Методы физиологических исследований

Исследуемый процесс (сигнал) обычно подается на вертикальные отклоняющие пластины, которые перемещают луч вверх или вниз, в зависимости от знака и величины приложенного к ним напряжения. Таким образом, потенциалы, приложенные к пластинам, управляют перемещением луча по горизонтальной (х) и вертикальной (у) осям, т. е. развертывают исследуемый процесс.

Регистрацию исследуемых процессов с экрана катодного осциллографа осуществляют фотографическим способом с применением световых фотоаппаратов или специальных фотокамер.

Магнитографы. Регистрация электрических процессов на ферромагнитную ленту удобна тем, что записанная таким образом информация может длительно храниться и многократно воспроизводиться. С помощью различных регистраторов ее можно переводить в видимую запись с различным масштабом развертки. Эту информацию можно обрабатывать после окончания эксперимента с помощью различных автоматических устройств и электронно-вычислительных машин. Магнитографы позволяют записывать и протокол эксперимента.

ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

В современных условиях ЭВМ являются неотъемлемой частью научно-исследовательских лабораторий, так как электронно-вычислительные машины значительно повышают эффективность труда исследователей Ввод данных об исследуемом процессе можно производить различными способами: ручным (когда предварительно рассчитанные амплитудно-временные параметры, например, электрокардиограммы вводят с клавиатуры ЭВМ) или с промежуточного носителя информации (например, с перфокарты или перфоленты, на которых закодирована информация).

Однако наиболее удобно и экономично вводить информацию в ЭВМ с помощью специального устройства - амплитудно-цифрового преобразователя (АЦП). Амплитудно-цифровой преобразователь трансформирует амплитудно-временные параметры исследуемого процесса (например, амплитуду и длительность различных компонен-тов ЭКГ) в цифровой код, который воспринимается, анализируется и обрабатывается процессором ЭВМ. Математически обработанная (по заданным программам) в ЭВМ информация может быть представлена в различных формах: в виде таблицы, отпечатанной на цифропечатаюшем устройстве; в виде графика, построенного графопостроителем; в виде изображения на экране дисплея или в другой форме. При этом исследователь освобождается от рутинной работы не только по измерению, обсчету, математическому анализу результатов, но и от необходимости составлять таблицы и строить графики.

ПРИБОРЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Приборы специального назначения обычно предназначены для регистрации какой-либо одной функции или процесса, например электрокардиограммы, электроэнцефалограммы, электрогастрограммы и др. Такая специализированная аппаратура, как правило, компактна, проста в эксплуатации и удобна для проведения клинических исследований. В ее состав входят различные блоки (системы) общего назначения, поэтому знание принципиального устройства отдельных блоков позволяет легко разобраться в работе приборов специального назначения. Общая структура прибора специального назначения включает электроды или датчик, коммутатор, усилитель, регистратор и блок питания. Более детальное знакомство с каждым прибором осуществляется с помощью инструкции по эксплуатации, прилагаемой к прибору.

Электростимуляторы. Для электрической стимуляции биологических объектов вплоть до середины текущего столетия применяли индукционные катушки, которые в настоящее время полностью заменены электростимуляторами. Электростимулятор - один из самых распространенных и необходимых приборов. Он обеспечивает оптимальные условия раздражения тканей (с наименьшим их травмированием при длительной стимуляции) и удобен в работе.

Для исследовательских целей целесообразно использовать стимулятор, который в зависимости от условий эксперимента может служить либо генератором тока, либо генератором напряжения. Внутреннее сопротивление выходного устройства такого стимулятора можно изменять в соответствии с целями эксперимента. Оно должно быть или в 30-40 раз больше сопротивления объекта исследования (при работе в режиме «генератор тока»), или во столько же раз меньше (в режиме «генератор напряжения»). Однако подобные универсальные стимуляторы сложны и громоздки, поэтому в условиях физиологического практикума лучше применять более простые приборы.

Стимулятор состоит из нескольких блоков (каскадов), принципиальное назначение которых не зависит от типа стимулятора. Рассмотрим назначение отдельных каскадов стимулятора и связанных с ними органон управления на примере стимулятора импульсного физиологического СИФ-5.

Генератор частоты следования импульсов (задающий генератор) часто конструируют по схеме мультивибратора; он может работать в ждущем и непрерывном режимах. При работе в ждущем режиме задающий генератор может генерировать импульсы или при нажатии кнопки «Пуск» 9, или при подаче на вход мультивибратора запускающих сигналов от другого источника импульсов. В первом случае генерируется только один импульс, во втором - частота импульсов будет соответствовать частоте запускающих сигналов. При непрерыв-ном режиме работы 8 задающий генератор стимулятора генерирует импульсы непрерывно, их частоту / можно изменять от долей герца до нескольких сотен герц.

