实验6 神经反射生理实验

【实验目的】

1. 通过对脊蛙的屈肌反射的分析，证明反射弧的组成，探讨反射弧的完整性与反射活动的关系；学习掌握反射时的测定方法；以蛙的屈肌反射为指标，观察脊髓反射中枢活动的某些基本特征，并分析它们产生可能的神经机制。

2. 学习暴露脊髓和分离脊神经背、腹根的方法，了解背根和腹根的不同机能。 【实验原理】

1. 在中枢神经的参与下，机体对刺激所引起的反应过程称为反射。反射的结构基础是反射弧，它包括感受器、传入神经、反射中枢、传出神经、效应器等五个部分。有脑中枢整合的反射比较复杂，仅有脊髓中枢的反射为单纯反射，反射活动比较简单，便于观察、分析。反射弧的任何一个部分受到破坏，反射活动均不能实现。从刺激作用于感受器开始到效应器出现反射性反应为止所需要的时间叫反射时。不同程度的刺激引起的反射时是不同的，刺激越弱，反射时越长，刺激越强，反射时越短。

2. 在完成反射活动中，脊神经的背根和腹根分别起着传入和传出机能。背根是由传入神经纤维组成，腹根是由传出神经纤维组成。分别刺激背根和腹根就会出现相应的反应。

实验6.1 脊髓反射的基本特征和反射弧分析

【材料和设备】 蛙；蛙类手术器械；铁支架、刺激电极、棉球、纱布、滤纸片、烧杯、

培养皿；小烧杯；秒表；硫酸（0.1%、0.3%、0.5%、1%）；

【方法和步骤】

1．制备脊蛙：用刺针或剪头毁脑（见实验5.4方法和步骤 1），但要保留脊髓，故名脊蛙。用一小棉球塞入创口止血.将脊蛙俯卧位放在蛙板上，剪开右侧大腿皮肤，分离出坐骨神经，在其下方穿双线备用。然后用线穿过（或用夹子夹住）蛙的下颌，悬挂在铁支架上（图6.1-1），待蛙四肢松软后，进行以下实验。

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2．屈腿反射观察：用盛在小烧杯中的 0.1 % 硫酸溶液浸泡蛙左后肢足趾，观察有无屈腿反射。待反应出现后，立即用盛在烧杯内的自来水洗净足趾，并用纱布擦干。

3．反射时测定：将脊蛙右后肢趾尖浸于0.1 % 硫酸溶液中，同时用秒表记录从浸入时起至腿发生屈曲时所需要的时间。重复三次，每次都需洗净、擦干，求其平均值，此值为反射时。

4. 不同刺激的反射时比较： 按步骤3所述方法依次测定0.3 %、0.5%、1%硫酸刺激所引起的屈肌反射的反射时。列表比较4种浓度的硫酸所测得的反射时是否相同。

5. 剥去皮肤效应：在左侧膝关节处将皮肤作一环形

图6.1-1脊蛙反射实验

切口，剥掉足部皮肤（注意剥净），再用1% 硫酸溶液刺激足趾，观察是否出现屈腿反射。洗净、擦干。

5. 剪断右侧坐骨神经效应：分离右侧坐骨神经，并将其作双结扎，从中间剪断，再用0.1 % 硫酸溶液刺激右侧足趾，观察是否出现屈腿反射。

6．刺激神经中枢和外周端的比较：刺激右侧坐骨神经的中枢端，观察动物的同侧和对侧后肢活动有何不同。刺激右侧坐骨神经的外周端，观察同侧和对侧后肢有何反应。

7．骚挠反射：将浸过0.1 % 硫酸溶液的滤纸片贴在蛙的腹部，观察动物的反应。洗净硫酸。

8. 捣毁脊髓效应：用毁髓针彻底捣毁脊髓，再重复以上实验，观察有何反应。 【注意事项】

1．制备脊蛙时，颅脑离断的部位要适当，太高因保留部分脑组织而可能出现自主活动，太低又可能影响反射的产生。

2．用硫酸溶液或浸有硫酸的纸片处理蛙的皮肤后，应迅速用自来水清洗，以清除皮肤上残存的硫酸，并用纱布擦干，以保护皮肤并防止冲淡后续实验硫酸溶液的浓度。

3．浸入硫酸溶液的部位应限于一个趾尖，每次浸泡范围、深度也应一致，切勿浸入太多。

【实验结果】

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1. 总结各项实验结果，分析其形成机制。 2. 指出各项反射活动的反射弧组成。 【思考题】

