Работа 5. Изучение последовательной

и пространственной суммации в нервных центрах

Одно из важнейших свойств нервного центра – способность суммировать подпороговые импульсы. Каждый подпороговый импульс создает в нервном центре повышенную возбудимость (вызывает местное, нераспространяющееся возбуждение). Следуя друг за другом с определенной частотой, импульсы оставляют последействие, которое проявляется в повышении возбудимости. Эффекты последействия отдельных импульсов суммируются, в результате местное возбуждение постепенно усиливается и, наконец, скачкообразно переходит в распространяющееся возбуждение, тогда возникает ответная реакция мышцы на раздражение. При очень редких раздражениях суммация может не возникнуть, т. к. за это время успевает исчезнуть влияние предшествующего раздражителя.

Различают последовательную и пространственную суммацию.

Цель работы: изучение явления суммации возбуждения в нервных центрах.

Объект исследования: лягушка.

Для работы необходимы: электростимулятор ЭСЛ-1; механоэлектрический преобразователь; самописец Н3031-1; набор инструментов для препарирования; штатив с зажимом и пробкой; два аккумулятора; пробковая пластинка; нитки; булавки.

Задание 1. Изучение последовательной суммации

возбуждения в нервных центрах

При последовательной суммации ответная реакция получается путем повторного раздражения подпороговой силой одного и того же афферентного пути.

Ход работы. Приготовьте спинальную лягушку и подвесьте ее на штативе. Свободные концы проводов, соединенные с электростимулятором, используйте в качестве электродов. Намотайте зачищенные концы проводов вокруг голени на расстоянии 1 см друг от друга. Наносите раздражение с помощью электростимулятора в режиме одиночного следования импульсов («делитель напряжения» – 1:10) (рис. 25).

ЭСЛ-1

Рис. 25. Установка для опыта по изучению последовательной

суммации в нервных центрах

Определите порог рефлекторного сокращения по минимальной сгибательной реакции лапки (не принимайте во внимание вздрагивания мышц голени и стопы, зависящего от непосредственного раздражения мышц и эфферентных волокон).

Уменьшите силу раздражающего тока. Убедитесь, что одиночное подпороговое раздражение не вызывает мышечных сокращений. Переключите электростимулятор на режим частотного следования импульсов. Определите, при какой частоте следования импульсов возникает рефлекторная реакция.

Объясните причину последовательной суммации.

Задание 2. Изучение пространственной суммации

в нервных центрах

Рефлекторное сокращение мышцы может быть вызвано не с одного, а с двух или нескольких афферентных нервов. О пространственной суммации говорят в тех случаях, когда ответная реакция возникает при одновременном подпороговом раздражении двух афферентных нервов, проводящих возбуждение к одному эфферентному звену. Импульсы с двух афферентных нервов (малоберцового и большеберцового) идут через вставочные нейроны к одному и тому же эфферентному нейрону (несущему возбуждение к полусухожильной мышце). Одновременное раздражение обоих нервов приводит к возникновению эффекта, что связано с суммацией импульсов.

Ход работы. Приготовьте спинальную лягушку и закрепите ее на пластинке спиной сверху. Отпрепарируйте на бедре полусухожильную мышцу, соедините ее с рычажком датчика для регистрации мышечных сокращений с помощью самописца. Отпрепарируйте два афферентных нерва на голени: малоберцовый и большеберцовый, раздражение каждого из которых вызывает сокращение полусухожильной мышцы. Найдите пороговую реакцию полусухожильной мышцы при раздражении малоберцового и большеберцового нервов с помощью двух электростимуляторов. Уменьшите пороговую силу раздражения и убедитесь, что при раздражении каждого нерва отдельная полусухожильная мышца не сокращается.

Нанесите одновременно подпороговое раздражение на оба нерва. Наблюдайте сокращение полусухожильной мышцы (рис. 26).

Ответные реакции запишите на ленте самописца.

Рис. 26. Установка для изучения пространственной суммации

Объясните причину возникновения пространственной суммации.