神经生物学实验指导
神经生物反馈实验指导(初稿)
目录1 实验目的 12 设备简介 13 训练原理 23.1 脑电反馈训练原理 23.2 34 SMR波反馈训练 54.1 训练目的 5 4.2 训练方法 54.2.1 被试介绍4.2.2 训练程序54.3 训练总结75 心率变异性反馈训练85.1 训练目的5.2 训练方法85.2.1 被试介绍85.2.2 训练程序95.3 训练总结6 皮电反馈训练116.1 训练目的116.2 训练方法116.2.1 被试介绍16.2.2 训练程序116.3训练总结137 总结13参考文献14附录Ⅰ脑电反馈信息采集表15 附录Ⅱ外周反馈信息采集表神经生物反馈实验指导(初稿)1 实验目的(1)掌握SMR波、心率变异性、皮电等生物反馈训练的基本原理(2)掌握中枢指标(θ波、α波、SMR波、β波)和外周指标(SDNN、RMSSD、%LF、%HF、LF/HF、Mean、StdDev)等生理指标的意义(3)熟悉SMR波、心率变异性、皮电等生物反馈的训练过程(4)收集有效个案数据进行分析,并对训练效果进行评估(5)结合个案训练效果总结、提炼出适当有效的生物反馈训练程序2 设备简介采用荷兰Mind-Media公司生产的Spirit-16高级认知神经16通道生物反馈仪作为训练设备。
此设备精度为24Bits(即可转换1677万生理信号),最大可连接16个通道,其中1~8通道作为单级脑电连接通道,9-16通道作为外周生理信号连接通道,包括呼吸、心率、皮电、皮温、肌电等。
图1 Spirit-16高级认知神经16通道生物反馈仪两台17寸液晶显示屏作为反馈程序的呈现工具,其中一台是主屏,可呈现各种具体生理指标信号的线性或条形图,作为主试监控屏;另一台是副屏,呈现具体的生物反馈画面,供被试训练之用。
图2 高级认知神经16通道生物反馈仪的主屏、副屏此生物反馈训练系统通过随机自带的BioTrace+4.0版软件包进行数据的收集和分析。
此软件包功能强大,与Spirit-16生物反馈仪配合,可以进行多种生理信号的记录、采集、反馈程序的呈现及数据的分析和导出等多种工作。
神经生物学实验技术与方法
神经生物学实验技术与方法引言:神经生物学是研究神经系统结构和功能的科学领域,它对于理解大脑和神经系统的工作原理至关重要。
神经生物学实验技术与方法则是探索和揭示神经生物学领域的关键工具。
本文将讨论一些常用的神经生物学实验技术与方法,包括电生理学、光遗传学、光学成像以及分子生物学等。
一、电生理学电生理学是研究神经元电活动的技术与方法。
在神经生物学研究中,电生理学被广泛应用于研究神经元的膜电位变化、动作电位传导、突触传递等过程。
其中,膜片钳技术是一种重要的电生理学技术,它可以记录神经元膜电位的变化。
另外,多通道电极阵列技术也被广泛应用于神经元网络的记录与控制。
二、光遗传学光遗传学是通过光敏蛋白质的操控来研究神经元活动的技术与方法。
其中,最为常见的是光遗传学工具蓝光依赖的离子通道rhodopsin 家族。
通过将这些光遗传学工具表达到特定类型的神经元中,研究者可以精确地操控神经元的兴奋性或抑制性,从而研究其在行为和认知过程中的功能。
三、光学成像光学成像是研究神经元活动的技术与方法。
通过使用荧光染料或基于钙离子指示剂的成像技术,研究者可以观察和记录神经元的活动。
其中,双光子显微镜技术是一种高分辨率的光学成像技术,它可以在活体动物中实现三维成像,对神经元的活动进行实时观察。
四、分子生物学分子生物学是研究神经生物学的技术与方法之一。
通过利用分子生物学技术,研究者可以研究神经系统中的基因表达、蛋白质合成、信号传递等过程。
其中,PCR技术和基因克隆技术是分子生物学中常用的技术手段,它们可以用于研究神经系统中的基因功能和蛋白质相互作用等问题。
五、其他技术与方法除了上述提到的技术与方法外,还有许多其他的神经生物学实验技术与方法。
例如,行为学是研究动物行为与神经系统之间关系的重要手段,通过观察和记录动物在特定环境中的行为反应,可以推测其神经机制。
另外,基因敲除和基因编辑技术也是研究神经生物学的重要工具,通过将特定基因靶向编辑或敲除,可以研究其对神经系统功能的影响。
神经生物学实验原理与技术
神经生物学实验原理与技术神经生物学实验是研究神经系统结构和功能的重要手段,通过实验原理与技术的应用,可以深入探索神经生物学的奥秘。
本文将从神经生物学实验的原理、常用技术和实验设计等方面进行介绍。
一、实验原理神经生物学实验的原理是基于神经系统的生理学和生物化学特性,通过对神经元的功能和相互作用进行观察和测量,揭示神经系统的工作原理。
实验原理包括以下几个方面:1.1 神经元电活动的记录与分析神经元产生的电活动是神经信号传递的基础,通过记录和分析神经元的电活动,可以研究神经元的兴奋性、抑制性和调控机制。
常用的技术包括细胞外多通道记录、膜片钳技术和全细胞钳技术等。
1.2 突触传递的观察与研究突触是神经元之间信息传递的关键结构,通过观察和研究突触的功能和调节机制,可以揭示神经元之间的相互作用和神经网络的形成与发展。
常用的实验技术包括双电极记录、电压脉冲刺激和光遗传学等。
1.3 神经递质的测定与分析神经递质是神经元之间信息传递的化学信号,通过测定和分析神经递质的含量和释放机制,可以揭示神经递质在神经系统中的作用和调控。
常用的技术包括高效液相色谱法、电化学检测和光学显微技术等。
