определение времени рефлекса по Тюрку (схема опыта).

Российская Федерация
Комитет по образованию администрации ГО
«ГОРОД КАЛИНИНИГРАД»
Муниципальное автономное
общеобразовательное учреждение
СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ШКОЛА №21
КУРСЫ ПРЕДПРОФИЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
«АНАТОМИЯ и ФИЗИОЛОГИЯ
ЧЕЛОВЕКА и ЖИВОТНЫХ»
Физиология центральной нервной
системы
На правах автора:
Судоплатова К.А. ст. преподаватель кафедры общей и экологической
физиологии человека и животных, факультета биоэкологии, Балтийского
федерального университета им. Иммануила Канта
Составил:
Прядухин Д.В. учитель биологии и экологии, муниципального автономного
общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы №21,
гор. Калининграда
Калининград - 2012
МАОУ СОШ №21 © ЭС «ЭКА ПАРТНЕР»
ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Центральную нервную систему составляют спинной и головной
мозг. Основными функциями центральной нервной системы являются:
1) регуляция деятельности всех тканей и органов и объединение их в
единое целое; 2) обеспечение приспособления организма к условиям
внешней среды (организация адекватного поведения соответственно
потребностям организма).
Управление
различными
функциями
осуществляется
и
гуморальным путем (через кровь, лимфу, тканевую жидкость), однако
нервная система играет главенствующую роль. У высших животных и
человека ведущим отделом центральной нервной системы является
кора больших полушарий, которая управляет также наиболее сложными
функциями в жизнедеятельности человека — психическими процессами
(сознание, мышление, память и др.).
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Работа 1. Проприорецептивные (миотатические) рефлексы человека
При практическом знакомстве с моносинаптическими проприорецептивными
безусловными рефлексами растяжения, вырабатываются умения вызывать эти
рефлексы, закрепляются знания о их механизмах и диагностическом значении. Эти
знания и умения позволяют понять отдельные элементы поведения, например, при
действии сильных температурных, химических, тактильных и других
раздражителей, при действии раздражителей на определённые точки тела или
травмах.
Цель: уметь вызвать проприорецептивные рефлексы человека, знать их
рефлекторные дуги, функциональное и диагностическое значение.
Приборы и материалы: молоточек для неврологических исследований, гибкий
метр, стул.
Последовательность работы
1. Коленный рефлекс. Удобно посадить испытуемого на стуле (одна нога
свободно, без натяжения, лежит на другой согнутой в колене ноге). Ударить
молоточком по сухожилию четырёхглавой мышцы бедра испытуемого (под
коленной чашечкой, примерно на 1 см латеральнее средней линии), наблюдать
двигательные реакции голени (рис. 1, 2А). Проверить и сравнить рефлексы на обеих
ногах.
Рис. 1. Схема коленного рефлекса
Мотонейроны рефлекса локализованы во втором – четвёртом поясничных
сегментах спинного мозга. Посчитать время рефлекса, исходя из расстояния от места
раздражения до спинного мозга (измеряется гибким метром от соответствующего
сегмента спинного мозга до середины мышцы-эффектора) и обратно, скорости
проведения возбуждения (100 м/с), синаптической задержки в спинном мозге (0,5
мс) и в нервно-мышечном синапсе (2 мс).
2. Ахиллов рефлекс. Поставить испытуемого коленями на стул так, чтобы стопа
и небольшая часть голени (по лодыжки, но не более середины голени) выступали за
край стула. Ударить по ахиллову сухожилию трёхглавой мышцы голени (над пяткой,
на уровне лодыжки) (рис. 2Б). Оценить реакцию в голеностопном суставе,
определить и сравнить рефлексы обеих ног.
Мотонейроны рефлекса находятся в первом – втором крестцовых сегментах
спинного мозга. Проследить проявление рефлекса на более слабые и более сильные
раздражения. Посчитать время рефлекса, учитывая, что общий путь возбуждения к
спинному мозгу, так же как и от него к мышцам, на 30–40 см больше чем в
предыдущем случае. Остальные условия те же.
3. Рефлекс трёхглавой мышцы плеча. Исследователь стоит сбоку от
испытуемого. Отвести плечо расслабленной руки испытуемого до горизонтального
положения, поддерживая её своей левой рукой. Предплечье испытуемого при этом
должно свободно свисать под прямым углом к плечу (рис. 2В). Произвести удар
молоточком сверху у самого локтевого сгиба. Отметить реакцию предплечья и
изменение угла локтевого сустава.
Мотонейроны рефлекса локализованы в пятом – шестом сегментах спинного
мозга. Посчитать время рефлекса.
