醫(yī)學(xué)信號采集處理系統(tǒng)是是種多單片機控制、為生命學(xué)科設(shè)計的生物信號記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，取代了傳統(tǒng)的多道生理記錄儀、示波器、X-Y記錄儀和刺激器等儀器，可應(yīng)用于各院校的生理學(xué)、藥理學(xué)、病理生理學(xué)、運動生理學(xué)和心理學(xué)等學(xué)科的生物學(xué)實驗，是研究人員、老師和學(xué)生可以通過該醫(yī)學(xué)信號采集處理系統(tǒng)觀察到各種生物機體內(nèi)或離體器官中探測到的生物電信號以及張力、壓力、溫度等生物非電信號的波形，從而對生物肌體在不同的生理或藥理實驗條件下所發(fā)生的機能變化加以記錄與分析。

【實驗?zāi)康摹?/span>

  學(xué)習(xí)骨骼肌動作電位與機械收縮同步記錄方法，觀察分析骨骼肌興奮的電變化與收縮之間的時間關(guān)系及各自的特點。

【實驗原理】

在骨骼肌的興奮-收縮耦聯(lián)過程中，骨骼肌興奮的電變化（動作電位）與收縮（長度與張力變化）是兩種不同性質(zhì)的生理過程，但又密切相關(guān)。當(dāng)肌膜產(chǎn)生動作電位后，根據(jù)局部電流原理，動作電位可治肌膜迅速傳播，并經(jīng)由橫管膜進入肌細胞內(nèi)到達三聯(lián)體。動作電位形成的刺激使終池膜上的鈣通道開放，貯存在終池內(nèi)的Ca2+順濃度差以易化擴散的方式經(jīng)鈣通道進入胞質(zhì)到達肌絲區(qū)域，使Ca2+與細肌絲肌鈣蛋白結(jié)合，引發(fā)肌絲滑行過程，結(jié)果使肌細胞收縮。為驗證它們之間的關(guān)系，必須同步記錄這兩種生理過程。本實驗用張力換能器把蟾蜍腓腸肌的機械收縮轉(zhuǎn)化為電能，使之也以電變化的波形曲線顯示，這樣就能把肌肉興奮時的電變化與收縮的機械變化同時引入ZL-620生物信號采集處理系統(tǒng)，以觀察分析它們之間的特點。

【實驗對象】

蟾蜍。

【實驗器材】

蛙類解剖手術(shù)器材、蛙釘、林格液、腓腸肌固定屏蔽盒、微調(diào)固定器、棉花、甘油、張力換能器和ZL-620生物信號采集處理系統(tǒng)等。

【方法和步驟】

1. 制備蟾蜍離體坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本（標(biāo)本兩端均扎線），浸入林格液備用（制備方法見“實驗”）。

2. 實驗裝置

（1）將離體坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本固定在屏蔽盒中。

（2）腓腸肌的跟腱結(jié)扎經(jīng)固定在張力換能器的簧片上。

（3）坐骨神經(jīng)放在刺激電上，保持神經(jīng)與刺激電接觸良好。

（4）棉花引導(dǎo)電旋轉(zhuǎn)在腓腸肌上，接觸良好。

（5）啟動ZL-620生物信號采集處理系統(tǒng)，點擊ZL-620菜單“實驗/常用生理學(xué)實驗”，選擇“骨骼肌興奮時的電活動與收縮的關(guān)系”，設(shè)置放大器、采樣和刺激器參數(shù)（表2-3-1）。刺激模式也可采用單刺激、串刺激。

表2-3-1  ZL-620放大器、采樣和刺激器參數(shù)表

3. 實驗觀察

（1） 觀察腓腸肌的單收縮：用1~2s的主周期刺激坐骨神經(jīng)，觀察腓腸肌的單收縮曲線、動作電位波形和刺激標(biāo)記以及三者之間的時間關(guān)系，計算從動作電位起點到肌肉收縮起點的時差（圖2-3-1）。

圖2-3-1  骨骼肌興奮時的電活動與收縮的關(guān)系

（2） 觀察腓腸肌強直收縮：可逐步改變串刺激的刺激頻率，觀察腓腸肌強直收縮時肌肉收縮曲線、動作電位波形的變化。

（3） 觀察興奮-收縮去耦聯(lián)現(xiàn)象：用1~2s的主周期刺激坐骨神經(jīng)，觀察腓腸肌的單收縮曲線和動作電位波形，穩(wěn)定后，用浸泡甘油的棉花蓋于腓腸肌上，每隔30s刺激坐骨神經(jīng)次，觀察多少分鐘后只出現(xiàn)動作電位，而不出現(xiàn)腓腸肌收縮，為什么？

【實驗結(jié)果】

將觀察到的結(jié)果打印輸出或描畫于報告上。

【思考題】

肌肉發(fā)生強直收縮時，動作電位是否發(fā)生融合？為什么？

你能否設(shè)計種實驗方法以證明肌肉興奮時電變化觸發(fā)了機械收縮？