Happily, Helmholtz' estimate can be demonstrated in humans without having to resort to dissection. You might suppose that the simplest way to do this would be to perform the following sort of experiment: Stimulate someone on the ankle (by pinching them, for example) and have them respond by pushing a button as soon as they feel the stimulation. With a good timer, you could then measure the time between stimulation and depression of the button. To estimate nerve conduction time, you would then measure the total distance between ankle and brain, and between brain and finger and divide this number by the subject's reaction time. But there are complications which make this procedure unsuitable. Part of the reaction time, for example, would be due to the time it took the subject to decide to press the button, a figure which is obviously more than the speed of the nerve impluse time. From the point of view of processes in the nervous system, the reaction time includes the time to cross synapses as well as axon conduction time. In short, total reaction time is a confounded measure.
Thus, the experiment must be made more complicated. Using Helmholtz' logic, one could measure not only the time between ankle stimulation and response, but also between, say, upper arm stimulation and response. The ankle condition should result in a longer reaction time than the upper arm condition. The difference between these reaction times corresponds to the time it takes for the nerve impulse to travel a distance equal to the difference between ankle and the finger, and upper arm and finger. Notice that this difference excludes any time due to such things as decision-making processes. So the nerve conduction time can be estimated by subtracting the distance of the upper arm to the brain from the distance of the ankle to the brain (the distance from the brain to finger is a constant), and dividing by the reaction time difference.
In practice, the reaction time for either stimulation of the ankle or of the upper arm is quite small, and hence a clock that measures time in hundredths of a second would probably be necessary. This problem can be solved by adding together the reaction times of several people; after obtaining the total time, simply divide it by the number of people to get the average individual time. This general mass reaction time technique will be used to measure the speed of the nerve impulse in this experiment. Perform the experiment in the following way:
Methods:
Materials:
Each team of 6 students needs a stopwatch or watch with a second hand indicator, and a a ruler or tape measure
Procedure:
Decide who among you will be the measurer. This person will time all of the others. the remaining 5 people should form a circle with each person very loosely clasping the ankle of his or her neighbor to the right.
All of the subjects should close their eyes during the study. The measurer should tell each person to squeeze the ankle he or she is holding, when s/he feels his/her ankle squeezed.
The measurer starts the study by squeezing one person's ankle and simultaneously noting the time on a second hand of a watch or starting a stopwatch. Now watch the ankle that was initially squeezed. When the measurer sees it squeezed for the fifth time (excluding the initial squeeze) note the time that elapsed. Repeat this procedure for a total of five times, each time recording the time in the space provided in part 1 of the data sheet you were given in class (you can also download the data sheet here).
Next have each person in the circle release the ankle they are holding and grasp the upper arm, just below the shoulder of the person to their right. Run another five trials exactly as you did for the ankle trials, each time recording the time in part 2 of the data sheet.
You will probably note that the total reaction time dropped within each set of five trials. Why? Hopefully, the last two to three trials yielded about the same values.
These ten trials serve as practice. The group of five subjects and the measurer must "learn" in some general way to do this task efficiently. Having completed practice, you are now ready to begin the measurement of the speed of the nerve impulse. Run four more trials as before, the first and fourth with ankle stimulation, and the second and third with the upper arm. This will generate two ankle and two upper arm mass reaction times (record these in part 3 of the data sheet).
Each reaction time represents the sum of twenty-five reaction times (five subjects, five times each). Obtain the average individual reaction time by dividing the total reaction times by twenty-five. Now average the two ankle reaction times and, separately, the two upper arm reaction times. Subtract the averaged arm time from the averaged ankle time. This is the amount of time it takes the nerve impulse to go the extra distance from the ankle to the level of the shoulder. To calculate the speed of the nerve impulse, you must estimate the magnitude of this distance.
Measure the distance for the third tallest person in your group of five subjects. Measure the distance from ankle to the base of the neck and from the upper arm to the base of the neck. Take the difference between the numbers, divide by the time difference, and you will have an estimate of the speed of the nerve impulse.
How does it compare with Helmholtz' estimate? Helmholtz estimated a speed of from 50 to 100 meters per second. Modern measurements range from 6 to 122 meters per second, depending on the type of nerve fiber.
อย่างมีความสุขประมาณการ Helmholtz 'สามารถแสดงให้เห็นในมนุษย์โดยไม่ต้องรีสอร์ทเพื่อการผ่า คุณอาจจะคิดว่าวิธีที่ง่ายที่สุดที่จะทำนี้จะดำเนินการเรียงลำดับของการทดลองต่อไปนี้: กระตุ้นคนข้อเท้า (โดยการจับพวกเขาตัวอย่างเช่น) และมีพวกเขาตอบสนองโดยการกดปุ่มเร็วที่สุดเท่าที่พวกเขารู้สึกว่าการกระตุ้น กับเวลาที่ดี,แล้วคุณสามารถวัดเวลาระหว่างการกระตุ้นและภาวะซึมเศร้าของปุ่ม ในการประมาณการครั้งที่การนำเส้นประสาทแล้วคุณจะวัดระยะห่างโดยรวมระหว่างข้อเท้าและสมองและระหว่างสมองและนิ้วและแบ่งจำนวนนี้ตามเวลาที่ปฏิกิริยาของเรื่อง แต่มีภาวะแทรกซ้อนที่ทำให้ขั้นตอนนี้ไม่เหมาะสมเป็น ส่วนหนึ่งของเวลาตอบสนองตัวอย่างเช่นจะเกิดจากช่วงเวลาที่เรื่องเพื่อตัดสินใจที่จะกดปุ่มตัวเลขซึ่งจะเห็นได้ชัดกว่าความเร็วของเวลา impluse ประสาท จากมุมมองของกระบวนการในระบบประสาท, เวลาตอบสนองรวมถึงเวลาที่จะข้ามประสาทเป็นเวลาการนำซอน ในระยะสั้น, เวลาตอบสนองทั้งหมดเป็นมาตรการสับสน.
