Eksperiment: Aktiver dit sympatiske nervesystem

baggrund

de fleste af vores menneskelige fysiologiske eksperimenter har behandlet det frivillige nervesystem (neuromuskulær neurovidenskab) eller opfattelse (sensorisk neurovidenskab); men her vil vi tale om den “ufrivillige” del af nervesystemet, det autonome nervesystem. Det autonome nervesystem styrer ting, vi begge er opmærksomme på og uvidende om, men har generelt ikke meget kontrol over – fordøjelse, homeostase, svedtendens, blodtryk, puls og mange andre. Det er traditionelt opdelt i to systemer, den sympatiske division (som aktiverer det myntede “kamp eller flugt”-respons) og den parasympatiske division (som aktiverer det også myntede “hvile og fordøje” – respons).

Vi kan studere virkningerne af den sympatiske nervøse aktivering ved at måle hjertefrekvensen. I vores tidligere hjerteeksperiment observerede vi de elektriske impulser i hjertet og stigningen i puls under træning. Lad os gå lidt dybere ind i hjertefrekvensfysiologi og forsøge specifikt at aktivere dit sympatiske nervesystems “kamp eller flugt” – respons. Hvad sker der i “kamp eller flugt?”Som du kan forestille dig, hvis du står over for en trussel, siger en stor skygge, der bevæger sig om natten, øges hjertefrekvensen, sveden begynder, respirationen øges, fordøjelsen hæmmes, øjnene udvides og mange andre ting.

alternativt aktiverer den parasympatiske “rest and digest” – responsen, som udfører det modsatte af alle de ovennævnte ting (hjertefrekvensen falder, fordøjelsen aktiveres, salivation øges osv.). Mange af disse reaktioner i både det sympatiske og parasympatiske system styres af hormoner, hvilket kan være nyttigt at tænke på som “neurotransmittere”, men som kommer ind i blodbanen i stedet for den synaptiske kløft for at finde deres mål, og i stedet for responstider på 1 ms i hjernen, hormoner har responstider i skalaen fra sekunder til minutter på flere strukturer i kroppen.

for eksempel, når det sympatiske nervesystem aktiveres, frigiver hypofysen, som anatomisk forgrener sig af hypothalamus i hjernen, adrenokortikotrop hormon (ACTH) i blodbanen, øger cortisolniveauerne og forårsager forskellige fysiologiske ændringer, herunder hjertefrekvensforøgelse. Samtidig frigiver binyrerne, en neural ganglion placeret på nyrerne, norepinephrin og har en lignende virkning på hjertet.

for at aktivere dit sympatiske nervesystem bruger vi den berømte” isvand ” – stimulus. Dette bruges ofte i smertestudier, da mennesker kan tolerere det, alle har oplevet kolde hænder før, det er ikke skræmmende og resulterer ikke i psykologisk skade og er en god modelstimulering, der er let at replikere i laboratorier rundt om i verden. Jo længere du holder din hånd i isvand, jo mere smertefuldt bliver det, aktiverer dit sympatiske nervesystem, hvilket vil føre til en stigning i hjertefrekvensen.

lad os nu se det for os selv!

Hent

før du begynder, skal du sørge for at have Backyard Brains Spike Recorder installeret på din computer. Backyard Brains Spike Recorder-programmet giver dig mulighed for at visualisere og gemme dataene på din computer, når du laver eksperimenter. Vi har også bygget en simpel lab handout til at hjælpe dig med at tabulere dine data.

Video

Udskriv materialer

Hvis du leder efter en PDF, der skal udskrives og skrives på, eller et google doc, der skal redigeres, skal du tjekke dette lager med udskrivningsressourcer her!

Procedure

puls isvand eksperiment

Bemærk Hvis elektrokardiogrammet virker underligt (på hovedet), skal du udskifte de to røde alligatorklip til modsatte underarme.

hvis du gentager nok observationer, kan du udføre statistisk hypotesetest. Variant-Dykkerresponsen

mens vi er oprettet til dette eksperiment, undersøger vi også en anden effekt på hjerterytmen, kaldet dykkerrefleksen. Når en sælløve eller andet havpattedyr dykker, falder dens hjertefrekvens, og venerne og arterierne i perifere væv og lemmer trækker sig sammen. Dette begrænser blodgennemstrømningen til organer, der ikke er relateret til dykket, reducerer iltforbruget i hjertet og opretholder blodgennemstrømningen til hjernen.

men vidste du, at dette svar findes i alle pattedyr, inklusive dig? Når koldt vand kommer i kontakt med dit ansigt, og du holder vejret, kan vi se “dykkerrefleksen” som et fald i hjerterytmen. Vi kan gøre variationer for at adskille virkningerne af vandkontakt i ansigtet versus blot at holde vejret.

puls dykning respons eksperiment

Bemærk: Instruktørtilsyn anbefales, når du udfører dette eksperiment i klasseværelset

noter