二、常用技术神经生物学实验中常用的技术包括以下几个方面:2.1 细胞培养与维持细胞培养是神经生物学实验的基础,通过培养神经元和神经细胞系,可以进行细胞生物学和分子生物学研究。
常用的细胞培养技术包括原代细胞培养、细胞系培养和共培养等。
2.2 光遗传学技术光遗传学技术是近年来发展起来的一种新型实验技术,通过利用光敏蛋白质和光源的激发,可以实现对神经元的精确激活或抑制,从而研究神经回路和行为功能。
常用的光遗传学技术包括光遗传调控和光遗传成像等。
2.3 脑电图和脑成像技术脑电图和脑成像技术可以非侵入性地观察和记录大脑的电活动和代谢活动,通过研究脑电波形和脑区的活动模式,可以了解大脑的功能状态和神经网络的连接方式。
常用的脑电图和脑成像技术包括脑电图记录、功能磁共振成像和磁脑电图技术等。
神经生物学实验指导书
神经生物学实验指导书实验一脑内重要神经核团和神经生物学研究方法简介Methods for neuroscience research and nuclei in brain1.实验目的理解神经核团的概念,理解重要的神经核团;掌握脑立体定位图谱的使用方法;了解神经生物学研究的常用方法。
2.实验器材、试剂及实验材料手术刀、毛剪、注射器,1%戊巴比妥钠(Pentobarbital Sodium)、依文氏蓝(Evans Blue),大鼠。
3.实验步骤3.1脑的大致结构和重要神经核团脑膜至外由内分别有:硬脑膜、蛛网膜、软脑膜,其下是大脑皮层,边缘系统等结构。
重要的核团(神经内分泌相关的丘脑下部核团)有:PVN(室周核)、PeN (室旁核)、SON(视上核)、ME(正中隆起)、Hippocampus(海马)等。
下表给出几个重要核团的大致范围,值得注意的是:核团在不同截面上的位置和形状是不同的,因此具体位置应查阅图谱。
神经核团距离前囟(mm)中心线两侧(mm)距脑背侧(mm)PVN(室周核)-1.0~-4.2 0.0~0.8 5.0~5.5PeN(室旁核)0.0~-3.2 0.0~0.5 6.5~9.5SON(视上核)0.0~-1.8 1.0~2.3 8.5~8.8ME(正中隆起)-2.4~-3.4 0.0~0.5 9.5~10.0Hippocampus(海马)-1.8~-6.2 0.5~6.3 3.2~8.03.2实验内容a)戊巴比妥钠腹腔注射麻醉大鼠(40mg/kg);b)在颅骨前囟后3-5mm处打孔;c)用微量注射器吸入3μl依文氏蓝,注入大鼠背侧三脑室。
d)大鼠断头,除去颅骨,观察脑的结构。
George Paxinos and Charles Watson,The Rat Brain in Stereofaxic coordinates,Academic press,1986 4.江湾Ⅰ型脑定位仪的使用6.1脑立体定位仪的原理a)脑立体定位仪分为两大类:直线式和赤道式。
神经生物学实验报告-家兔大脑
神经生物学实验-家兔大脑实验一、实验目的1.记录家兔大脑皮层诱发电位;2.了解家兔大脑皮层运动区的刺激效应;3.学习去大脑方法。
二、实验原理大脑皮层诱发电位是指感觉传入系统受到刺激时,在大脑皮层上某一局限区域所引导的电位变化。
诱发电位一般由主反应、次反应和后发放三个部分组成:主反应(潜伏期:8~20ms )出现在代表区中心,电位先正后负,反应突触前和突触后的电活动;次反应(潜伏期:30~80ms )出现在代表区的周围区域,阈值较高,波形呈高幅正电位;后发放(次反应之后)是周期性、单向动作电位,可能是丘脑神经元周期性的电活动。
本实验是以适当的电刺激作用于左前肢的浅桡神经,在右侧大脑皮层的感觉区引导家兔的诱发电位。
用这种方法可以确定动物的皮层感觉区,在研究皮层机能定位上起着重要作用,但是在实验过程中需要考虑自发放电对诱发电位的影响。
由于大脑皮层随时都存在自发放电活动,诱发电位经常出现在自发电活动的背景上,为了减少自发放电的影响,我们可以利用电子平均装置,自发电位多次叠加,相互抵消(人的诱发电位),或者对实验动物深度麻醉,压抑自发放电活动的幅度。
大脑皮层运动区是躯体运动机能的高级中枢,电刺激该区的不同部位,可以引起躯体不同部位的肌肉运动。
人大脑皮层运动区的定位一般有交叉支配、倒置分布、区域大小与精细程度呈正比这三个原则。
除上面部肌受双侧皮层支配外,躯体其他部分肌肉则是受对侧皮层支配,同样除去头面部对应大脑皮层运动区是正立分布,躯体其他部分肌肉对应的大脑皮层运动区均为倒置分布。
从中脑四叠体的前、后丘之间切断脑干的动物,称去大脑动物。
在切断脑干前后丘的过程中,由于神经系统内,中脑以上水平的高级中枢对肌紧张的抑制作用被阻断,而中脑以下各级中枢对肌紧张的易化作用相对加强,因此出现了伸肌紧张亢进的现象。
动物表现为四肢图 1 诱发电位过程图 图 2 大脑皮层运动区交叉倒置僵直,头向后仰,尾向上翘的角弓反张状态,称为去大脑僵直。
神经生物学实验原理与技术
神经生物学实验原理与技术1.光遗传学:光遗传学是一种利用光敏蛋白质来操控神经元活动的方法。
通过将光敏蛋白质表达到目标神经元中,可以通过光刺激来调控其活动。
常见的光敏蛋白质包括ChR2(光敏离子通道)和NpHR(光敏蛋白质抑制性由离子通道),它们可以通过蓝光或红光的照射来触发或抑制神经元的活动。
光遗传学技术可以用于研究神经回路的功能和相互作用。
2.行为学:行为学实验可以用于研究动物的行为和认知功能。
通过设定适当的环境和任务,观察记录动物的行为表现,可以揭示其学习、记忆、注意力等认知过程。
