山东大学实验报告
姓名 *** 系年级 ********* 学号*********** 科目 动物生理学实验 同组者 ***、*** 日期 ***********
家兔大脑皮层运动区的刺激效应及去大脑僵直的观察
【实验目的】
1. 学习哺乳动物的开颅方法。 2. 观察大脑皮层运动区的刺激效应。
3. 观察去大脑僵直现象，了解中枢对肌紧张的调节。
【实验原理】
大脑皮层运动区（cortical motor area）是躯体运动机能的高级中枢，点刺激该区域的不同部位，可以引起躯体不同部位的肌肉运动。
从中脑四叠体（quadrigeminal bodies）的前、后丘之间切断脑干的动物，称去大脑动物。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，因此出现了肌紧张亢进的现象。动物表现为四肢僵直，头向后仰，尾向上翘的角弓反张状态，称为去大脑僵直（decerebrate rigidity）。
【实验材料】
1. 材料：家兔。
2. 器具：兔体手术台，常用手术器械，剪毛剪，解剖刀，咬骨钳，止血钳，棉花，棉线，
三通气管插管，银丝电极（双电极）。
3. 试剂：20﹪氨基甲酸乙酯，石蜡油，生理盐水。
【实验步骤】
1. 麻醉：取一只家兔，抓取称重，耳缘静脉注射20﹪氨基甲酸乙酯（5g/1kg体重）。 2. 气管插管：将麻醉后的兔子背位固定于手术台上，用剪毛剪将颈部的毛剪去，再用手术刀由颈部向后切开皮肤，用止血钳夹住切开的皮肤，放在两侧，再用止血钳向下插入肌肉，撑开肌肉3~4cm，可看到气管和两根颈总动脉。分开食管和气管，穿2条线，将2条线前后分开备用。在气管上切一个‘T’形切口，插入三通气管插管，分别在插管的上方和下方结扎固定。在2条颈总动脉下方分别穿线备用，用蘸了生理盐水的棉花盖在颈总动脉上，避免干燥。
3. 大脑皮层运动区的刺激效应：将兔子改为腹位固定，用剪毛剪将头顶部被毛剪去，再用手术刀由眉间至枕骨部纵向切开皮肤，用棉花用力向两侧擦开颅骨表面的肌肉，暴露额骨及顶骨。在一侧的顶骨上开孔后，将咬骨钳小心伸入孔内，自开口处向四周咬骨以扩展创口。向前开颅至颅骨前部，向后开颅至顶骨后部及人字缝之前（切勿掀动人字缝前的顶骨，以免出血不止），暴露一侧大脑半球。
用眼科剪小心剪开硬脑膜，暴露脑组织。将温热石蜡油滴在裸露的大脑皮层上，防止干燥。
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图1 开颅部位
放松动物四肢，用棉球吸干脑表面的液体。将无关电极固定在头部切开的皮肤上，先用刺激电极接触皮下肌肉，调节刺激强度。以引起肌肉收缩的最小刺激强度及25~30Hz的频率刺激大脑皮层的不同区域，观察躯体肌肉活动的反应。标出躯体运动的代表区域。 4. 去大脑僵直的观察：将颈总动脉结扎后，左手托起动物下颌，右手用竹片刀轻轻剥开大脑半球后缘，看清四叠体的部位，于前后丘之间垂直插入竹片刀，切断神经联系（如果部位正确，动物突然挣扎，此时切勿松手，应继续使竹片刀切至颅底）。将动物侧位置于手术台上，数分钟后出现去大脑僵直的现象。
图2 去大脑僵直切割线位置 图3 去大脑僵直示意图
【实验结果及分析】
实验中所用到的实验动物体重为2公斤，注射麻醉剂的量为10ml。 1. 家兔大脑皮层运动区的刺激效应
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。家兔大脑半球分布有下颌运动区，颈部运动区，前肢运动区，眼动区，尾动区和耳动区。在实验中，刺激家兔大脑左侧半球的不同区域，出现了：咀嚼运动、胡须颤动（颜面肌运动）和对侧肢体运动，但是未出现转头（颈部运动）现象，原因可能是所刺激的位置不是很准确。
根据刺激部位和所出现运动之间的对应关系，得家兔大脑皮层运动区如下图：
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图4 家兔大脑皮层的运动区的刺激效应 2. 去大脑僵直的观察
在去大脑僵直实验中，效果很明显。在动物中脑上、下丘之间切断神经联系数秒钟后，家兔出现了四肢僵直、头向后仰，尾向后翘的反弓状态。
图5 去大脑僵直实验结果
去大脑僵直主要是一种反射性的伸肌紧张性亢进，是一种过强的牵张反射。 产生去大脑强僵直的机制有两种，即α僵直和γ僵直。在动物中脑上下丘之间切断脑干，造成大脑僵直，主要属于γ僵直。已证实，γ僵直主要是通过网状脊髓束的下行活动实现的，因为当刺激完整动物的网状结构易化区时，肌梭传入冲动增加。因此可以认为，当网状结构易化区活动增强时，下行冲动首先增强γ运动神经元的活动，使肌梭的敏感性增高，肌梭传入冲动增加。
去大脑僵直现象表明，抗重力牵张反射对于正常姿势的维持是极为重要的，这种基本反射受中枢神经系统高级部位易化和抑制影响的调节，如果这种调节失去了平衡，就会导致反射活动异常。在这种调节活动中，网状结构的下行系统起着重要作用。实验证明，脑干下行易化系统可以通过脊髓的中间神经元作用于α运动神经元，也可以作用于γ运动神经元，通过γ环路反射性地兴奋同一侧肌肉的α运动神经元，产生肌紧张的亢进。
【注意事项】
1. 静脉注射麻醉家兔时，应从远心端处注射，防止第一次注射不成功，可下移继续注射。 2. 严格掌握麻醉剂的剂量和推进速度，不要太快，避免局部浓度过高。 3. 暴露气管时要小心，避免破坏颈总动脉。
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械损伤。
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4. 开颅时需小心谨慎，开颅手术中应随时止血，用咬骨钳咬骨时注意勿伤及大脑皮层。 5. 使用电极刺激大脑皮层不同区域时，电极要垂直接触，但不要太用力，避免对脑造成机 6. 切断部位要准确，过低则伤及延髓呼吸中枢，导致呼吸停止。
7. 实验过程中，要及时用温石蜡油湿润大脑皮层，避免大脑皮层干燥影响实验结果。 参考文献
[1]解景田，刘燕强，崔庚寅.家兔大脑皮层运动区的刺激效应及去大脑僵直的观察.生理学实验，162-164
[2]王玢，左明雪.中枢神经系统对运动的控制和调节.人体及动物生理学（第3版）.高等教育出版社，101-102
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家兔大脑皮层运动区的刺激效应及去大脑僵直的观察
