Experiment: activați sistemul nervos simpatic

fundal

majoritatea experimentelor noastre de fiziologie umană s-au ocupat de sistemul nervos voluntar (Neuroștiințe neuromusculare) sau de percepție (Neuroștiințe senzoriale); dar aici vom vorbi despre partea „involuntară” a sistemului nervos, sistemul nervos autonom. Sistemul nervos autonom controlează lucruri pe care suntem conștienți și nu le cunoaștem, dar, în general, nu avem prea mult control asupra digestiei, homeostaziei, transpirației, tensiunii arteriale, ritmului cardiac și multe altele. În mod tradițional, este împărțit în două sisteme, diviziunea simpatică (care activează răspunsul „luptă sau fugă” inventat) și diviziunea parasimpatică (care activează și răspunsul „odihnă și digerare” inventat).

putem studia efectele activării nervoase simpatice prin măsurarea ritmului cardiac. În experimentul nostru anterior de inimă am observat impulsurile electrice ale inimii și creșterea ritmului cardiac în timpul exercițiilor fizice. Să mergem puțin mai adânc în fiziologia ritmului cardiac și să încercăm să activăm în mod specific răspunsul „luptă sau fugă” al sistemului nervos simpatic. Ce se întâmplă în ” luptă sau fugi?”După cum vă puteți imagina, dacă vă confruntați cu o amenințare, să zicem, o umbră mare care se mișcă noaptea, ritmul cardiac crește, începe transpirația, respirația crește, digestia este inhibată, ochii se dilată și multe alte lucruri.

alternativ, parasimpaticul activează răspunsul „odihnă și digerare”, care efectuează opusul tuturor lucrurilor enumerate mai sus (ritmul cardiac scade, digestia se activează, salivația crește etc.). Multe dintre aceste reacții atât în sistemul simpatic, cât și în cel parasimpatic sunt controlate de hormoni, care pot fi de ajutor să se gândească la „neurotransmițători”, dar care intră în fluxul sanguin în loc de fisura sinaptică pentru a-și găsi țintele și, în loc de timpi de răspuns de 1 ms în creier, hormonii au timpi de răspuns în scara de secunde până la minute pe mai multe structuri din organism.

de exemplu, atunci când sistemul nervos simpatic este activat, glanda pituitară, care se ramifică anatomic din hipotalamus în creier, eliberează hormonul adrenocorticotrop (ACTH) în sânge, crește nivelul cortizolului, provocând diverse modificări fiziologice, inclusiv creșterea ritmului cardiac. În același timp, glanda suprarenală, un ganglion neural situat pe rinichi, eliberează norepinefrină și are un efect similar asupra inimii.

pentru a vă activa sistemul nervos simpatic, vom folosi celebrul stimul” apă cu gheață”. Acest lucru este adesea folosit în studiile de durere, deoarece oamenii îl pot tolera, toată lumea a experimentat mâini reci înainte, nu este înfricoșător și nu duce la daune psihologice și este un bun model de stimul ușor de reprodus în laboratoarele din întreaga lume. Cu cât țineți mâna mai mult în apă cu gheață, cu atât devine mai dureroasă, activând sistemul nervos simpatic, ceea ce va duce la o creștere a ritmului cardiac.

acum să vedem pentru noi înșine!

descărcări

înainte de a începe, asigurați-vă că aveți Backyard Brains Spike Recorder instalat pe computer. Programul Backyard Brains Spike Recorder vă permite să vizualizați și să salvați datele de pe computer atunci când faceți experimente. De asemenea, am construit o fișă de laborator simplă pentru a vă ajuta să vă tabelați datele.

Video

Materiale de imprimare

Dacă sunteți în căutarea pentru un PDF pentru a imprima și mâzgăli pe, sau un document google pentru a edita, a verifica afară acest depozit de resurse de imprimare aici!

procedură

experiment de apă cu gheață cu Ritm Cardiac

Notă Dacă electrocardiograma pare ciudată (cu susul în jos), schimbați cele două cleme roșii de aligator la antebrațele opuse.

dacă repetați suficiente observații, puteți face testarea ipotezelor statistice. Varianta – răspunsul la scufundare

în timp ce suntem pregătiți pentru acest experiment, examinăm și un alt efect asupra ritmului cardiac, numit reflexul de scufundare. Când un leu de focă sau alt mamifer marin se scufundă, ritmul cardiac scade, iar venele și arterele din țesuturile periferice și membrele se contractă. Acest lucru limitează fluxul de sânge către organele care nu au legătură cu scufundarea, reduce consumul de oxigen al inimii și menține fluxul de sânge către creier.

dar știați că acest răspuns există la toate mamiferele, inclusiv la voi? Când apa rece vă contactează fața și vă țineți respirația, putem vedea „reflexul de scufundare” ca o scădere a ritmului cardiac. Putem face variații pentru a separa efectele contactului cu apă pe față față de simpla reținere a respirației.

experiment de răspuns la scufundări în ritmul cardiac

notă: Supravegherea instructorului este recomandată atunci când faceți acest experiment în sala de clasă

Note