常见的行为学实验包括Morris水迷宫实验、T字迷宫实验、条件性自由度实验等。
此外还可以利用电极植入和脑电图记录等技术,研究动物的脑电活动和行为之间的关系。
3.脑电图(EEG):脑电图是记录大脑电活动的一种非侵入性方法。
通过在动物头部植入多个电极,可以记录到大脑皮层表面的电活动。
脑电图可用于研究动物的睡眠-觉醒周期、认知任务的脑电响应以及癫痫等脑电异常。
此外,还可以与行为学实验结合,研究动物不同行为状态下的脑电活动变化。
4.神经递质检测:了解神经递质的含量和分布对于研究神经功能至关重要。
神经递质检测可以使用高效液相色谱法(HPLC)或放射性测量法等技术,分析脑组织或其他样本中神经递质的含量。
通过比较不同条件下神经递质的差异,可以了解神经递质与神经系统功能之间的关系。
5.光学成像:光学成像是一种实时观察神经活动的技术。
其中常用的方法是两光子激发荧光成像(2-photon imaging)。
通过灵敏的荧光探针和激光的照射,可以实时监测单个神经元或神经元群体的活动。
光学成像技术可以揭示神经元活动的空间和时间特性,以及不同神经元之间的相互作用。
综上所述,神经生物学实验原理与技术包括光遗传学、行为学、脑电图、神经递质检测和光学成像等方法。
这些方法可以从不同的角度研究神经系统的结构和功能,为我们了解神经生物学机制提供了重要的手段。
神经生物学实验讲义
神经⽣物学实验讲义实验⼀⿏脑灌注固定和取材⼀、原理固定是⽤⼈为的⽅法尽可能使组织细胞的形态结构和化学成分保持⽣活状态,防⽌组织细胞的溶解和腐败,并保持其原来的细微结构及原位保持⽣物活性物质的活性;能使细胞内蛋⽩质、脂肪、糖、等各种成分沉淀⽽凝固,尽量保持它原有的结构;使细胞内的成分产⽣不同的折射率,造成光学上的差异,使得原本在⽣活情况下看不清楚的结构,变得清晰可见;使得组织细胞各部经媒染作⽤容易染⾊;经过固定,使组织硬化,以利于以后切⽚时切薄⽚。
体循环:左⼼室→升主动脉→主动脉的各级分⽀→⽑细⾎管→各级静脉→上下腔静脉→右⼼房,完成体循环的整个循环。
⼆、实验步骤1、正常Sprague-Dawley⼤⿏,150~250g,或昆明⼩⿏,20g左右,雌雄不拘;2、动物⿇醉后,⽤左⼿持镊⼦夹起腹部⽪肤,右⼿持剪⼑⾃胸⾻剑突下腹部剪⼀⼩⼝,由此沿腹中线和胸⾻剑突中线向上将⽪肤剪⾄下颌,分离⽪下组织,将⽪肤翻向两侧,再沿腹中线和胸⾻中线向上剪开胸⾻,沿膈肌向两侧剪开,并⽤⽌⾎钳将胸⾻和胸部的⽪肤钳紧,将⽌⾎钳翻向外侧以充分暴露⼼脏,⼩⼼⽤镊⼦将⼼包膜打开;3、将灌注针(⼤⿏12#,⼩⿏7#)插⼊左⼼室并送⾄升主动脉内,⽤⽌⾎钳把灌注针固定在⼼脏上,打开灌注泵开关,同时剪开右⼼⽿,使⾎液排出。
先快速灌注0.9%NaCl(⼤⿏80-120ml,⼩⿏30ml),⾄肝脏逐渐变⽩⾊或右⼼⽿流出清亮液体为⽌,再灌注4℃预冷的固定液(⼤⿏200ml,⼩⿏50ml,根据动物体重定量),其中前1/3量快速灌注,后2/3量慢灌注,共在30分钟内灌注完;4、固定液进⼊⾎管后,⼤⿏四肢和尾巴开始抽动,表明灌注液进⼊⼤⿏⼤脑,待抽动完全停⽌,全⾝组织器官变硬后即可停⽌灌注;5、断头后,剥离颅⾻、剪断脑神经、离断脑于脊髓,取出整脑。
6、后固定(post-fixed):剥出⿏脑后,切取含⽬的区域的脑段,放⼊相同固定液4~12h,4℃。
附4%多聚甲醛的配制:40g多聚甲醛⽤0.1mol/L PB(pH7.4)溶解后定容⾄1L,过滤后置于4℃保存。
神经生物学实验报告-跳台
神经生物学实验-跳台实验一、实验目的了解跳台实验的原理以及意义,掌握跳台实验的操作方法二、实验原理学习与记忆是脑的高级活动之一。
人和动物的内部心理过程无法直接观察,但可以根据可观察到的刺激反应来推测脑内发生的过程。
对脑内记忆过程的研究可以从动物学习或执行某项任务后间隔一定时间,测量它们的操作成绩或反应时间来衡量这些行为。
学习和记忆实验方法的基础是条件反射,常用的方法包括跳台法、避暗法、穿梭箱、爬杆法、迷宫等。
在跳台实验装置中,底部的金属丝是通电的,这样小鼠在触电后就会产生活动,当它跳上平台后便不会被电到。
但鼠类又具有不喜狭小空间的天性,这样的天性会驱使它离开狭小的空间再次跳下平台并受到电击。
如此,通过对小鼠跳台次数和台上时间的测试便能探讨小鼠的记忆能力。
跳台实验的基本流程包括3个步骤:训练:先将小白鼠放入反应箱内适应环境3min,然后立即通1~1.5V交流电。
动物受到电击,其正常反应是跳回平台以躲避伤害性刺激。
多数动物可能再次或多次跳下平台,受到电击后又迅速跳回平台。
如此训练5min,并记录小鼠第一次跳下平台的潜伏期和受到电击的次数或称“错误次数”作为学习成绩。
记忆测试:先将小白鼠放至平台,按“开始”键,进行记录。
实验停止后,按“打印”键,打印实验结果。
记录受电击的动物数,第一次跳下平台的潜伏期和5min内的错误总数。
如果5min时小鼠未跳下平台,错误次数记录为0次,潜伏期记为300s。
三、实验动物与器材昆明种小鼠(18-22g),跳台实验箱(广州飞迪生物科技有限公司),数据线,画面分割器,电脑四、实验操作1. 双击左键“动物行为学分析系统”2. 进入系统之后,点击“跳台实验视频分析系统”3. 点击自己的实验账号进入系统,在这里选择root 账号,默认密码为空4. 在左侧边栏右击“我的实验”,然后在打开的实验信息栏中填写所需信息,例如输入实验名称“1”5. 填写完毕后,在左侧侧边栏单击“我的实验”树状栏打开刚才建立的实验名称“1”,右击实验名称,单击“添加动物”,然后填写动物的相关信息,例如动物名称“1”,分组为1。
