенаправленном экспериментировании с такой моделью для получения ответов на те или иные вопросы. Оперирование с математической моделью осуществляется при этом подобно...
71448. Точность определения координат точек объекта по стереопаре снимков 44 KB
  Для предрасчета точности определения координат точек местности по стереопаре аэрофотоснимков учитывая что углы наклона снимков не превышают 1 3 а базис фотографирования практически горизонтален воспользуемся формулами связи координат точек местности и координат...
71450. Определение элементов внешнего ориентирования модели по опорным точкам 22.5 KB
  Значения коэффициентов уравнений поправок i bi ci вычисляют по известным значениям координат ХМ YM ZM и X Y Z и приближенным значениям неизвестных. Полученную таким образом систему уравнений поправок решают методом последовательных приближений.
71451. Внешнее ориентирование модели. Элементы внешнего ориентирования модели 33 KB
  А точка объекта АМ соответствующая точке А объекта точка фотограмметрической модели. Векторы определяют положение начала системы координат модели ОМХМYMZM и точки А местности относительно начала системы координат объекта OXYZ.
71452. Построение фотограмметрической модели 25 KB
  Построение фотограмметрической модели заключается в определении координат точек объекта по измеренным на стереопаре снимков координатам их изображений в системе координат модели ОМХМYMZM. Определение координат точек модели производится по формулам прямой фотограмметрической засечки см.
71453. Определение элементов взаимного ориентирования 38 KB
  Для определения элементов взаимного ориентирования в качестве исходного используют уравнения взаимного ориентирования 1.3 в которое помимо измеренных координат точек на стереопаре снимков элементов внутреннего ориентирования и трех параметров задающих ориентацию системы координат...