生理学虚拟实验室设计建设的几点体会

简述了笔者在基础医学教育领域开发生理学虚拟实验程序和建立虚拟实验室的经验和体会，提出在程序设计中需要解决的一些问题和应注意的事项，为初始接触该工作的同志提供借鉴。

计算机在教学中的应用

计算机辅助教学(Computer—assistedintruction)简称CAI,它把教学内容、教学思想和经验以及计算机技术融为一体,实现了一种全新的教学方法。60年代有美国的PLATO系统、IBM1500教学系统;

神经细胞放电的计算机储存和处理系统

1 概述记录和分析神经元的放电活动,是神经电生理研究中最基本的方法。过去主要采用磁带记录和示波器照相法等手段,方法繁琐,费时费力。随着计算机技术的普及,该工作已逐步被各种实时处理系统所代替。但目前大部分单位所采用的实时处理方法都存在一个缺点,即无法保存原始记录,所存入磁盘的结果往往是经处理后的图象数据或某些参数值。

示波器照相自动编码器

在教学或科研工作中,示波器照相记录仍是目前常用的记录方法之一。拍摄资料后,一般待胶卷冲洗好再进行核对整理,然后用手工书写编码,既浪费时间又易出错,且工作量较大。所以,实验工作者都希望有一种能对所拍底片根据先后顺序自动编码的装置。但目前国内还没有带自动编码装置的示波相机出售,即使进口示波相机,并非都带有自动编码器。我们对荧光型计算器进行改装并与国产SB408和日本的PC-2A示波照相机进行组合,使编码工作完全自动进行,经多年实际使用,效果很好。

硬膜外移植自体髓核对大鼠神经根结构和功能的影响

目的 :探讨与椎间盘相关的腰腿痛的发病机制。 方法 :将大鼠自身的尾椎髓核取出置于硬膜外腔 ,造成非压迫性的大鼠硬膜外自体髓核移植模型 ,并对其马尾神经根诱发电位及组织形态学进行观察。结果 :在无明显机械压迫的情况下 ,大鼠硬膜外移植自体髓核后能产生明显的马尾神经根诱发电位及组织形态学的改变。结论 :髓核所致的免疫及 (或 )生化炎症是引起神经根损伤及产生腰腿痛的重要原因。

5-羟色胺对大鼠下丘脑脑薄片室旁核神经元自发电活动的作用

在20个下丘脑脑片上,用玻璃微电极细胞外记录了46个室旁核神经元的自发放电单位,观察了5-羟色胺对它们的作用。当薄片用含5-羟色胺(10^(-6)mol/L)的人工脑脊液灌流后,有16个单位放电频率明显增加,反应的潜伏期为1.21±1.21 min。这种反应可被5-羟色胺的阻断剂噻庚啶所阻断。3个单位放电频率明显减少,27个单位无明显反应。实验结果表明约1/3的下丘脑室旁核神经元能被5-羟色胺所激活。

磷脂酶A_2硬膜外腔注射对大鼠腰髓及背根节中CGRP含量的影响

目的 :探讨腰椎间盘突出症相关腰腿痛发病的可能机制。方法 :在大鼠的硬膜外腔注射磷脂酶A2 ,免疫组化的方法测定大鼠背根节和脊髓后角中CGRP的变化。结果 :硬膜外腔注射磷脂酶A2 后 ,L4～ 6背根节中CGRP阳性神经元的数目和面积明显增加 ,脊髓背角浅层中CGRP阳性神经纤维终末的面积也明显增加。证实与对照组相比较有显著性差别 (P <0 .0 5 )。结论 :磷脂酶A2 是一种疼痛伤害性刺激 ,它可能在腰椎间盘突出相关腰腿痛的发病中起到重要的作用。

柯萨奇B_3病毒吸入致新生鼠持续气道高反应性的观察

目的 :观察新生鼠呼吸道吸入柯萨奇 B3病毒 (CVB3)后气道反应性的变化特征 ,探讨病毒感染与气道高反应性(AHR)之间的关系。 方法 :建立新生 SD大鼠病毒感染模型 ,出生 5 d新生鼠超声雾化吸入 CVB3,接种后 10 d取眼球血用EL ISA法检测 CVB3- Ig M,6～ 8周用 EJD- 型多道生物信号分析系统测气道内压。结果 :病毒组新生鼠血清中 CVB3- Ig M的D值均在对照组 x+2 s以上 ;接种后 6～ 8周病毒组气道内压较对照组显著升高 (P<0 .0 1)。 结论 :新生鼠吸入 CVB3感染模型成立。持续的气道高反应可能与新生鼠吸入