神经生物学实验原理与技术
神经生物学实验原理与技术引言:神经生物学是研究神经系统结构和功能的学科,而神经生物学实验是研究神经生物学的重要手段之一。
本文将介绍神经生物学实验的原理与技术,包括细胞培养、电生理记录、免疫组织化学染色、光遗传学等。
一、细胞培养细胞培养是神经生物学实验中常用的技术之一,通过体外培养的方式可以研究神经元的结构和功能。
细胞培养的步骤包括细胞分离、培养基准备、细胞培养条件的控制等。
细胞分离可以通过酶消化、机械分离等方法进行,然后将分离得到的细胞放入培养基中进行培养。
培养基是模拟体内环境的液体,其中包含细胞生长所需的营养物质、生长因子和抗生素等。
细胞培养条件的控制包括温度、湿度、CO2浓度和培养时间等,这些条件可以影响细胞的生长和分化。
二、电生理记录电生理记录是研究神经元电活动的重要手段,通过记录神经元产生的电信号可以了解其功能和特性。
主要包括膜电位记录和膜电流记录。
膜电位记录可以通过玻璃微电极插入神经元测量细胞膜内外的电位差,从而了解神经元的兴奋性和抑制性。
膜电流记录是通过电压钳技术记录神经元通道的离子电流,从而了解离子通道的特性和功能。
电生理记录可以帮助研究者研究神经元的电信号传导机制、突触传递等重要生理过程。
三、免疫组织化学染色免疫组织化学染色是研究神经元分子表达的重要方法,通过标记特定抗原的抗体,可以在组织切片中检测特定的蛋白质或其他分子的分布和表达水平。
免疫组织化学染色的步骤包括组织固定、抗体孵育、显色反应等。
组织固定可以使用乙酸洗涤、甲醛固定等方法,将组织切片固定在载片上,以保持其形态和分子结构。
抗体孵育是将特异性抗体与组织切片进行结合,通过特定的抗原-抗体反应来检测目标分子的存在。
显色反应是将染色剂与抗体结合的部位产生颜色反应,从而可视化目标分子的分布和表达水平。
四、光遗传学光遗传学是近年来发展起来的一种研究神经元功能的新技术,通过利用光敏蛋白质的特性来控制神经元的活动。
光遗传学的主要方法包括光遗传感受器的表达和光刺激。
神经生物学研究方法
组织培养:下丘脑、垂体、海马、活体脑切片培养 等
体 (胚胎、成年)
外
基因功能
实
原代细胞 细胞通路
验
细胞培养
膜片钳 肿瘤细胞系
细胞系
永生化细胞:P19
一、 组织培养:
下丘脑、垂体、海马、活体脑切片培养 等 (胚胎、成年)
Brain slice cultures
Both figures shows slice cultures of the cerebellum. Left picture: The typical cytoarchitectonic organization of the cerebellar cortex is maintained, and it is possible to nicely distinguish the molecular layer (ML) with the Purkinje cell dendrites (red), the Purkinje cell layer (PCL) with the Purkinje cell bodies (red) and the granule cell layer (GCL) with the granule cells. (green). Right picture: Besides the dendritic arbours, also the axonal projection of the Purkinje cells is present in the slice cultures.
电镜:观察细微结构和亚细胞机构
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双光子显微镜:观察活细胞
• 双光子荧光显微镜是结合激光扫描共聚焦 显微镜和双光子激发技术的一种新技术。
神经生物学实验指导
实验9-3 脊髓背根与腹根的机能【目的要求】1.学习暴露脊髓和分离脊神经背、腹根的方法。
2.了解背根和腹根的不同机能。
【基本原理】脊神经的背根是由传入神经纤维组成,具有传入机能;腹根由传出神经纤维组成,具有传出机能。
若切断背根,则相应部位的刺激不能传入中枢;若切断腹根,不能传出冲动,则其所支配的效应器也不再发生反应。
【动物与器材】蟾蜍或蛙、常用手术器械、金冠剪、弯头金冠剪、刺激器或多用仪、小型弯头露丝电极、蛙板、蛙腿夹、滴管、棉花、红色和白色细丝线、任氏液。
【方法与步骤】1.将蟾蜍或蛙毁脑后腹位固定于蛙板上。
沿背部中线剪开皮肤,向前开口至耳后腺水平,向后开口至尾杆骨中段。
用剪刀小心剪去脊椎两侧的纵行肌肉及椎间肌肉,暴露椎骨。
2.用金冠剪横向剪断环椎,然后将弯头金冠剪小心伸入椎管,自前至后逐节剪断两侧椎弓(图9-3),移去骨片,暴露全部脊髓(勿损伤脊髓)。
3.用眼科镊轻轻挑开脊髓表面的银灰色或黑色脊膜,再用任氏液冲洗马尾部,小心识别第7~10对脊神经背根和腹根(图9-4)。
用玻璃分针分离一侧第9对脊神经的背、腹根(背根近椎间孔处有淡黄色、半个小米粒大小的脊神经节),将背根穿两条白色丝线,腹根穿两条红色丝线备用。
放松两后肢即可进行实验观察。