Рис. 2. Проприорецептивные рефлексы человека: А – коленный рефлекс; Б –
ахиллов рефлекс; В – рефлекс трёхглавой мышцы плеча (разгибательный
рефлекс предплечья)
Работа 8. Рецептивное поле спинномозгового рефлекса
Каждый рефлекс имеет свое рецептивное поле, т. е. область тела, содержащую
специализированные рецепторы, раздражение которых обуславливает строго
определенный рефлекс. Один и тот же участок тела, например кожи, может быть
рецептивным полем одного, двух и более рефлексов. Характер ответной реакции
при раздражении рецептивного поля зависит не только от его местоположения на
теле, но и от вида, силы и продолжительности раздражения, а также от
функционального состояния нервных центров.
Цель работы. Определить рецептивное поле сгибательного рефлекса у
лягушки.
Материал и оборудование. Штатив с фиксатором для лягушки, набор
препаровальных инструментов, фильтровальная бумага, вата, марля, лигатуры,
раствор Рингера для холоднокровных животных, 0,1, 0,3 и
0,5%-ный растворы НС1, отстоянная водопроводная вода.
Объект исследования — лягушка.
Рис. 5. Рецептивные поля сгибательного рефлекса
(1) и рефлекса потирания (2)
Ход работы.
1. Получить препарат спинальной лягушки (см. работу 1).
Выждать 2—3 мин, пока пройдет шок, и подвесить лягушку
за нижнюю челюсть на крючок, закрепленный в штативе.
Зафиксировать животное на штативе резиновой пробкой.
2. Нарезать небольшие куски фильтровальной бумаги (5×5 мм). Один из них смочить
в 0,1%-ном растворе НС1 и пинцетом поместить на наружную поверхность голени
задней лапки. Отметить сгибательную реакцию конечности. Тщательно смыть
кислоту, погружая лапку в стакан с водой.
3. Аналогично п. 2 провести раздражение той же лапки последовательно 0,3%-ным, а
затем 0,5%-ным растворами соляной кислоты. Выбрать концентрацию, при которой
обнаруживается наиболее четкий сгибательный рефлекс.
4. Фильтровальную бумагу, смоченную кислотой выбранной концентрации,
поместить на боковую поверхность брюшка лягушки. Спустя некоторое время
наблюдается защитный рефлекс (рефлекс потирания) — лягушка сбрасывает
раздражающий агент ближайшей лапкой.
5. Провести аппликацию раздражителя на наружную поверхность передней лапки,
на брюшко ближе к грудной части, между передними и задними лапками. При этом
каждый раз отмечать характер реакции, вызываемой раздражением данного
рецептивного поля.
Внимание! Интервалы между раздражениями должны быть не менее 2—3 мин,
после каждого раздражения лягушку тщательно омывать, погружая в стакан с
водой.
Результаты и выводы. Занести в протокол схему рецептивного поля
защитного рефлекса (рис.5). Сделать выводы.
Работа 9. Определение времени спинномозгового рефлекса
(по методу Тюрка)
Время, которое проходит с момента раздражения до начала ответной реакции,
называется временем рефлекса. Время рефлекса зависит как от силы стимула, так и
от физиологического состояния нервных центров.
Цель работы.
раздражителя.
Установить
зависимость
времени
рефлекса
от
силы
Материал и оборудование. Штатив с фиксатором для лягушки, набор
препаровальных инструментов, фильтровальная бумага, вата, марля, лигатуры,
раствор Рингера для холоднокровных животных, 0,1, 0,3 и 0,5%-ный растворы H2SO4,
отстоянная водопроводная вода, секундомер. Объект исследования — лягушка.
Ход работы.
1. Приготовить препарат спинальной лягушки и закрепить его на штативе (см.
работу 1).
2. Погрузить одну из задних лапок лягушки до уровня коленного сустава в стакан с
0,1%-ным раствором H2SO4 и одновременно включить секундомер (рис. 6).
ВНИМАНИЕ! Края стакана не должны касаться тела животного.
Рис. 6. Демонстрация спинномозговых рефлексов:
определение времени рефлекса по Тюрку (схема опыта).
Отметить время от момента погружения лапки в кислоту
до начала сгибательного рефлекса раздражаемой конечности.
Проведя измерение, тщательно обмыть лапку водой.
1. Повторить этот опыт 3 раза с интервалами 2—3 мин и
вычислить среднее время рефлекса для данной силы
раздражения.
2. Повторить опыт с 0,3%-ным и 0,5%-ным растворами
кислоты.
3. Результаты всех опытов занести в таблицу.
Таблица 2
Время сгибательного рефлекса при раздражении серной кислотой
различных концентраций
Концентрация
H2SO4, %
Время рефлекса, c
1
измерение
2
измерение
3
измерение
Среднее
0,1
0,3
0,5
Результаты и выводы. Зарисовать схему опытов. Построить график
зависимости времени рефлекса от силы раздражителя. Проанализировать
полученные данные. Сделать выводы.