骨骼肌毫秒级功能变化时的结构研究

本文报道了采用两对透射型红外传感器及数字脉冲输出电路组成的双向红外线探测器，与计算机连接，以自研的软件控制超低温快速冷冻固定仪，从超微结构的水平研究生物组织、细胞在毫秒级功能变化时的同步形态变化。

无冷冻防护剂保护的大鼠心肌组织超低温快速冷冻研究

作者采用无冷冻防护剂保护的超低温快速冷冻法，对心肌组织进行固定，得到了保存极佳的组织结构形态，可溶性离子如钾、磷等也得到很好的保存，并与采用冷冻防护剂保护的心肌组织快速冷冻效果作了比较及探讨。

皮质酮对大鼠下丘脑薄片室旁核神经元自发电活动的影响

本实验应用离体大鼠下丘脑薄片技术,用玻璃微电极细胞外记录、观察了下丘脑室旁核神经元的自发电活动,以及皮质酮对自发电活动的影响。在36个下丘脑薄片上观察了104个室旁核神经元的自发电活动,其放电形式主要有三种:慢而不规则(50个,占48.1%)、快速连续(44个,占42.5%)和周期性放电(10个,9.4%)。在进行皮质酮灌流的实验中,这104个单位有25个在皮质酮(10^(-7),10^(-6)mol/L)作用后,自发放电明显减少,有8个单位出现兴奋效应;其余的没有观察到明显反应。上述33个产生反应的神经元其反应特点是:潜伏期短、反应的程度与皮质酮浓度有关、糖皮质激素胞液受体阻断剂 RU38486可以阻断这种反应。结果表明糖皮质激素可以快速影响下丘脑薄片内某些室旁核神经元的电活动,为甾体激素的快速非基因机制作用提供了新的证据,提示室旁核神经元膜上有糖皮质激素受体存在。

骨骼肌兴奋-收缩偶联超微结构瞬时变化研究

目的：从毫秒级功能变化水平实时观察骨骼肌在潜伏期内的细胞超微结构形态变化。方法：采用双向红外线探测器－计算机控制的电刺激与超低温快速冷冻固定同步技术，对电刺激后的蟾蜍腓肠肌组织作快速冷冻固定，采用透射电镜对该肌在电刺激后０．８，５．６，８．４ｍｓ及静息期的超微结构变化进行对比研究。结果：骨骼肌组织处于静息期时，其肌膜与肌纤维的间隙较宽，受电刺激后０．８ｍｓ开始至８．４ｍｓ，肌膜与肌细胞间的间隙大大变窄。并发现骨骼肌组织在电刺激后０．８，５．６及８．４ｍｓ时肌浆网前端的膜产生两个圆孔，而当骨骼肌处于静息期时肌浆网膜并无此形态结构。结论：当骨骼肌兴奋－收缩偶联发生时，肌膜在产生去极化的同时产生位移，并与肌纤维的间距发生改变；骨骼肌收缩时肌浆网膜出现小孔。

去甲肾上腺素和乙酰胆碱对大鼠离体室旁核神经元放电活动的影响

用31个脑片观察了去甲肾上腺素(NA)和乙酰胆碱(ACh)对90个室旁核神经元放电活动的影响。脑片灌流 NA(10^(-6)mol/L,3min)后,14/78(17%)个非周期型放电单位和7/12(58.3%)个周期型放电单位的放电频率增加,10/78(12%)个非周期型放电单位和2/12(16.6%)个周期型放电单位的放电频率明显降低甚至完全停止,54/78(69%)非周期型单位和3/12(25%)个周期型单位无明显反应。NA 对非周期型放电单位的兴奋作用可被 α 受体阻断剂酚妥拉明完全阻断,而 NA 对周期型单位的兴奋作用只能被部分阻断。脑片灌流 ACh(10^(-7)mol/L,3min)后,使15/78(19%)个非周期型和6/12(50%)个周期型单位放电频率增加,9/78(11%)非周期型和2/12(16.6%)个周期型放电单位放电频率降低,54/78(69%)非周期型和4/12(33.3%)周期型单位无反应。阿托品或东莨菪碱可翻转 ACh 对它们的作用。实验提示,NA 和 ACh 对室旁核神经元的兴奋或抑制作用是分别由 α、β 和 Μ 受体介导的。

无冷冻防护剂保护时的心、肾组织快速冷冻研究

无冷冻防护剂保护时的心、肾组织快速冷冻研究＊＊本研究为国家自然基金资助项目内容之一，批准号：３９５７０３５４。杨勇骥郑尊邵晓良吴越夏愿耀夏金辉（第二军医大学生物物理教研室，上海２００４３３）超低温快速冷冻以极高的冷冻降温速率（理论上认为应大于１０００...

