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1、 .wd.人体手大鱼际肌拇收肌单收缩分析一、实验目的：1、学习肌电图的记录。学习肌电图的描记方法。了解肌电图在研究肌肉活动中的运用，学习肌电图的分析方法。2、学习使用计算机采集系统练习对人体尺神经干神经传导速度的测控3、学会对人体无损伤拇收肌单收缩分析，如分析不同刺激强度对拇收肌收缩的影响。二、实验原理：（一）电刺激引起骨骼肌收缩的过程1、动作电位的产生可兴奋细胞在受到刺激后，膜由静息时只对K+有通透性而对Na+没有通透性，变得对Na+的通透性一过性地增高和随之对K+的通透性持续性地升高，使得这两种离子相继在各自的电化学驱动力推动下，通过钠通道和钾通道（与产生静息电位的钾漏通道不同亚型的钾通道
2、）跨膜流动（Na+内流和K+外流），从而导致膜去极化和复极化，形成动作电位。2、动作电位在神经纤维上的传导可兴奋细胞的任何一个部位的膜所产生的动作电位，都可沿着细胞膜向周围传播，使整个细胞的膜都经历一次与刺激部位同样的跨膜离子移动，表现为动作电位沿整个细胞膜的传导，这样的传导是通过在兴奋部位与未兴奋部位形成局部电流进展的，当局部电流的出现是邻接未兴奋的膜去极化到阈电位时，也会使该段出现它自己的动作电位，这样的过程在膜外表连续进展下去，就表现为在整个细胞的传导。有髓神经纤维在轴突外面包有一层相当厚的髓鞘，构成髓鞘主要成分的脂质是不导电或不允许带电离子通过的，因此只有在髓鞘中断的朗飞结处，轴突膜才
3、能和细胞外液接触，是跨膜离子移动得以进展。这样，当有髓纤维受到外来刺激时，动作电位只能在邻近刺激点的朗飞结处产生，而局部电流液只能发生在相邻的朗飞结之间，其外电路要通过髓鞘外面的组织液，这就使动作电位的传导表现为跨过每一段髓鞘而在相邻的朗飞结出现，即兴奋的跳跃式传导。神经纤维的传导速度 主要取决于在活动区前面有正电荷扩抪使膜电容放电到阈值的速度。而这种速度又取决于活动区前产生的电流量与纤维的电缆性质，特别是取决于膜电容（Cm）与内部纵向电阻（ri）,电流必须流过此电阻，使电容放电。由于动作电位的传导速度依赖于轴突核心的纵向电阻，粗纤维中的传导速度大于细线维中的传导速度。3、神经肌肉接头处兴奋的
4、传导兴奋在神经肌肉接头处的传导是通过神经末梢递质的释放和递质在终板膜外表与受体结合产生终板电位实现的。终板电位的出现约较神经冲动到达接头前膜处晚0.5-1.0ms。由于终板膜内不存在Na+的电压门控通道，终板电位不能在终板处转化为快速而可传导的动作电位；但由于终板电位的电紧张扩抪，它可使与之邻接的一般肌细胞膜去极化而使之到达阈电位，激活该处膜中的电压门控性Na+通道和K+通道，引发一次可沿整个肌细胞膜传导的动作电位。正常情况下，一次神经冲动所释放的Ach引起的终板电位的大小，大约超过引起肌细胞膜动作电位所需阈值的34倍，因此每一次神经冲动到达末梢，都能可靠地使肌细胞兴奋和收缩一次。接头传递能保
5、持这种一对一的关系，还要靠每一次神经冲动所释放的Ach能够在它引起一次肌肉兴奋后被迅速去除，否则它将持续作用于终板而使终板膜持续去极化，并影响下次到了的神经冲动的效应。Ach的去除主要靠分别在接头间隙中和接头后膜上的胆碱脂酶对它的降解作用。4、横纹肌的兴奋收缩耦联动作电位沿横管系统向细胞深处传导，横管去极化，横管膜电压敏感性钙蛋白构象发生变化，对肌质网上钙通道的阻塞作用解除，终池中大量钙离子流入肌浆，通过一系列的机制，钙离子使得肌丝滑动，引起肌肉收缩。以上整个过程可表示为：原兴奋AP传到神经末梢轴突膜上钙离子通道开放钙离子进入膜内大量囊泡向前膜靠近并与前膜融合囊泡释放AchAch扩散与终板膜神