Импульсы от задающего генератора подаются на следующий каскад стимулятора - каскад задержки, а также могут быть использованы для запуска развертки осциллографа (импульс синхронизации 10), В каскаде задержки 2 импульс задающего генератора может задержаться на время 1 - 1000 мс. Каскад задержки позволяет (например, при исследовании вызванных потенциалов) независимо от скорости развертки осциллографа установить потенциал на экране осциллографа в удобном для регистрации месте.

Импульсы от каскада задержки могут быть использованы для запуска других стимуляторов, если в эксперименте применяют несколько стимуляторов и их работу нужно синхронизировать. Кроме того, от каскада задержки подаются импульсы на вход каскада формирования выходных сигналов. В этом каскаде формируются импульсы прямоугольной (или другой) формы с определенной длительностью 3, затем они передаются на усилитель мощности, который позволяет регулировать их амплитуду 4.

С выхода стимулятора 5 посредством соединительных проводов и стимулирующих электродов импульсы необходимой формы, дли-тельности и амплитуды передаются на объект исследования. Полярность выходных импульсов 6 можно изменять. Для умень-шения артефакта раздражения некоторые типы стимуляторов имеют изолирующие трансформаторы 7, другие - высокочастотные выходные устройства.

Как для учебных, так и для исследовательских целей используют стимуляторы и других типов, например, НСЭ-01, ЭСТ-10А, ИС-01 и др.

Кроме импульсных стимуляторов в физиологических экспериментах используют фото- и фоностимуляторы. Их устройство во многом принципиально сходно с устройством импульсного стимулятора. Отличие состоит в основном в структуре выходного блока, формирующей световые сигналы в фотостимуляторе или звуковые - в фоностимуляторе.

Эргометры. Для создания функциональной нагрузки на отдель-ные органы, системы и организм в целом широко применяют эрго-метры различных типов. Они позволяют создавать или локальную, или общую функциональную нагрузку, дозировать и опре-делять ее величину. Наиболее распространенными приборами этого типа являются пальцевый эргограф, велоэргометры и бегущая дорожка. Существуют бегущие дорожки (третбаны) и для животных.

Камеры. Камеры различного назначения широко используют при создании определенных условий для объекта исследования. Существуют сурдокамеры, термокамеры, барокамеры с повышенным и пониженным давлением, камеры с лучевыми и звуковыми уста-новками и т. д. В настоящее время сконструированы камеры, позволяющие создать искусственный микроклимат и изучать реакции объекта исследования на разнообразные воздействия.

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Помимо общих правил обращения с аппаратурой, необходи-мо в каждом отдельном случае вначале ознакомиться с прави-лами эксплуатации незнакомого прибора и лишь затем присту-пать к работе с ним. Это приобретает особое значение в усло-виях клиники, поскольку некоторые приборы при неумелом обращении представляют опасность для пациента (прибор для исследования возбудимости нервов и мышц - электроимпульса-тор и ряд других). Основные правила состоят в следующем.

До включения прибора в сеть необходимо: 1) убедиться, что напряжение сети соответствует напряжению, на которое рассчитан прибор или на которое переключен в данный момент его силовой трансформатор; 2) заземлить прибор, т. е. соединить клемму (или гнездо «земля») с шиной контура заземления или водопроводной сетью (ни в коем случае нельзя заземлять приборы на элементы проводки газа); 3) проверить все провода сетевого тока (исправность изоляции и наличие вилок), катего-рически запрещается включать в розетки питания оголенные концы проводов; 4) проверить провода, предназначенные для коммутации приборов и составления рабочей схемы (они не должны иметь лишенных изоляции мест); 5) проверить у всех приборов тумблеры и другие переключатели сети - они должны находиться в положении «выкл.».

Включение приборов в сеть должно проводиться переключателя-ми, расположенными на приборах.

После включения приборов следует: 1) проверить по свето-вым индикаторам, все ли приборы получили питание (если индикатор не горит, необходимо обратиться к преподавателю и совместно установить причину неисправности; чаще всего это бывает связано с перегоранием предохранителя прибора или лампочки светового индикатора); 2) помнить, что ламповые электронные приборы начинают стабильно работать только после предварительного прогрева в течение 15-30 мин; для большинства транзисторных приборов этот срок составляет до 2-5 мин.

Работа 1

Тема: «Тестирующие нагрузки в физиологическом эксперименте»

Цель: изучить наиболее известные методы тестирования и комбинированные модели, и тесты, используемые для исследования физической выносливости у лабораторных животных, эмоциональной устойчивости и тревожности.

Вопросы для самоподготовки

1. Условия и порядок проведения оценки субмаксимальной работоспособности (тест RWC170).

2. Тестирование физической выносливости у лабораторных животных (бег на тредбане, плавание). Значение.

3. Тест «Открытое поле». Его описание и значение.

4. Сущность многопараметрического теста, его описание.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 2

Тема: «Аппаратура и методы изучения электрофизиологических функций»

Цель: ознакомиться с условиями и тенденциями возникновения и развития электрофизиологии, внесению сферы практического использования аппаратуры. Изучение электрофизиологических методов.