骨骼肌肌浆网在收缩潜伏期内的超微结构形态变化

采用双向红外线探测器－计算机控制的电刺激与超低温快速冷冻固定同步技术对被电刺激后的骨骼肌作快速冷冻固定，采用透射电镜对电刺激后０．８ｍｓ，５．６ｍｓ，８．４ｍｓ及完全舒张时的蟾蜍腓肠肌超微结构变化进行了对比研究。骨骼肌组织在电刺激后０．８ｍｓ，５．６ｍｓ及８．４ｍｓ时发现肌浆网的前端，膜产生两个圆孔，而在骨骼肌处于全舒张时，肌浆网膜并无此形态结构。骨骼肌兴奋－收缩偶联发生时，发现肌浆网近Ｔ－管端的膜产生两个圆孔，而骨骼肌处于全舒张时，肌浆网膜也无此形态结构；骨骼肌收缩时出现的肌浆网膜小孔是否与肌浆网内某种物质（引起钙离子释放的某种未知物质？钙流？）在肌组织收缩时的转运或释放有关？

骨骼肌在兴奋收缩偶联潜伏期内毫秒级功能变化时的形态研究

骨骼肌在兴奋收缩偶联潜伏期内毫秒级功能变化时的形态研究杨勇骥郑尊邵晓良夏金辉余宏宇姜永良宋田斌吴越（第二军医大学基础部生物物理研究所，上海２００４３３）采用双向红外线探测器—计算机控制的电刺激与超低温快速冷冻固定同步技术对骨骼肌组织电刺激后，在潜伏期...

磷脂酶A_2在腰椎间盘突出相关坐骨神经痛发病中的作用

目的 :探讨磷脂酶A2 在腰椎间盘突出相关坐骨神经痛发病中的作用。方法 :在大鼠的硬膜外腔注射磷脂酶A2,并在硬膜外移植自体髓核大鼠中应用磷脂酶A2 抑制剂阿的平 ,然后对大鼠后肢的机械刺激回缩阈值进行测定。结果 :大鼠在磷脂酶A2 注射的早期(3～6d)出现机械刺激回缩阈值降低 ,晚期表现为机械刺激回缩阈值升高。大鼠硬膜外移植自体髓核后能产生明显的疼痛相关行为 ,在注射阿的平后 ,大鼠的疼痛相关行为明显改善 ,与髓核移植组相比较 ,在术后的3～9d有显著性区别。结论 :磷脂酶A2 可能在腰椎间盘突出相关坐骨神经痛发病中起重要的作用。

米帕林对硬膜外移植自体髓核大鼠马尾电生理损害的保护作用

目的 探讨磷脂酶A2在腰椎间盘突出症相关腰腿痛发病中的作用。方法 通过硬膜外置管的方法给硬膜外移植自体髓核的大鼠注射磷脂酶A2抑制剂米帕林 ,然后对马尾电生理的重要参数进行了测定。结果 大鼠硬膜外移植自体髓核后能使马尾的电生理功能产生明显的损害作用 ,在注射米帕林后 ,大鼠马尾的电生理损害明显减轻 ,与髓核移植组相比较 ,统计学上差别显著 (P <0 .0 5 )。结论 磷脂酶A2在腰椎间盘突出症相关腰腿痛的发病中起到重要的作用 。

开设综合性生理学实验课的实践与体会

生理学探索性、综合性实验有利于提高学生的系统综合和创新能力,为此,根据实验室现有条件,我们对传统实验教学进行改革,设计成为探索性综合性实验并在七年制学生中开展。该实验既与课本知识紧密结合,又与临床密切相关。实践证明,该实验使学生系统性掌握生理学知识的同时为他们临床分析解决问题奠定了基础。

计算机仿真与模拟技术在医学教育中的应用

文章分析了仿真与模拟技术在医学教学中的应用前景,提出了虚拟现实技术在部分基础和临床学科教学中的应用构思,揭示了多媒体技术发展可以通过仿真模拟建造虚拟现实,在医学教学中能创造出良好的学习环境,极大地改变了传统教学观念和思维方式。学生能用鼠标和键盘与对象发生对话,得心应手地进行操控、浏览和交互观察,从而探索科学世界的奥秘,学到相关知识。