6、经受体结合终板膜钠离子、钾离子通道局部开放钠离子内流、钾离子外流终板膜局部去极化终板膜周围的肌膜去极化达阈电位肌膜爆发动作电位（二）可兴奋细胞的电学特征 1、主动电学特征 神经或肌肉发生兴奋时，兴奋部位发生电位变化，这种可扩抪性的电位变化即为动作电位。K+和Na+通过膜构造中电压门控性K+通道和Na+通道的易化扩散，使形成神经和骨骼肌细胞静息电位和动作电位的直接原因。2、被动电学特征细胞膜脂质双层构成的绝缘层把含有电解质的细胞内液和细胞外液分隔开，其形式类似于一个平板电容器，因此细胞膜具有电容的特性（其值约为1F/cm2）。跨膜的细胞通道是电阻，胞内的电阻不可忽略，胞外的电阻可忽略。电容的作用
7、可用离子运动来解释。当正电荷被注入轴突时，钾离子在内部向膜作径向移动，同时还侧向扩抪。离子的聚集使膜电容再充电。这样的离子移动需要时间并且构成电容电流，这种电容电流不通过膜但改变膜上的电荷分布。随着电容的充电，由此产生的电位变化引起膜的电流，主要由钾和氯离子携带。最后随着分布电容完全充电，以及一个恒定的离子电流穿过膜，膜电位到达其稳态分布。电路两端电位可到达的最大值和到达最大值所需的时间取决于电路中电阻（R）和电容（C）的物理特性；可用时间常数（t）来反映电容充电的速率或电位变化的时间侧面，即t = RC（以电位到达最大值的63%所需要的时间表示）。就可兴奋细胞而言，根据膜的等效电路，时间常数
8、为：t = RmCm。Rm和Cm的大小与细胞的大小有关，细胞大则Rm小、Cm大。因此，t的生理学意义在于：t小，可兴奋细胞在受到刺激时容易被兴奋，反之则不容易被兴奋。由于膜的电学特性相当于并联阻容耦合电路，如果向神经纤维某一点轴浆注入电流，则该点会有跨膜电流和跨膜电位产生；同时，电流也会沿轴浆向两侧流动（轴向电流），并在两侧各点产生跨膜电流和电位，这种由膜的被动电学特性决定的膜电位称为电紧张电位（electrotonic potential）。由于轴向电阻的存在及沿途不断有电流跨膜流出，故不管是轴向电流还是跨膜电流，以及各点的膜电位都因距原点距离的增加而逐渐衰减。就膜电位而言，在电流注入点最大
9、，两侧各点上则作为距离的指数函数衰减。膜电位随距离增加而衰减的特点可用空间常数（l）来表示：l =Rm/(Ro+Ri)（以膜电位衰减到原点最大值37%时的距离表示）。l与Rm和Ri有关，Ri小和/或Rm大，l就大。因此， l的生理学意义在于：l大，可兴奋细胞电信号的传导速度就快，反之则较小。神经干受到有效刺激兴奋以后，产生的动作电位以脉冲的形式按一定的速度向远处扩抪传导。神经冲动的传导速度(v)是指动作电位在单位时间(t)内传导的距离(s)，可根据神经干上动作电位从一点传导到另一点所需要的时间来计算：v =s/t(m/s)。不同类型的神经纤维其传导兴奋的速度是各不一样的，其传导速度取决于纤维直
10、径、内阻、有无髓鞘等因素。总的来说，粗神经纤维的跨膜电阻R小于细神经纤维，在一样的电压下，粗神经纤维对电压的损耗远小于细神经纤维（这就相当于我们用粗导线来输送高压电），即：故相比之下，引起神经纤维兴奋的电压，粗神经纤维上的比细神经纤维上的大，所以粗神经纤维比细神经纤维先兴奋。直径粗的纤维传导速度快，直径一样的纤维有髓纤维比无髓纤维传导快。由于神经干动作电位是许多单根神经纤维动作电位的复合，所以本实验采用细胞外记录法，记录神经干上两个记录电极之间的电位差。神经纤维动作电位可沿神经纤维进展双向传导，通过测定动作电位传导的距离和时间，可算出动作电位在神经纤维上的传导速度。 （三）手部的运动神经分布：