(1)提起白丝线,轻轻用刺激电极钩起背根,打开刺激器,用较弱的单脉冲刺激背根(只引起同侧后肢抖动),记录结果。
(2)用同样的方法刺激腹根,记录结果。
(3)将两条白线双结扎背根后从中间剪断神经,分别刺激其中枢端和外周端(刺激强度不变),记录结果。
(4)用同样的方法结扎并剪断腹根,重复刺激背根中枢端,记录结果。
(5)分别刺激腹根中枢端和外周端,记录结果。
【思考题】根据实验结果,说明背根和腹根的机能。
(赵静)生理学实验第二版P148-149实验9-4 损伤小白鼠一侧小脑的效应【目的要求】一侧小脑损伤后的动物,躯体运动表现异常,通过对异常运动的观察,了解小脑的运动机能。
【基本原理】小脑具有维持身体平衡,调节肌紧张和协调肌肉运动等机能。
神经生物学实验教案
神经生物学实验教案南昌大学生命科学学院实验一脊髓、脑干【目的和内容】通过对脊髓标本、脊髓模型、挂图和脊髓横切片的观察,以了解脊髓的大体解剖结构和显微构造。
通过对脑干标本、挂图和模型的观察,了解脑干的外部形态和脑神经进出脑干的位置。
【材料和用具】锯开人椎管显露脊髓的标本、脑干标本。
人的脊髓解剖模型、人脑模型。
颈部脊髓横切片(银染色)。
【操作】一、脊髓的大体解剖结构通过挂图及人的脊髓模型观察下列结构。
(一)脊髓的位置脊髓位于椎管内,上端通过枕骨大孔与延髓相连续,下端以脊髓圆锥终于第一腰椎下缘。
(二)脊髓的外形脊髓呈前后稍扁的圆柱形,全长有两个膨大部分,上方的叫颈膨大,位于第4颈椎到第2胸椎范围内;下方的叫腰膨大,自第10胸椎处逐渐扩大,到第12胸椎处最粗,向下渐渐缩小成为脊髓圆锥。
自脊髓圆锥向下伸出一根细丝,叫终丝,止于尾骨的背面。
脊髓表面有下列数条平行的纵沟:1.前正中裂为脊髓前面正中较深的裂。
2.后正中沟为脊髓后面正中较浅的沟。
3.前外侧沟为脊髓前方两侧的一对沟。
4.后外侧沟为脊髓后方两侧的一对沟。
5.后中间沟在颈髓和上部胸髓,后外侧沟和后正中沟之间的浅沟。
这些沟裂在脊髓横切片上更易观察。
在前外侧沟的全长发出一系列根丝,许多根丝组合成前根。
在后外侧沟的全长也有一系列根丝,许多根丝组合成后根。
每一节段的前、后根在椎间孔处汇合成脊神经。
在汇合前,后根有一膨大,为脊神经节。
上部的脊神经根多呈直角地进出于脊髓的两侧,并立即进入其相应的椎间孔。
中部的神经根逐渐向下斜行到相应的椎间孔。
下部的神经根更为倾斜,腰、骶、尾部的脊神经根,未出相应的椎间孔前在椎管内几乎垂直下行,围绕终丝聚集成束,称为马尾。
(三)脊髓的被膜脊髓周围包有结缔组织被膜,叫脊膜,脊膜自外向内分为:l.硬脊膜最外层,坚厚。
硬脊膜与椎管内面骨膜之间的窄腔,叫硬膜外腔,内含血管和脂肪组织等,并有脊神经根通过。
2.脊髓蛛网膜是硬脊膜和软脊膜之间的薄膜。
医学神经生物学实验课程设置及方法的探索
医学神经生物学实验课程设置及方法的探索近年来,随着大数据时代的到来,神经科学的发展取得了显著的成就,并为人们的社会发展提供了重要的贡献。
医学神经生物学实验课程以及相关实验方法的探索,已经成为近年来医学领域研究及课程推广的热门话题,也是对人们未来发展的基础性研究。
本文旨在通过探索神经生物学实验课程设置及实验方法,为神经生物学教育及神经科学研究贡献科学智慧。
一、神经生物学实验课程设置神经生物学实验课程是一门医学类课程,旨在让学生学习和了解神经生物学的基本概念和实验方法,从而深入探索神经系统的结构与功能。
首先,神经生物学实验课程要求学生有必要的神经生物学基础知识,例如神经元结构、神经系统与发育、神经环路及控制等,以便学生能够理解和掌握基本实验方法。
其次,神经生物学实验课程给予学生广泛的实验材料,以便让学生能够深入探索神经系统的结构和功能。
实验材料还包括神经细胞、极性物质、极性分子以及神经传递物质等,可以有效的研究神经系统的发育和功能。
此外,实验材料还包括大脑影像,用于诊断神经疾病或探索大脑功能、结构及其发育。
最后,神经生物学实验课程应当拓展学生的实验思维,为学生积累实验经验,除了大脑影像外,还可以引入神经系统仿真设备,例如神经系统模拟计算机,使学生能够在实验设备中模拟真实的神经系统环境,从而增强学生对神经生物学的认知。
二、神经生物学实验方法的探索神经生物学实验的方法包括解剖学、生理学、细胞生物学、分子生物学等。
解剖学是神经生物学实验中最常用的实验方法,它被用于研究神经结构和神经元群的解剖构造,以及神经本体的功能及物质特征。
此外,生理学也是神经生物学实验中常用的实验方法,通过它可以研究神经系统的电生理特征以及神经环路之间的关系。
细胞生物学方法用来研究神经元内部物质结构及功能,以及极性物质、极性分子之间的相互作用等。
此外,分子生物学方法则用来研究神经元外部刺激物质的载体蛋白、神经传递物质以及神经发育因子等,以及它们与极性物质、极性分子的相互作用。
神经生物学实验教学设计
对收集到的数据进行预处理,如滤波、去噪、标 准化等,以提高数据质量和可比性。
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数据分析
采用适当的统计方法和数据分析工具对处理后的 数据进行深入分析,以揭示神经生物学现象和规 律。
结果分析与讨论
结果呈现
将实验结果以图表、图像等形式进行可视化呈现,以便更直观地展 示实验结果和发现。
结果解释
根据实验数据和相关知识,对实验结果进行解释和讨论,阐述实验 现象的原因和机制。
实验指导手册