Вопросы для самоподготовки

1. Предмет и задачи электрофизиологии.

2. Возникновение и первые шаги электрофизиологии.

3. Области практического использования электрофизиологии.

4. Схемы связей между приборами и объектами исследования.

5. Электронная аппаратура и правила эксплуатации электронной аппаратуры.

6. Электрофизиологические методы (внеклеточное и внутриклеточное отведение и регистрация биопотенциалов, метод вызванных потенциалов, электроэнцефалография, электрокарунография.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 3

Тема: «Методические приемы, используемые при проведении хронического эксперимента»

Цель: изучить основные теоретические вопросы, связанные с практикуемыми операционными приемами в экспериментальной физиологии.

Вопросы для самоподготовки

1. Условия проведения.

2. Наложение фистул. Техника наложения различных видов швов.

3. Гетерогенные нервные, нервно-мышечные, нервно-сосудистые и нервно-железистые анастомозы.

4. Перфузия тканей и органов.

5. Канюлирование.

6. Введение меченых атомов и биологических субстратов.

7. Позитронно-эмиссионная томография.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 4

Тема: «Электрофизиологические методы»

Вопросы для самоподготовки

1. История изучения биоэлектрических явлений.

2. Электрические генераторы тока и напряжения.

3. Электроды и усилители.

4. Регистрирующие приборы.

5. Микроэлектродная техника и изготовление микроэлектродов.

6. Физиологическая универсальная комплексная установка.

7. Стереотаксическая техника. Стереотаксические атласы.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 5

Тема: «Биохимические и гистохимические методы в физиологии»

Вопросы для самоподготовки

1. Химическое картирование мозга.

2. Методы выявления локализации резисторов в структурах периферической нервной системы.

3. Выявление локализации резисторов в структурах центральной нервной системы.

4. Выявление локализации рецепторов в органах-мишенях.

5. Определение функциональной активности органа или системы органов по концентрации секретируемого гормона, нейрогормона или другого биологически активного вещества.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 6

Тема: «Гистологические и нейроанатомические методы»

Вопросы для самоподготовки

1. Перфузия.

2. Извлечение мозга.

3. Изготовление блоков ткани мозга.

4. Изготовление срезов.

5. Подготовка желатинизированных предметных стекол.

6. Монтирование срезов.

7. Фотографирование неокрашенных срезов.

8. Окрашивание.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 7

Тема: «Исследование различных методов и приемов при изучении соматосенсорных систем организма»

Вопросы для самоподготовки

1. Общие принципы координированной иннервации мышц.

2. Реципрокная иннервация мышц-антагонистов.

3. Спинальное животное.

4. Моносимпатическая и полисимпатическая рефлекторная дуга.

5. Обратимое выключение мозжечка у крысы.

6. Химическое разрушение мозговых структур.

7. Метод аспирации.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 8

Тема: «Исследование различных методов и приемов при изучении висцеральных систем организма»

Вопросы для самоподготовки

1. Регистрация потенциала действия (ПД) миокарда желудка и его изменения при раздражении вагосимпатического ствола.

2. Изучение парасимпатических и симпатических влияний на силу и частоту сердечных сокращений.

3. Ауторегуляторная функция внутрисердечной нервной системы.

4. Висцеро-кардиальные рефлексы.

5. Топография и анатомическая характеристика эндокринных желез крысы.

6. Роль гонад в регуляции вторичных половых признаков.

7. Биохимическое и иммунноферментативное определение уровня кортикостероидных гормонов в биологических жидкостях крысы и человека.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Работа 9

Тема: «Методы исследования высшей нервной деятельности»

Вопросы для самоподготовки

1. Метод выработки условных рефлексов.

2. Классические и оперантные методики выработки условных рефлексов.

3. Методы изучения кратковременной и долговременной памяти.

4. Неврологическое тестирование на крысах.

5. Измерение структуры поведения.

6. Выработка инструментальных условных рефлексов.

7. Статистические методы, используемые в физиологии.

Литература

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М., 1991 г.

2. Большой практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. Б.А. Кудряшова - М.: Высшая школа, 1984 г.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Руководство к лабораторным занятиям по общей физиологии. - М.: Просвещение, 1990 г.

4. Малый практикум по физиологии человека и животных. / Под ред. А.С. Батуева - СПб.: Изд-во СПбГУ, 2001 г.

5. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. Я. Буреш, О. Бурешива, Д. Хьюстон / Перевод с англ. - М.: Высшая школа, 1991 г.

6. Методы исследований в психофизиологии. / Под ред. А.С. Батуева - СПб, 1994 г.

7. Методы клинической нейрофизиологии. / Под ред. В.Б. Гречина - Л., 1977 г.

8. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 Т. / Под ред. А.Д. Ноздрачева - М., 1991 г.

9. Практикум по нормальной физиологии. / Под ред. Н.А. Агаджаняна - М.: Изд-во РУДН, 1996 г.

Array

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6