神经系统的信号传递与电生理学研究方法

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1、神经系统的信号传递与电生理学研究方法一、神经系统的信号传递二、电生理学方法介绍医学院生理学研究所高建新教授一、神经系统的信号传递1.电信号：•局部电位（localizedgradedpotential）：感受器、突触后膜、运动终板。•动作电位（actionpotential）：在神经纤维上传到的AP称为神经冲动。2.化学性信息（化学性突触传递）：神经递质，激素。1.神经元轴突内神经活动的电变化在神经机制探索中，唯一最重要的发现是神经冲动与电位变化相一致。神经活动的电信号给予研究者一个研究神经系统功能的手段；电信号像一个失踪物，通过它，研究者可在活体的复杂结构中跟踪

2、神经冲动的去向，同时，也是了解信息如何在神经系统内编码的唯一线索。Measuringtherestingmembranepotential1)电信号MethodsofRecondingActionPotentials1)电信号Flippingthemembranepotentialbychangingtherelativeionicpermeabilityofthemembrane.神经纤维静息电位与动作电位波形与产生机制Thevoltage-gatedchannelStructureofthevoltage-gatedsodiumchannela.Themole

3、culeconsistsoffourdomains,I-IV.b.AnexpandedviewofonedomainshowingthevoltagesensorofalphahelixS4andtheporeloop(red).c.Themoleculearrangeofdomainsformaporebetweenthem.2.神经元-神经元间化学性突触传递SynapticarrangementsintheCNSVarioussizesofCNSsynapses•突触神经生理学是神经科学重要分支。研究突触电生理学、结构、功能和神经化学。•人类神经系统每个细胞处

4、在不同的反复分支的神经网络中。突触种类和大小复杂的。2.神经元-神经元间化学性突触传递2.神经元-神经元间化学性突触传递Amembraneionchannel•Theproperties:ionselectivityandgating.Amembraneionchannel•Theproperties:ionselectivityandgating.TransmitteractionsatG-protein-coupledreceptors.Thebindingofneurotransmittertothereceptorleadstotheactivationo

5、fG-proteins.ActivatedG-proteinsactivateeffectorproteins,whichmaybe(a)ionchannelsor(b)enzymesthatgenerateintracellularsecondmessengers.•神经纤维上传导的动作电位（allornon，不衰减性传导）：分析其频率、潜伏期、传导速度；•神经元胞体及树突产生的局部电位（幅度总和）：感受器，突触后膜EPSP、IPSP，运动终板；•神经递质和受体。•电压和化学门控通道：理、化性质。总结：电生理学研究的指标二、电生理学方法细胞外纪录(extrace

6、llularrecording):细胞内纪录(intracellularsingleunitrecording)：电压钳（voltageclamp）膜片钳（patchclamp）脑电图(EEG)诱发电位（evokedpotential）微电泳（microelectrophoresis）抗体微量注射正电子发射断层扫描术磁共振成像术（1)阴极射线示波器（oscillograph）：显示电信号，电子流惰性小，是记录神经非常短促和微弱电流最好的方法。（2）生物电放大器(amplifier):频率相应范围大（通频带从0~100kHz），有足够高的放大能力，低噪声，高输入阻抗

7、，高的辨差比。（3）电子刺激器（electronicstimulator）:矩形脉冲：刺激强度（幅度:最大瞬时值，0.001~200V之间，连续可调）、时间（波宽：10s~1s）、频率(波宽和延迟时间之和小于频率的倒数)、延迟；刺激方式：单，连续，双脉冲刺激；同步输出：触发其他需要与刺激同步的仪器（示波器，微电泳，照相等）一起工作。刺激隔离器（insulator）。（4）储存和分析电生理实验结果的仪器：示波器照相机、录音机、计算机（叠加，直方图，平均等)。常用的主要仪器电记录的技术(A)细胞外记录法记录法记录单个细胞或一群细胞的电活动。(B)微电极细胞内记录法记

8、录膜内外的