针对每个实验项目,编制 详细的实验指导手册,包 括实验原理、操作步骤、 数据分析方法等。
实验设备与器材
基础实验设备
提供显微镜、离心机、电 泳仪等基础实验设备,满 足常规实验操作需求。
专用实验器材
针对神经生物学实验特点 ,配备膜片钳、微电极拉 制仪、行为学实验装置等 专用器材。
实验动物与试剂
提供实验所需的动物模型 、神经细胞系、特异性抗 体、荧光染料等试剂和材 料。
网络教学资源与支持
在线课程与视频教程
利用网络平台,提供神经生物学实验的在线课程和实验操作视频 教程,方便学生预习和复习。
虚拟仿真实验系统
借助虚拟现实技术,构建神经生物学实验的虚拟仿真系统,让学 生在模拟环境中进行实验操作训练。
问题解决能力
考察学生在实验过程中遇到问题 时是否能够独立思考、积极寻找 解决方案,并评估其解决问题的 效率和质量。
成绩评定与反馈
成绩评定标准
制定明确的成绩评定标准,包括实验报告质量、课堂表现、实验技 能掌握程度等多个方面,确保评定结果客观公正。
及时反馈机制
建立有效的反馈机制,及时向学生反馈实验结果和成绩,并指出需 要改进的地方,以便学生能够及时调整学习方法和策略。
神经生物学实验
神经生物学实验实验一反射时的测定及反射弧的分析[目的]1.学习测定反射时的方法。
2.了解反射弧的组成。
通过实验证明任何一个反射,只有当实现该反射的反射弧存在,并保证其完整的情况下才能出现。
[原理]机体在中枢神经系统参与之下,对刺激所发生的反应叫做反射;反射弧是反射的解剖学基础(反射弧一般包括感受器、传入神经、中枢、传出神经、效应器等五个部分)。
要引起反射,首要条件是反射弧必须完整。
反射弧的任何一部分受到破坏,反射即不出现。
[实验动物]蛙或蟾蜍[器材及药品]蛙类常用手术器械、支柱台、蛙嘴夹、蛙板、蛙腿夹、小烧杯、大烧杯、培养皿玻璃 (2个)、小滤纸片、棉花、秒表、纱布、0.5%及1%硫酸溶液、水。
[方法与步骤]一、脊蟾蜍的反射1.制备脊蛙(或脊蟾蜍):利用毁髓针从枕骨大孔处捣毁脑,保留脊髓制备脊蛙,用蛙嘴夹夹住蛙的下颌,挂在支柱台上2. 屈曲反射正常反射活动的观察及反射时的测定:用培养皿盛0. 5%硫酸溶液,将蛙右后肢的最长趾浸入0.5%硫酸溶液中2~3mm ( 浸入时间最长不超过10s ),立即记下时间(以秒计算)。
当出现屈腿反射时,则停止计时,此为屈腿反射时(即从浸入时起至后肢发生屈曲时所需要的时间)。
立即用清水冲洗受刺激的皮肤,并用纱布擦干。
重复三次,求出平均值作为右后肢最长趾的反射时。
用同样方法测定左后肢最长趾的反射时。
3. 搔扒反射用浸有1%硫酸的滤纸片刺激脊蟾蜍一侧胸腹部或背部皮肤,引起同侧或双侧后肢运动,扒掉滤纸片。
二、反射弧1、反射弧模式图2、屈曲反射的反射弧最长趾感受器→传入神经纤维→脊髓→传出神经纤维→下肢屈肌3、搔扒反射的反射弧腹部感受器→传入神经纤维→脊髓→传出神经纤维→下肢肌三、反射弧完整才能发生反射1、破坏感受器手术剪自右后肢最长趾基部环切皮肤,然后再用手术镊剥净长趾上的皮肤。
用硫酸刺激去皮的长趾,记录结果。
2、麻醉传入和传出神经纤维沿右后肢的股二头肌沟剪开皮肤,分离出坐骨神经。
神经生物学实用实验技术pdf
神经生物学实用实验技术神经生物学是研究神经系统结构和功能的科学领域,其实验技术对于揭示神经系统的奥秘至关重要。
本文将介绍几种在神经生物学研究中常用的实用实验技术,包括神经细胞培养、电生理记录、光遗传学、神经影像学和行为学实验。
一、神经细胞培养神经细胞培养是研究神经系统的基础实验技术之一。
通过将神经细胞从动物或人体中分离出来,并在特定的培养条件下进行生长和分化,可以研究神经细胞的形态、功能和相互作用。
通过神经细胞培养技术,科学家们可以观察到神经细胞在体外的生长、突触形成、递质释放等现象,从而深入了解神经细胞的生理和病理过程。
二、电生理记录电生理记录是神经生物学中用于研究神经元电活动的实验技术。
该技术通过在神经元上放置电极,记录神经元膜电位的变化,进而研究神经元的兴奋性和抑制性。
电生理记录技术包括细胞内记录和细胞外记录两种方法。
细胞内记录通过在神经元膜内插入微电极,直接记录膜电位的变化;而细胞外记录则通过在神经元周围放置电极,记录神经元群体活动的总和电位。
通过电生理记录技术,科学家们可以研究神经元在特定刺激下的反应模式,从而了解神经系统的工作机制。
三、光遗传学光遗传学是一种利用光敏蛋白调控神经元活动的实验技术。
该技术通过基因工程技术将光敏蛋白(如光敏离子通道或光敏酶)表达在特定的神经元上,然后使用特定波长的光照射这些神经元,以调控它们的膜电位和兴奋状态。
光遗传学具有时间和空间上的高精确性,能够在活体动物中实现对特定神经元活动的精确操控。
通过光遗传学技术,科学家们可以研究特定神经元在行为、学习和记忆等过程中的作用,从而揭示神经系统功能的复杂性。
四、神经影像学神经影像学是研究大脑结构和功能的重要手段,主要包括功能性磁共振成像(fMRI)、正电子发射断层扫描(PET)和脑电图(EEG)等技术。
这些技术可以无创地观察大脑在不同状态下的血流、代谢和电活动变化,进而研究神经系统的功能连接和网络特性。
神经影像学技术为揭示大脑在认知、情感和行为等方面的功能提供了有力支持。
神经生物学实验原理与技术
神经生物学实验原理与技术一、神经元的电生理实验神经元的电生理实验是研究神经元信号传导和电活动特性的重要方法之一、实验常用的技术包括膜片钳技术和全细胞钳技术。