Работа 10. Торможение рефлексов спинного мозга.
Торможение ограничивает распространение возбуждения в центральной
нервной системе и обеспечивает координированное осуществление рефлекторных
актов. Торможение в рефлекторной дуге одного рефлекса, вызванное возбуждением
в рефлекторной дуге другого рефлекса, называется реципрокным (сопряженным).
Возникновение торможения зависит от силы сопряженного раздражения. При очень
сильных воздействиях наступает общее торможение рефлекторной деятельности
организма (запредельное торможение), играющее защитную роль.
Цель работы. Установить наличие торможения рефлексов спинного мозга у
лягушки.
Материал и оборудование. Штатив с фиксатором, препаровальный набор,
стакан с отстоянной водопроводной водой, 0,5 % раствор H2SO4. Объект
исследования – лягушка.
Ход работы.
1. Определить время сгибательного рефлекса спинальной лягушки по методике
Тюрка, погрузив заднюю лапку в 0,5 % раствор H2SO4 (рис.6). Промыть лапку водой.
2. Погрузить ее снова в раствор серной кислоты и одновременно раздражать пальцы
второй задней лапки сильным пощипыванием пинцетом. Важно, чтобы оба
раздражения начинали действовать одновременно. Если прекратить
стимуляцию одной лапки (пощипывание), то сгибательный рефлекс на другой
проявляется со значительной силой.
Результаты и выводы.
результаты, сделать выводы.
Зарисовать
схему
опыта.
Проанализировать
Работа 11. Анализ рефлекторной дуги.
В основе работы нервной системы лежит рефлекторный принцип. Рефлекс - это
ответная реакция организма на любое внешнее или внутреннее воздействие с
участием нервной системы. Морфологической основой рефлекса является
рефлекторная дуга - совокупность образований нервной системы, реализующая
рефлекс. Рефлекторная дуга включает следующие звенья: рецептор, афферентный
нейрон, вставочный нейрон, эфферентный нейрон и орган-эффектор.
Анатомическая и функциональная целостность каждого элемента рефлекторной
дуги необходима для осуществления любой приспособительной реакции организма.
Цель работы. Исследовать роль каждого звена рефлекторной дуги в
реализации рефлекса.
Материал и оборудование. Штатив с фиксатором для лягушки, набор
препаровальных инструментов, фильтровальная бумага, вата, марля, лигатуры,
раствор Рингера для холоднокровных животных, 1%-ный раствор H2SO4, раствор
новокаина. Объект исследования — лягушка.
Ход работы.
1. Приготовить спинальную лягушку, для чего у лягушки удалить головной мозг
методом декапитации (см. работу 1). Выждать 2—3 мин, пока пройдет шок, и
подвесить лягушку за нижнюю челюсть на крючок, закрепленный в штативе.
Зафиксировать животное на штативе резиновой пробкой.
2. Нарезать небольшие куски фильтровальной бумаги (5×5 мм). Захватив пинцетом
кусочек фильтровальной бумаги, смоченной раствором H2SO4, поместить его на
голень одной, а затем другой задней лапки спинальной лягушки. Наблюдать
сгибательный рефлекс на обеих лапках.
3. В области бедра провести круговой разрез кожи и аккуратно стянуть ее с лапки.
Вновь воздействовать на голень этой лапки кислотой и зарегистрировать
отсутствие рефлекса.
4. Вызвать сгибательный рефлекс, пощипывая пинцетом пальцы другой задней
лапки лягушки. Разрезать кожу бедра этой лапки и, отыскав седалищный нерв,
отпрепарировать его на протяжении 1,5-2 см. Подвести под нерв стеклянный
крючок, слегка подтянуть нерв и положить под него тампон, смоченный
новокаином, чтобы вызвать блокаду проведения возбуждения в чувствительных
нервных волокнах. Проверять наличие рефлекса через каждые 30 секунд,
пощипывая пинцетом пальцы этой лапки. Отметить время, когда на раздражение
пальцев лапка лягушки не будет отвечать сгибанием.
5. Сразу вслед за этим стимулировать кислотой кожу выше уровня блокады нерва и
убедиться в наличии рефлекторного сгибания.
6. Убедившись в наличии рефлекса у спинальной лягушки, разрушить у нее спинной
мозг (введением в спинномозговой канал препаровальной иглы). Зарегистрировать
исчезновение всех рефлексов при пощипывании пальцев лапок пинцетом и
нанесении кислоты на кожу тела лягушки.
Результаты и выводы. Занести в протокол схемы опытов при разрушении
различных участков рефлекторной дуги. Сделать выводы о роли каждого отдела.