电生理技术
电生理技术
electrophysiological techniques
以多种形式的能量(电、声等)刺激生物体,测量、记录和分析生物体发生的电现象(生物电)和生物体的电特性的技术。是电生理学研究的主要技术。1849年E.H.杜布瓦-雷蒙发表了《动物电的研究》,他所发展的刺激技术(感应圈)和记录技术是电生理技术的先导。1922年J.厄兰格开始使用阴极射线示波器来记录生物电,标志着现代电生理技术的开始。
电生理技术包括电生理测量技术、刺激技术和讯号的处理和分析技术。
电生理测量技术 包括生物电测量技术和生物体电特性测量技术。①生物电测量技术。用电极将微弱的生物电引出,经生物电放大器将它放大,再经示波器等显示其波形并记录下来,以便观察、分析和保存。引导生物电的电极分大电极和微电极两类。大电极记录到的是许多细胞(例如一个器官)的电活动综合而成的生物电,例如心电、脑电、肌电等。微电极的尖端直径小于1微米,也可大至几微米( 玻璃管、金属丝)。用微电极可在细胞水平上对生物电现象进行观测和研究。细胞发生的生物电的能量很低,必须用放大器放大才能观测。大电极用的生物电放大器应该噪声低、漂移小,具有很强的抑制外界和生物体内电干扰的能力。微电极放大器需具有极高的输入电阻和减小输入电容的补偿电路,使生物电能保真地放大。显示和记录时常用的有磁带记录仪,笔写记录器,XY记录仪和示波器。②生物体电学特性的测量技术。此种技术常用于对生物体的电阻、电容和电感等参数的测量。例如使一定量的电流流过细胞膜,测量它在细胞膜上产生的电位差,根据欧姆定律,即可算出细胞膜的电阻。这类测量对于生物电产生和传播过程的研究有重要意义。
刺激技术 包括设计制造刺激器,使能产生所需形式和参数的刺激能量;将刺激能量施加在欲刺激的部位上;减少刺激带来的副作用。有电、光、声和机械等多种刺激器,其中以电刺激器用得最多。一般要求电刺激器的参数(如强度、持续时间等)有适当的变化范围,可精细调节和稳定。方波是电刺激中最常用的波形,因为它简单、易于发生、控制精确、刺激量便于计算。
讯号的处理和分析技术 电子计算机逐渐被广泛应用于生理讯号的处理和分析,不仅可以提高效率和测量精度,而且可以建立新的测量方法、开辟新的研究领域。常用的有自动测量、讯号分析、讯号的提取、讯号的识别、讯号的判别及讯号源的定位等。