Experiência: Active o seu sistema nervoso simpático

podemos estudar os efeitos da activação nervosa simpática medindo a frequência cardíaca. Em nossa experiência cardíaca anterior, observamos os impulsos elétricos do coração e o aumento da frequência cardíaca durante o exercício. Vamos aprofundar um pouco a fisiologia do ritmo cardíaco e tentar ativar especificamente a resposta do seu sistema nervoso simpático “luta ou fuga”. O que acontece em “lutar ou fugir?”Como você pode imaginar, se confrontado com uma ameaça, digamos, uma grande sombra se movendo na noite, o ritmo cardíaco aumenta, a transpiração começa, a respiração aumenta, a digestão é inibida, os olhos dilatam, e muitas outras coisas.

alternativamente, a parassimpática ativa a resposta “descanso e digestão”, que realiza o oposto de todas as coisas listadas acima (a frequência cardíaca diminui, a digestão ativa, a salivação aumenta, etc). Muitas dessas reações, tanto o simpático e parassimpático são controlados por hormônios, o que pode ser útil para pensar em como “neurotransmissores”, mas que entram na corrente sanguínea em vez da fenda sináptica para encontrar seus alvos, e em vez de tempos de resposta de 1 ms no cérebro, hormônios têm tempos de resposta na escala de segundos a minutos, em várias estruturas do corpo.

Por exemplo, quando o sistema nervoso simpático é ativado, a glândula pituitária, que anatomicamente ramos do hipotálamo no cérebro, libera hormônio Adrenocorticotrófico (ACTH) na corrente sanguínea, aumenta os níveis de cortisol, causando várias alterações fisiológicas, incluindo o aumento do ritmo cardíaco. Simultaneamente, a glândula adrenal, um gânglio neural localizado nos rins, libera norepinefrina e tem um efeito semelhante no coração.

para ativar o seu sistema nervoso simpático, usaremos o famoso estímulo “água gelada”. Isso é muitas vezes usado em estudos de dor como os seres humanos podem tolerar, todos já experimentaram mãos frias antes, não é assustador e não resulta em danos psicológicos, e é um bom modelo de estímulo fácil de replicar em laboratórios ao redor do mundo. Quanto mais tempo mantiveres a mão na água gelada, mais dolorosa se torna, activando o teu sistema nervoso simpático, o que levará a um aumento da frequência cardíaca.

Agora vamos ver por nós mesmos!

Downloads

Antes de começar, certifique-se de que tem o gravador de espigões do cérebro do quintal instalado no seu computador. O programa Backyard Brains Spike Recorder permite visualizar e salvar os dados em seu computador ao fazer experimentos. Também construímos um simples manual para ajudá-lo a preencher os seus dados.

Vídeo

Materiais de Impressão

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procedimento

Frequência Cardíaca experiência com água gelada

encher um pote de massas ou um grande balde 3/4 cheio de gelo.adicionar água fria. Repare que está a fazer água gelada, não água com gelo. A água gelada assegurará que a mistura esteja sempre em equilíbrio a 32 ° F (0° C). coloque adesivos de eléctrodo nos antebraços superiores e um na parte de trás da mão.conecte os clipes vermelhos do seu cabo laranja com os eléctrodos nos antebraços superiores, e o clipe do crocodilo do chão com o eléctrodo do chão na parte de trás da sua mão.liga o cabo laranja ao teu coração e cérebro, e liga o coração e o cérebro ao teu computador via USB.

configure o seu software de SpikeRecorder para começar a gravar a frequência cardíaca. Isto é feito conectando o seu coração e cérebro SpikerShield ao seu computador através da porta USB, ligando o filtro de entalhe de ruído da linha de potência de 60 Hz (EUA) ou 50 Hz (Europa, América do Sul), dependendo do país em que você vive, e os filtros gerais de passagem de banda de 1-100 Hz. Vá para o modo threshold, clique no ícone do coração, e mova o threshold até que você possa isolar e calcular a frequência cardíaca.Note que se o electrocardiograma parecer estranho (de cabeça para baixo), transfira os dois clipes vermelhos para antebraços opostos.

..peça ao seu amigo para colocar a mão na água gelada, mas deixando os antebraços superiores expostos para que os eléctrodos não fiquem submersos. espere até o seu amigo informar que o estímulo se torna doloroso o suficiente para que ele ou ela “mal o tolerem”.”

escreva o seu ritmo cardíaco.

repita um número de vezes para obter uma média (ver handout).se repetir observações suficientes, pode fazer testes estatísticos de hipóteses. Variante-a resposta de mergulho

enquanto estamos configurados para este experimento, também examinamos outro efeito sobre a frequência cardíaca, chamado reflexo de mergulho. Quando um leão-foca ou outro mamífero marinho mergulha, seu ritmo cardíaco diminui, e as veias e artérias nos tecidos periféricos e membros se contrai. Isso limita o fluxo sanguíneo para órgãos não relacionados com o mergulho, reduz o consumo de oxigênio do coração, e mantém o fluxo sanguíneo para o cérebro.

mas sabia que esta resposta existe em todos os mamíferos, incluindo você? Quando a água fria entra em contacto com a cara e você sustém a respiração, podemos ver o “reflexo de mergulho” como uma diminuição na frequência cardíaca. Podemos fazer variações para separar os efeitos do contacto com a água no rosto em vez de simplesmente suster a respiração.

p > Heart Rate Diving Response Experiment

Nota: Aconselha-se a supervisão do instrutor ao fazer esta experiência na sala de aula

despeje a água gelada no pote acima e substitua-a por água fria/fria mais tolerável.regista a frequência cardíaca em repouso.Faça o sujeito suster a respiração e submergir a Cara Debaixo de água, enquanto o sujeito for confortavelmente capaz de fazê-lo.Observe a frequência cardíaca. Diminui, e depois aumenta quando o sujeito tira a cabeça da banheira de água e começa a respirar novamente?

Agora tenha o sujeito usar um snorkel.repita os experimentos, mas Faça com que o sujeito mantenha o rosto sob a água, mas respirasse através do respiradouro.a frequência cardíaca muda da mesma forma que quando o sujeito sustinha a respiração debaixo de água?finalmente, medir a frequência cardíaca e pedir ao sujeito para suster a respiração em vez de submergir a Cara Debaixo de água. Você deve notar que a frequência cardíaca vai para baixo e, em seguida, brevemente subir novamente após o retorno à respiração normal. Foi mais ou menos dramático do que quando a cara estava submersa debaixo de água?

Notes

agradecemos ao nosso colega de exercício e fisiologia muscular, Professor Associado Brian L. Tracy por nos descrever esta experiência durante a Conferência da sociedade para a Neurociência 2016.

A Palavra “autônomo”, que significa involuntário, está relacionada com a palavra” autônomo”, que significa independente.uma vez que estes experimentos são relativamente fáceis de fazer rapidamente, você pode rapidamente gerar um grande conjunto de dados em sua família ou escola. Existem diferenças entre atletas e pessoas com níveis normais ou baixos de aptidão física? Existem diferenças de idade, diferenças entre estudantes do sexo masculino e feminino, etc. Feliz Estatística!anteriormente estudámos o efeito do exercício da frequência cardíaca. Porque é que esta resposta ao stress causada pelo gelo aumentaria a frequência cardíaca através de diferentes mecanismos fisiológicos do que o exercício?