1. 简述反射时与刺激强度之间的关系。

2．右侧坐骨神经被剪断后，动物的反射活动发生了什么变化？这是损伤了反射弧的哪一部分？

3．剥去趾关节以下皮肤后，不再出现原有的反射活动，为什么？

4. 刺激坐骨神经中枢端和外周端，反应有何不同？为什么刺激坐骨神经中枢端，同侧和对侧后肢表现出不同的反应？

【可能出现的问题】

在测反射时，有可能出现硫酸的浓度低，反而反射时短。这是因为随着实验进程，标本产生了适应性，反应灵敏性下降，因此浓度低时，反射时有可能更短。也可能是标本本身兴奋性就很低。

【附】 用生物信号采集系统测定反射时

1．制备脊蛙，悬于万能支架上。

2．将一细塑料皮导线以胶布固定在一后肢踝关节下，并将导线固定于支架上，但以不影响后肢屈曲为宜。导线一端与后肢被刺激的脚趾平齐。导线另一端与仪器的外接标记插孔上的输入线组中白色线的负极鳄鱼夹相连。

3．将标记线正极的鳄鱼夹夹住盛0.1%硫酸的培养皿边缘，同时夹住金属导线一端，并使金属导线浸入硫酸液中，构成标记电路。这样当开启仪器后，脊蛙脚趾浸入硫酸液时，标记电路接通，标记 “上移”并记出一直线。当脊蛙因刺激而出现曲反射时，趾尖离开硫酸溶液，回路中断，标记线又回到原位。根据上移直线的长度和走纸速度，可计算出反射时。 用同样方法重复测三次，求出平均值。

4．改用0.3%、0.5%、1% 的硫酸溶液，分别重复测定三次，计算出平均值。 这样测定的反射时较为准确，但应注意：

（1）挂脊蛙的器具必须是绝缘的，以免因电流刺激而引起反射。 （2）固定于后肢的导线 ，也必须与后肢绝缘。

（3）刺激时，让后肢的导线尽可能靠近培养皿内夹的导线，或者让其接触。切勿使后

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肢置于两电极之间。否则就会电流通过脚趾而构成电刺激。

实验6.2 脊髓背根和腹根的机能

【材料及设备】 蛙；蛙手术器械；弯头金冠剪；刺激器；刺激电极；蛙板；蛙钉；

滴管；任氏液；黑白细丝线

【方法和步骤】

1．制备脊蛙: 见实验6.1。

2. 剥离脊柱骨： 将脊蛙俯卧位固定于蛙板上。沿背部中线剪开皮肤，向前开口至耳后腺之间，向后开口至尾杆骨中段，把皮肤翻向两侧。用剪刀小心剪去脊椎两侧纵行的肌肉及椎间肌肉，露出椎柱骨（图6.2-1）。

图6.2-1 脊柱及椎骨结构 图6.2-2 示意脊髓及神经

2．显露脊髓： 用金冠剪从头端，先环形剪断环椎，然后将弯头金冠剪小心伸入椎管，自前向后剪断两侧椎弓，移去骨片，暴露全部髓膜（图6.2-2）。注意不能损伤灰黑色的膜。

3．分离脊神经： 用眼科镊轻轻挑开灰黑色脊膜，用吸管吸取任氏液冲洗马尾部，小心识别第7—10对脊神经。辨认出相应的背根和腹根。背根发自脊髓背侧，腹根发自脊髓的腹侧。背根在近椎间孔附近，形成膨大的背根节。背根在形成背根节后，便与腹根相互合并。随后就又分成不同的二支。用玻璃针分离出一侧的一对背、腹根。将背根穿两条白色丝线，腹根穿两条色丝线备用。放松后肢。

4．刺激背根效应： 提起白色丝线，轻轻用电极钩起背根给以较弱单脉冲刺激，观察反应，记录结果。

5．刺激腹根效应： 用同样方法，刺激腹根并观察反应，记录结果。

6．刺激背根中枢端和外周端效应： 将两条白线双结扎背根后，从结间剪断，然后用

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