1.膜片钳技术膜片钳技术是通过在神经元膜上形成一个微小的玻璃电极负压,使其与神经元膜紧密接触,从而记录神经元的电位变化。
膜片钳技术主要用于研究神经元的静息电位、动作电位等电生理特性。
2.全细胞钳技术全细胞钳技术是通过在神经元内注入一种特殊的电解质溶液,形成电极与神经元内部的紧密接触,从而记录神经元内部的电活动和离子流动。
全细胞钳技术常用于研究神经元的离子通道、突触传递等特性。
二、神经解剖实验神经解剖实验是研究神经系统结构和功能的基本方法之一、通过解剖神经系统,可以了解其组织结构和神经元连接的方式。
1.脑切片技术脑切片技术是将大脑等神经组织切成厚度在10-200微米的薄片,然后通过显微镜观察和研究。
脑切片技术常用于研究神经元结构、突触形成和突触传递等。
2.神经示踪技术神经示踪技术是通过标记和追踪神经纤维的方法,研究神经元之间的连接方式和传递路径。
常用的示踪技术包括逆行示踪和顺行示踪等。
三、分子生物学实验分子生物学实验是研究神经系统基因表达和蛋白质功能的重要方法。
通过分子生物学技术,可以探索神经系统的发育和功能调控机制。
1.基因克隆技术2.基因转染技术基因转染技术是将外源基因导入到细胞中,并使之在细胞内表达的方法。
常用的基因转染技术包括质粒转染、病毒介导转染等。
3.蛋白质分离与检测技术蛋白质分离与检测技术是分析神经系统中蛋白质表达和功能的重要手段。
常用的蛋白质分离与检测技术包括SDS-凝胶电泳、Westernblotting、免疫组织化学方法等。
总结起来,神经生物学实验原理与技术主要包括神经元的电生理实验、神经解剖实验和分子生物学实验。
通过这些实验,可以深入研究神经系统的结构、功能和发育机制,为神经生物学领域的研究提供有力的手段。
神经生物学实验 - HRP神经束路追踪
HRP示踪的常用方法(TMB法)
基本原理:
神经组织的冰冻切片或振动切片在 含H2O2的TMB(四甲基联苯胺)溶液 中孵育,组织内之HRP与H2O2结合成 (HRP-H2O2)络合物,此络合物可 氧化供氢的TMB,使之形成深兰色沉 淀物,沉积在HRP周围。
TMB法特点:
灵敏度高,产物在光镜下易观察,于 明视野下颗粒呈蓝至深蓝色,暗视野 呈金色;不宜电镜检查。改良TMB法可 避免其缺点(反应产物过度的结晶形 成、反应的不稳定性、易褪色消失 等)。
目前较常应用辣根过氧化物酶法进 行神经束路追踪,本章对其作重点
介绍。
1971年Kristenson 和Olsson 首先报道 HRP可被神经末梢摄取,经逆行轴浆运 输至神经元胞体后,可用组织化学方 法显示胞体的位置,从而创建了辣根 过 氧 化 物 酶 ( horseradish peroxidase, HRP)追踪神经元法。
HRP的特性:
HRP是是从辣根中提取出来的一组同 功酶的混合物,为糖蛋白,含有其组 织化学活动所必需的正铁血红素族, 在H2O2作用下催化某些化合物(成色 原)而氧化产生可见的反应物。
分子量为40,000道尓顿,分子半径 约为3.0nm。
HRP的细胞外给药法:
加压注射法 微量注射器或微玻管注射,常用。
缺点: 1.难确定有效注射部位 2.几种常规使用的成色剂都有致癌性
THANK YOU!
HRP输送到细胞体的命运
HRP标记的微管、小囊和小泡被运 送到胞体并积聚于核周质高尔基复合 体附近,即互相融合成较大的结构 (如溶酶体),最后全细胞及树突都 为HRP溶酶体所充满。
早在HRP被输送到胞体的前三天, 由于溶酶体降解作用而使HRP含量显著 减少,在4-8天大部分溶酶体内已无 HRP。
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生物工程专业神经生物学实验指导
实验内容一:大鼠脑立体定位及帕金森病(PD)模型制作
目的要求:掌握大鼠脑立体定位仪的设计原理、基本结构、用途和正确使用;PD 模型制作要点和注意事项。
实验分组:4人/组
实验课时:5学时
实验用动物、器械和药品:
健康成年SD大鼠,体重200-250g,雌雄不拘;脑立体定位仪、水平仪、电吹风;麻醉药(0.4%戊巴比妥钠:戊巴比妥钠0.4 g,生理盐水100 ml);碘酒、酒精、生理盐水、蒸馏水;5或10ul微量注射器;手术器械,如手术刀、镊、止血钳等;大鼠脑立体定位图谱;6-羟基多巴胺(6-OHDA)溶液(按3ug/ul 配制,加Vc,即6-OHDA溶液1ml:将6-OHDA3mg,VitC0.2mg,溶于灭菌生理盐水,在1.5ml离心管中定容至1ml,分装后-20℃保存)。
实验操作及注意点:
1.根据老师的讲解和指导,认识脑立体定位仪主要部件,即主框、电极移动架及动物头部固定装置(即固定上颌的结构和耳杆与耳杆固定柱)及用途。
2.脑立体定位仪的调试:摆稳定位仪,用水平仪测水平。
检验电极移动架上各个轴向滑尺是否保持互相垂直,微量注射器针尖是否光滑垂直。
检查定
位仪各衔接部位的螺丝有无松动。
检查头部固定装置两侧是否对称。
检查
耳杆使两耳杆尖端相对,以此判定耳杆固定的准确程度。
然后,使两耳杆尖
端相对间隔1~2 mm ,前后移动固定有注射器的注射装置纵轴,使注射器的
针体向后移时,恰好通过两耳杆尖端之间的1~2 mm 间隙; 向前移时,恰
好与切牙固定架的正中刻线在一条直线上。
3.大鼠称重并麻醉(腹腔注射戊巴比妥钠,40mg/kg),动物麻醉不可过深或过浅,注意呼吸情况。
抓取大鼠时要轻柔,防止抓咬伤。
