Модулирующее влияние различных отделов цнс на коленный рефлекс
Коленный рефлекс – один из наиболее часто оцениваемых рефлексов в клинической практике. В данной работе торможение коленного рефлекса при активации вышележащих отделов ЦНС является отражением иерархических отношений нервных центров и эволюционно обусловленной цефализации функции нервной системы.
Для работы необходимо: перкуссионный молоток, секундомер.
Объект исследования – человек.
Проведение работы. Испытуемому предлагают сесть на стул и положить ногу на ногу. Наносят легкий удар по сухожилию четырехглавой мышци ниже коленной чашечки. В ответ возникает сокращение четырехглавого разгибателя бедра и легкое разгибание голени. Рефлекторная дуга коленного рефлекса: афферентное звено – чувствительные волокна бедренного нерва, уровень замыкания – LII–LIV сегменты спинного мозга, эфферентное звено – двигательные волокна бедренного нерва. Отмечают время и выраженность коленного рефлекса (амплитуду разгибания голени). В данной работе время рефлекторной реакции измеряют от момента нанесения удара молоточком до момента возвращения ноги в исходное положение после рефлекторного сокращения четырехглавой мышцы.
Испытуемому дают задание произвести какие-либо арифметические расчеты. Например, назвать ряд чисел, возникающий при последовательном вычитании трех из ста: «100, 97, 94, 91 и т. д.», при этом вызывают у испытуемого коленный рефлекс и определяют его время и выраженность.
Сидящий в исходном положении испытуемый воспроизводит искусственное гиперпноэ (частое и глубокое дыхание). При этом экспериментатор вызывает у испытуемого коленный рефлекс и отмечает его характеристики.
Испытуемому предлагают соединить кисти рук «в замок» и попытаться развести руки для создания мышечного напряжения в плечевом поясе. Во время возникшего изометрического мышечного напряжения вызывают коленный рефлекс и отмечают его характеристики.
Результаты работы и их оформление. Нарисуйте схему соматической рефлекторной дуги коленного рефлекса. Сравните время и выраженность вызываемого рефлекса в различных условиях опыта. Назовите отделы ЦНС, активация которых привела к изменениям коленного рефлекса. Опишите предполагаемые механизмы изменений рефлекса, полученных в результате эксперимента.
Р а б о т а 9
Электроэнцефалография. Спонтанная биоэлектрическая активность коры головного мозга
Современная нейрофизиология изучает механизмы, лежащие в основе процессов получения, кодирования и переработки информации в ЦНС. Большие успехи в этом направлении были сделаны благодаря применению электрофизиологических методов исследования. Характер электроэнцефалограммы (ЭЭГ) определяется функциональным состоянием нервной ткани, уровнем протекающих в ней обменных процессов. Нарушение кровоснабжения, гипоксия или глубокий наркоз приводят к подавлению биоэлектрической активности коры больших полушарий. Зависимость ЭЭГ от общего состояния организма широко используют в клинике для контроля за ходом операции и уровнем наркоза. Биоэлектрическая активность коры больших полушарий является отражением жизнедеятельности огромного количества ее нейронных элементов. Характер биоэлектрической активности зависит от поступления нервной импульсации по специфическим афферентным каналам, от импульсации, идущей от различных неспецифических и ассоциативных подкорковых структур, и, кроме того, от собственной активности кортикальных нервных элементов. Таким образом, спонтанную биоэлектрическую активность, очевидно, следует рассматривать как отражение сложных процессов приема и переработки афферентной информации, постоянно поступающей в корковые нейрональные элементы.
Для работы необходимы: электроэнцефалограф, электроды для отведения ЭЭГ, экранированная камера, фотофоностимулятор, электродная паста, спирт, эфир.
Объект исследования – человек.
Проведение работы. Регистрацию проводят в специальной экранированной камере, предохраняющей (экранирующей) объект от воздействия внешних электрических и магнитных полей. Электрическую активность мозга отводят с помощью специального электродного устройства, которое состоит из отводящих электродов и держателя электродов, выполненного обычно в виде шлема (рис. 101, А). Электроды экранированным шлангом соединяют с коммутатором электроэнцефалографа, с помощью которого можно соединять усилители с электродами в любых комбинациях. Электроды должны иметь надежный контакт с кожей. Перед опытом измеряют сопротивление каждого электрода в отдельности, причем для удовлетворительной регистрации необходимо добиваться, чтобы оно не превышало 10–15 кОм. Схема расположения отводящих электродов на голове испытуемого может быть различной. Существует несколько вариантов стандартных отведений, используемых в клинике и в эксперименте (рис. 101, Б). После того как электроды укреплены на голове испытуемого и подготовка аппаратуры закончена, устанавливают диапазон регистрируемых частот в пределах 2–75 Гц. Включают пишущие гальванометры и наблюдают за амплитудой отклонения перьев, устанавливая необходимое усиление. Затем включают лен-
Рис. 101. Электроэнцефалография:
А – схема крепления электродов на поверхности головы (энцефалографический шлем); Б – принципы наложения электродов и отведение ЭЭГ у человека: ЛУ и ПУ – левое и правое ухо; Э1 – дифферентный электрод; Э2 – индифферентный
электрод; Э3 – заземляющий электрод; 1-3 – клеммы подключения
топротяжный механизм, установив скорость движения ленты 1,5 см/с. Записывают калибровочный сигнал. После этого переключают прибор на регистрацию биотоков, а лентопротяжный механизм последовательно переводят на разные скорости и записывают фоновую ЭЭГ.
Приступают к записи ЭЭГ при разного рода воздействиях на испытуемого:
1. Просят испытуемого расслабить мышцы и закрыть глаза. Спустя несколько минут наблюдают появление на ЭЭГ альфа-ритма. Просят испытуемого открыть глаза и наблюдают депрессию альфа-ритма.
2. Устанавливают на фотофоностимуляторе частоту подачи световых сигналов 20 Гц и соединяют его с электроэнцефалографом для записи моментов подачи световых стимулов. Включают электроэнцефалограф и записывают исходный фон, затем включают световой раздражитель и через 1–2 мин регистрируют ЭЭГ. При этом можно видеть, как колебания потенциала на ЭЭГ начинают повторять частоту следования раздражителя. Это явление носит название «усвоение ритма» раздражения.
3. Просят испытуемого расслабить мышцы и закрыть глаза. Через несколько минут, когда на записи появится отчетливо выраженный альфа-ритм, внезапно включают звуковой раздражитель в форме тона или частых (150–200 Гц) щелчков. Наблюдают наступающие при этом изменения.
Результаты работы и их оформление. Вклейте в протокол фрагменты зарегистрированной ЭЭГ человека, выбрав те отрезки, где она записана при расслабленном состоянии испытуемого с закрытыми глазами и при открывании глаз, определите вид волн ЭЭГ при этих состояниях. Подсчитайте частоту колебаний потенциала в 1 с. Сделайте выводы о зависимости ритмов ЭЭГ человека от световых и звуковых стимулов.
Р а б о т а 10