Experiment: Activeer uw sympathisch zenuwstelsel

Achtergrond

De meeste van onze menselijke fysiologie experimenten hebben betrekking op het vrijwillige zenuwstelsel (neuromusculaire neurowetenschap) of perceptie (sensorische neurowetenschap); maar hier zullen we het hebben over het “onvrijwillige” deel van het zenuwstelsel, het autonome zenuwstelsel. Het autonome zenuwstelsel controleert dingen die we zowel bewust als onbewust van zijn, maar over het algemeen hebben niet veel controle over – spijsvertering, homeostase, zweten, bloeddruk, hartslag, en vele anderen. Het is traditioneel verdeeld in twee systemen, de sympathische verdeling (die de verzonnen “gevecht of vlucht” reactie activeert) en de parasympathische verdeling (die de ook-bedacht “rust en digest” reactie activeert).

We kunnen de effecten van de activering van het sympathische zenuwstelsel bestuderen door het meten van de hartslag. In ons vorige hartexperiment observeerden we de elektrische impulsen van het hart en de toename van de hartslag tijdens het sporten. Laten we wat dieper ingaan op de fysiologie van de hartslag en proberen specifiek de “vecht-of vluchtreactie” van je sympathische zenuwstelsel te activeren. Wat gebeurt er in ” gevecht of vlucht?”Zoals je je kunt voorstellen, als geconfronteerd met een bedreiging, laten we zeggen, een grote schaduw bewegen in de nacht, de hartslag toeneemt, zweten begint, ademhaling toeneemt, spijsvertering wordt geremd, de ogen verwijden, en vele andere dingen.

als alternatief activeert het parasympathicum de “rust-en verteerrespons”, die het tegenovergestelde van alle hierboven genoemde zaken uitvoert (hartslag daalt, spijsvertering activeert, speekselgroei, enz.). Veel van deze reacties in zowel de sympathische en parasympathische systemen worden gecontroleerd door hormonen, die nuttig kunnen zijn om te denken als “neurotransmitters”, maar die in de bloedbaan in plaats van de synaptische gespleten om hun doelen te vinden, en in plaats van responstijden van 1 ms in de hersenen, hormonen hebben responstijden in de schaal van seconden tot minuten op meerdere structuren in het lichaam.

bijvoorbeeld, wanneer het sympathische zenuwstelsel wordt geactiveerd, geeft de hypofyse, die anatomisch vertakt is van de hypothalamus in de hersenen, adrenocorticotroop hormoon (ACTH) af in de bloedbaan, verhoogt de cortisolspiegels, wat verschillende fysiologische veranderingen veroorzaakt, waaronder een verhoging van de hartslag. Tegelijkertijd geeft de bijnier, een neuraal ganglion op de nieren, noradrenaline af en heeft het een vergelijkbaar effect op het hart.

om uw sympathische zenuwstelsel te activeren, gebruiken we de beroemde stimulus” ijswater”. Dit wordt vaak gebruikt in pijnstudies als mensen kunnen verdragen, iedereen heeft ervaren koude handen voor, het is niet eng en niet leiden tot psychologische schade, en is een goed model stimulus gemakkelijk te repliceren in laboratoria over de hele wereld. Hoe langer je je hand in ijswater houdt, hoe pijnlijker het wordt, waardoor je sympathische zenuwstelsel wordt geactiveerd, wat zal leiden tot een verhoging van de hartslag.

laten we het nu zelf zien!

Downloads

voordat u begint, zorg ervoor dat de backyard Brains Spike Recorder op uw computer is geïnstalleerd. De Backyard Brains Spike Recorder programma kunt u visualiseren en opslaan van de gegevens op uw computer bij het doen van experimenten. We hebben ook een eenvoudige Lab handout gemaakt om u te helpen uw gegevens in tabelvorm te zetten.

Video

print materialen

Als u op zoek bent naar een PDF om op af te drukken en te krabbelen, of een Google-document om te bewerken, bekijk dan deze repository met afdrukbronnen hier!

Procedure

hartslag ijswater Experiment

opmerking als het elektrocardiogram vreemd lijkt (ondersteboven), wissel dan de twee rode alligatorclips naar de tegenoverliggende onderarmen.

Als u genoeg waarnemingen herhaalt, kunt u statistische hypothesen testen. Variant-de Duikreactie

terwijl we voor dit experiment zijn ingesteld, onderzoeken we ook een ander effect op de hartslag, de duikreflex genaamd. Wanneer een zeehondenleeuw of ander zeezoogdier duikt, neemt de hartslag af en trekken de aderen en slagaders in perifere weefsels en ledematen samen. Dit beperkt de bloedtoevoer naar organen die geen verband houden met de duik, vermindert het zuurstofverbruik van het hart en onderhoudt de bloedtoevoer naar de hersenen.

maar wist u dat deze respons bestaat bij alle zoogdieren, inclusief u? Als koud water in contact komt met je gezicht en je houdt je adem in, kunnen we de “Duikreflex” zien als een daling van de hartslag. We kunnen variaties doen om de effecten van watercontact op het gezicht te scheiden van gewoon je adem inhouden.

Heart Rate Diving Response Experiment

Note: Bij het uitvoeren van dit experiment in de klas wordt begeleiding door de instructeur aangeraden

Notes