反射中樞活動的某些基本特征及反射弧的分析

[目的與原理] 通過對某些脊髓反射（如脊蛙的屈肌反射）的分析，了解反射弧完整性與反射活動的關系 掌握反射時的測定方法，通過用不同濃度的硫酸溶液刺激蛙趾引起屈肌反射，了解刺激強度與反射時的關系。 以脊蛙的屈肌反射為指標，觀察反射中樞活動的某些基本特征，并分析它們產生的機制。 在中樞神經系統的參與下，機體對刺激所產生的具有適應意義的規性律性反應過程稱為反射。將動物的高位中樞切除僅保留脊髓的動物成為脊髓動物（如脊蛙），它們產生的反射活動為單純的脊髓反射，由于失去高位中樞的控制反射活動較為簡單，便與觀察與分析反射過程的某些特征。 反射活動的結構基礎是反射弧。典型的反射弧由感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經和效應器五個部分組成。反射弧必須保持完整性，才能引起反射，其中任何一個環節受到破壞，反射活動就無法實現。 在反射活動中，由于神經元特別是中間神經元聯系方式的不同，使反射活動表現出種種特征。如：反射時（從刺激作用于感受器至效應器出現反應所經歷的時間）的長短、反射活動空間范圍的大小、反射活動持續時間的久暫以及引起反射活動的刺激條件等等。 [實驗對象] 蟾蜍。 [ 試劑 與器材] 硫酸溶液（0．1%、0．3%、0．5%、1%）、紗布。蛙類手術器械、鐵架臺、血管鉗一把、秒表、玻璃平皿、肌夾、搪瓷杯、小濾紙（約1cm×1cm）、刺激電極兩個、雙輸出電刺激器一臺、 燒杯 。 [實驗步驟] 1、實驗準備 取蟾蜍一只，用粗剪刀由兩側口裂剪去上方頭顱，制成脊蟾蜍。將動物俯臥位固定在蛙板上，于右側大腿背側縱行剪開皮膚，在股二頭肌和半膜肌之間的溝內找到坐骨神經干，在神經干下穿一條細線備用。手術完后，用肌夾夾住動物下頜，懸掛在鐵架臺上。 2、實驗項目 （l）反射中樞活動的某些基本特征 ①反射時的測定：在平皿內盛適量0.1%硫酸溶液，將蟾蜍一側后肢的一個腳趾尖浸入硫酸溶液中，同時按動秒表記錄從浸入時起至后肢發生屈曲所需要的時間，并立即將該足趾浸入搪瓷杯水中浸洗數次，然后用紗布拭干。用上述方法重復三次，注意每次浸入趾尖的深度要一致。三次所測時間的平均值，即為此反射的反射時（兩次實驗間隔至少2～3min）。然后平皿中分別換以0.3%、0.5%、1%的硫酸溶液再重復上述測定，比較四種濃度硫酸所測之反射時是否相同。 ②反射的空間范圍（擴散）：將一個電極放在蟾蜍后肢的足面皮膚上，先給予弱的連續電刺激，觀察發生的反應，然后依次增加刺激強度，觀察每次增加強度所引起反射的空間范圍有何變化。 ③反射的持續時間（后放）：在觀察反射的空間范圍中，還要注意觀察隨刺激強度的增加，所引起反射持續的時間有何變化，并以秒表計算至刺激停止起到反射活動結束之間共持續多少時間（后放）。 ④閾下刺激引起反射的條件：將兩個刺激電極各連接刺激器的輸出端，然后分別與蟾蜍同一后肢相同的皮膚區域接觸，用單個電刺激找出引起屈肌反射的閾值，再用略低于此閾值的閾下刺激分別給以單個電刺激，如均不引起反應，然后把兩個電極放在皮膚的同一區域，距離不超過0.5cm，當同時給予閾下刺激時，觀察可否引起反射。 另外，只放一個電極在后肢皮膚上，在給一次閾下刺激不能引起反射的情況下，換以連續刺激并依次增加刺激頻率，記錄哪一頻率最早引起反射，并計算該頻率刺激的時間間隔（即刺激頻率的倒數）。 ⑤反射的抑制：用0．5%硫酸溶液測定反射時，然后用止血鉗夾住一側前肢，給一個較強的刺激，待動物安靜后再測反射時，觀察其有無延長？ （2）反射弧的分析 ①用浸有1%硫酸溶液的小 濾紙 片貼在下腹部。觀察雙后肢有何反應？待反應出現后，將動物浸于搪瓷杯的清水內洗掉 濾紙 片和硫酸，用紗布擦干皮膚。提起穿在右側坐骨神經下的細線，剪斷坐骨神經，再重復上述實驗，比較兩次結果有何不同？ ②分別將左右后肢趾尖浸入盛有1%硫酸的小平皿內（兩側浸沒的范圍相等且僅限于趾尖），雙側后肢是否都發生反應？ ③沿左后肢趾關節上做一環形皮膚切口，將切口以下的皮膚全部剝脫（趾尖皮膚一定要剝干凈），再用1%硫酸溶液浸泡該趾尖（切不可將其他趾尖浸入），觀察該側后肢的反應。 ④將一1%硫酸紙片貼于左后肢皮膚，觀察引起的反應，用搪瓷杯中清水洗掉紙片及硫酸，擦干皮膚后，將探針插入脊髓腔內反復搗毀脊髓，再重復剛才的實驗。結果如何？ [方法評估] 操作簡單、易于掌握，為常規實驗方法。 [應用意義] 為了解中樞神經系統某些特征及活動規律的驗證性實驗，主要用于觀察分析中樞神經系統內反射中樞的活動規律及反射弧的完整與反射活動的關系。 [注意事項] 1、離斷顱腦部位要適當，太高可能保留部分腦組織而出現自主活動，太低也會影響反射的引出。 2、每次用硫酸溶液或紙片處理后，應迅速用搪瓷杯中的清水洗去皮膚上殘存的硫酸，并用紗布擦干，以保護皮膚并防止沖淡硫酸溶液。測定反射時的硫酸濃度應由低到高。 3、施加電刺激時，要區別是通過皮膚刺激了傳出神經或肌肉引起的局部反應，還是引起的反射性反應。 4、浸入硫酸溶液的趾尖應僅限于一個，而且每次浸泡的范圍也應恒定，切勿浸入太多。