4.鼠颅的固定:将麻醉大鼠置于脑立体定位仪上,鼠颅依靠两耳杆及切牙钩三点固定。
在向外耳道内插入耳杆时,鼠眼球向外凸出。
一旦进入鼓膜环
沟内,穿破鼓膜,则会发出轻微的“嘭”声,同时出现眨眼反射,眼球不再凸出,
说明耳杆进位正确。
固定左、右侧耳杆,拧紧耳杆固定旋钮。
接着,用定位仪上的切牙钩,钩住大鼠的切牙,要钩至切牙根部,并固定之。
鼠颅前固定点的正确与否,决定着鼠颅固定是否合适。
脑立体定位仪坐标“0”点的测得:按照Paxinos 大鼠脑立体定位图谱,以颅骨前囟即冠矢点作为前后方向的“0”参照点,当微量注射器的针尖对准冠矢点时,读取立体定位仪三维坐标上标尺的数值,此数值即是“0”点坐标。
6.选定靶点:在大鼠颅顶剪毛备皮,置洞巾,碘酒、酒精消毒,纵向切开头皮,用止血钳将皮肤左右分开,暴露手术视野,以刀片刮去颅盖骨膜,注意止血。
将冠矢点定为“0”点,对照大鼠脑立体定位图谱,计算出所定位AP、ML、DV三个方向的坐标值(零点坐标值与靶位坐标值相加)。
7.根据所选定制作PD模型注射靶点,用记号笔在颅骨表面作好标记,用手术刀尖旋转钻孔。
用微量注射器向一侧黑质致密部(SNC:AP-4.8;ML1.8;DV8.3);和中脑腹侧被盖区(VTA:AP-4.8;ML1.0;DV8.3;DV注意加上颅骨、脑膜及其之间间隙的厚度,一般在1mm)各注射9ug/3ul6-OHDA 溶液(6-OHDA溶液最好新鲜配制,并加入抗氧化剂,如Vc)。
注意推药时用指头轻轻缓慢触推(0.5ul / min,停留1分钟),约10分钟将药推完,缓慢退针0.5 mm,留针1min,然后按 2.0mm/min速度缓慢拔针,退出微量注射器,并将微量注射器用蒸馏水冲洗干净凉干。
7.用手术线缝合皮肤,并用酒精棉球擦拭消毒。
松动并退出耳杆和门齿杆,轻轻取下动物置于鼠笼内,单独放置,侧卧,观察呼吸,注意保温。
8.认真记录实验全过程。
实验内容二:大鼠灌流取脑及鼠脑大体解剖学观察
目的要求:掌握大鼠灌流取脑的基本程序和要求、操作要点和注意事项;正确辨别鼠脑的分部及各部分形态结构特点。
实验分组:4人/组
实验课时:5学时
实验用动物器械和药品:
大鼠200-250g,雌雄不拘;阿朴吗啡(APO)溶液100ml(APO2.5mg,灭菌生理盐水100ml,4℃保存);麻醉药,如戊巴比妥钠(配制及剂量同前);生理盐水;4%多聚甲醛溶液(PFA)或30%福尔马林;蒸馏水;输液架;灌流用方盘;灌流胶管及针头;手术器械,如手术刀、镊、止血钳、小型咬骨钳等;广口玻璃瓶(容积50或100ml,用于盛放后固定脑)。
实验操作及注意点:
1.将上周制作的PD模型大鼠腹腔内注射阿朴吗啡(APO)溶液(0.25mg/kg),诱导动物向健侧旋转,筛选出30分钟内旋转超过210次(7圈/分)者为
成功PD大鼠模型。
2.将PD模型大鼠或正常大鼠称重并深麻(麻醉方法同前,但剂量加大),抓取大鼠时要轻柔,防止抓咬伤。
3.将深麻大鼠仰面朝天平放在灌流用方盘内,用刀沿左侧肋弓下缘、胸骨右缘外侧及左侧腋前线纵行切开,除去皮肤和肌肉等并剪断肋骨,暴露心脏。
4.在心尖部剪一小口,将灌流用针头自心尖小口处插入(稍偏右,针尖要钝而光滑),一直插入升主动脉,注意不要用力过猛而刺破主动脉壁,并在
动脉外用丝线结扎固定,防止针头滑脱。
5.放开灌流夹,紧接着在右心房剪一小口放流静脉血,快速灌流150ml生理盐水(约3-5分钟)。
6.注意观察大鼠唇部变苍白,即可改灌10%福尔马林400ml,先快后慢(约40-60分钟),头部位置稍低,一旦大鼠出现抽搐,用手轻轻固定拉伸头尾,以防动物躯体变形,不利于取脑。
7.断头,前入路或后入路(按老师示范的方法操作)取脑并用蒸馏水冲洗干
净,置于装有灌流固定液的50或100ml广口玻璃瓶内。
8.将脑从固定液中取出,用蒸馏水冲洗干净,置于方盘中,脑下面垫一干净白纱布。
用眼科镊小心剔除脑表面脑膜及血管等,从不同的面观察脑的全貌及各部分。
9.逐一解剖分离脑的各部分(按老师示范的方法操作),并仔细观察各部分结构特点。
10.认真记录实验全过程。
实验内容三:大鼠脊髓及脑切片的显微镜观察
目的要求:能正确使用显微镜辨认尼氏染色典型标准脊髓和脑冠状切片上的主要结构和神经元胞体形态,如脊髓灰质、下橄榄核、三叉神经脊束核、黑质、尾壳核和大脑皮质、中脑水管、第四脑室、海马等以及辨别依据。
实验分组:4人/组
实验课时:5学时
实验用动物器械和药品:
尼氏染色典型标准大鼠脊髓及脑冠状切片;双目显微镜(附4倍和10倍、40倍物镜)。
实验操作及注意点:
1.复习显微镜的使用方法,注意正确操作。
2.肉眼辨别所取切片的大致定位,是脊髓还是脑,是中脑还是前脑等。
3.按脊髓、延髓、脑桥、中脑和前脑的切片顺序对照Paxinos 大鼠脑图谱,从低倍到高倍仔细观察。
4.认真记录观察内容,并绘简图(2-3张切片)标注出你所观察到的主要结构。
附:有关常用液体的配制:
1.0.01 M PBS
Na2HPO4 3.08 g ,NaH2PO4 0.28 g ,NaCL 8.5 g
溶于800 ml双蒸水中,用5N NaOH调pH至7.2,加双蒸水至最终体积1000 ml。
2.4%多聚甲醛溶液(PFA)
多聚甲醛40 g,0.01 M PBS1000 ml,碱性条件下配制,先用10 M 的NaOH调PH值至8.5左右,加温至60℃搅拌溶解,滤纸过滤后60℃保存。
编写:曾水林董榕
二00八年元月。