11、尺神经在腕上分出一感觉支到手背，支配反面尺侧两个半手指。主干在豌豆骨的桡侧进入尺神经管。在管内分成浅支和深支。浅支靠桡侧，主要是感觉支，支配掌短肌、手掌尺侧及尺侧一个半手指的感觉。深支是运动支，与尺动脉伴行，穿过小鱼际进入手掌，在屈指肌腱的深面，骨间肌的浅面与掌深弓伴行，沿途发出肌支，支配小鱼际肌、骨间肌及3、4蚓状肌，最后支配拇内收肌，偶尔支配拇短屈肌的深头。在腕部尺神经干内，深浅支有56厘米的自然分束。（四）肌电图肌电图是骨骼肌在收缩前的电兴奋活动，经过引导，放大，记录而形成的图形。本实验使用的是外表电极，外表电极根据容积导体原理设计，动作电位可从肌纤维液反映到皮肤外表。外表电极为直径为1
12、的盘状导体，由导电橡胶和氯化银等导体材料制成，固定在所测肌肉的皮肤外表。可以引导出骨骼肌较多单位的动作电位，以研究人体活动时整块肌肉的状态，通过外表电极采集肌电，因其无创性而易于承受。在使用电极时要注意正负极的连接，电极应放在豌豆骨的外下侧。三、实验对象与器材： 实验对象：自我测试 实验器材：生物前置放大、手指脉压感受器、生物信号人体记录电极导极、 条形刺激电极、胶布等。四、实验步骤： 放置电极：胶布将手指脉搏压换能器固定在桌子的边缘承受测试的同学用胶布固定条形刺激电极，两次实验的位置分别为：豌豆骨的外上方和肘部尺神经沟。 设置软件参数：确认手指脉搏压换能器所在的记录通道的顺序号为channe
13、l4。翻开此序号的记录通道的设定，即低通：5Hz，采样速率：选择4k/s；右下方，选择：20:1。触发记录设置：由set up选择trigger跳出对话框设定：Trigger，选择：Channel4。Stop选择：Fixed Duration；Start选择：Pre-trigger 0.5s；Slope选择：正；Level选择：0.2以上。 刺激参数设定：由set up选择stimulus isolator跳出的对话框设定。选择continuous, beep 。range选择Hz：30ppm；pulse duration: 2.56ms；刺激电流，依个人情况而定。 神经干动作电位传导速度测定
14、：将电流强度先设定在2mA左右，开启刺激电极，观察测试者拇收肌是否因刺激而收缩。如没有发生收缩，应调整电极的位置。 适当调整刺激电流的大小，以手指收缩幅度适中为宜。 在豌豆骨的外上方电刺激，将收缩的拇指轻轻放在手指脉压感受器上方，记录肌肉单收缩图。 设置不变，在肘部尺神经沟处电刺激，记录肌肉单收缩图。找到图像上的潜伏期，计算出两个图像上潜伏期时间之差，根据人的手腕到肘部的距离，从而计算出神经干的传播速度。人体无损伤肌肉强直收缩，时值测定：按以上实验的方法固定条形刺激电极于腕部豌豆骨的外上方。 开动记录仪，手控触发，以单脉冲刺激神经，记录手部肌肉收缩曲线。 刺激强度不变，改变刺激频率，记录肌肉收
15、缩曲线变化。 五、实验本卷须知：1、大拇指放置在手指脉压感受器上的位置要正确，是第一关节的拇收肌收缩方向的一侧贴在感受器上。2、在改变电刺激的电流强度的时候，要注意适当的调节，缓慢逐渐增大。3、本实验中的刺激是无损伤的，要求学生自我测试，采取自愿原则。但是由以下疾病者不可以进展测试，有精神疾病如抑郁症患者;有严重的心脏病患者；心脏佩戴起搏器患者；严重的高血压患者等不宜承受刺激的人。4、在刺激的过程中，准确找到神经位置后，刺激电极的位置不可改变，因为动作电位的传导会受到刺激电极位置的影响。5、刺激神经时，要将刺激电极贴紧皮肤。否则，电极与皮肤间的跨膜电阻会造成刺激开场是皮肤外表局部电压过高而产生疼痛，也会影响实验结果。6、有严重心脏病或抑郁症的同学不可以承受本次实验的测试。7、在连接电极时，要尽量减少电极与皮肤间的电阻，否则会有强烈的皮肤痛，也会影响实验结果。8、刺激电流要最适，否则会痛或者图象波形不明显。9、找阈刺激时，刺激强度应要从最小的强度开场，逐步增加刺激强度，如果太大再往小调，则找到的阈刺激会不准确。10、神经干动作电位传导速度测定实验要由一个实验者完成，不然所得并不是该实验者的完整数据，因个人体质不同，对电刺激的敏感程度也不同，如这次试验做强直