ดังนั้นการทดลองจะต้องทำที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยใช้เหตุผล Helmholtz 'ใครจะไม่เพียง แต่วัดเวลาระหว่างการกระตุ้นและการตอบสนองข้อเท้า แต่ยังอยู่ระหว่างการพูด, การกระตุ้นแขนและการตอบสนอง สภาพข้อเท้าจะทำให้ปฏิกิริยาเวลานานกว่าสภาพที่ต้นแขนความแตกต่างระหว่างเหล่านี้ครั้งปฏิกิริยาสอดคล้องกับเวลาที่ใช้สำหรับแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่จะเดินทางระยะทางเท่ากับความแตกต่างระหว่างข้อเท้าและนิ้วมือและแขนและนิ้ว สังเกตเห็นว่าแตกต่างนี้ไม่รวมเวลาเนื่องจากสิ่งต่างๆเช่นกระบวนการการตัดสินใจใด ๆดังนั้นเวลาการนำเส้นประสาทจะถูกประเมินโดยการลบระยะทางจากแขนไปยังสมองจากระยะไกลจากข้อเท้าไปยังสมอง (ระยะทางจากสมองไปยังนิ้วเป็นค่าคงที่) และหารด้วยเวลาที่แตกต่างปฏิกิริยา.
ในทางปฏิบัติเวลาตอบสนองสำหรับการกระตุ้นของข้อเท้าหรือต้นแขนทั้งสองมีขนาดเล็กมาก,และด้วยเหตุนี้นาฬิกาที่วัดเวลาในร้อยของที่สองอาจจะเป็นสิ่งที่จำเป็น ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มร่วมกันครั้งปฏิกิริยาของหลาย ๆ คน; หลังจากได้รับเวลารวมเพียงหารด้วยจำนวนคนที่จะได้รับแต่ละครั้งเฉลี่ยมวลปฏิกิริยานี้ทั่วไปเทคนิคเวลาจะใช้ในการวัดความเร็วของแรงกระตุ้นเส้นประสาทในการทดลองนี้ ดำเนินการทดลองในลักษณะดังต่อไปนี้:
วิธีการ:
วัสดุ:
ทีมที่ 6 นักเรียนทุกความต้องการนาฬิกาจับเวลาหรือดูด้วยตัวบ่งชี้มือสองและ AA วัดไม้บรรทัดหรือเทป
ขั้นตอน:
ตัดสินใจว่าใครในหมู่ คุณจะ Measurer ผู้นี้จะตลอดเวลาของผู้อื่นส่วนที่เหลืออีก 5 คนควรฟอร์มวงกับแต่ละคนมากหลวมกุมข้อเท้าของเพื่อนบ้านของเขาหรือเธอไปทางขวา.
ทั้งหมดของอาสาสมัครควรปิดตาของพวกเขาในระหว่างการศึกษา Measurer ควรจะบอกแต่ละคนที่จะบีบข้อเท้าเขาหรือเธอจะถือเมื่อ s / เขารู้สึก / ข้อเท้าของเขาและเธอบีบ.
Measurer เริ่มต้นการศึกษาด้วยการบีบข้อเท้าของคนคนหนึ่งและพร้อมสังเกตเวลาบนมือสองของนาฬิกาหรือนาฬิกาจับเวลาเริ่มต้น ขณะนี้ดูข้อเท้าที่ถูกบีบแรก เมื่อ Measurer เห็นมันบีบเป็นครั้งที่ห้า (ไม่รวมบีบเริ่มต้น) ทราบว่าเวลาที่ผ่านไป ทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับทั้งหมดห้าครั้ง,เวลาบันทึกเวลาในพื้นที่ที่ให้ไว้ในส่วนที่ 1 ของแผ่นข้อมูลที่คุณได้รับในชั้นเรียน (คุณยังสามารถดาวน์โหลดเอกสารข้อมูลที่นี่) แต่ละ.
ต่อไปได้แต่ละคนในรุ่นวงกลมข้อเท้าที่พวกเขากำลังถือและเข้าใจ แขนเพียงข้างล่างไหล่ของบุคคลที่ไปทางขวาของพวกเขา ทำงานอีกห้าการทดลองตรงตามที่คุณได้สำหรับการทดลองข้อเท้า,ทุกครั้งที่บันทึกเวลาในส่วนที่ 2 ของแผ่นข้อมูล.
คุณอาจจะทราบว่าเวลาตอบสนองโดยรวมลดลงภายในชุดของการทดลองแต่ละห้า ทำไม? หวังว่าที่ผ่านมาสองถึงสามการทดลองให้ผลเกี่ยวกับค่าเดียวกัน.
สิบเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นผู้ทดลองปฏิบัติ กลุ่มของห้าวิชาและ Measurer ต้อง "เรียนรู้" ในวิธีทั่วไปที่จะทำภารกิจนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลังจากเสร็จสิ้นการปฏิบัติตอนนี้คุณพร้อมที่จะเริ่มการวัดความเร็วของแรงกระตุ้นเส้นประสาท วิ่งสี่การทดลองมากขึ้นเช่นเดียวกับก่อนเป็นที่แรกและที่สี่กับการกระตุ้นที่ข้อเท้าและที่สองและสามกับต้นแขน นี้จะสร้างสองข้อเท้าและแขนมวลสองครั้งปฏิกิริยาบน (บันทึกเหล่านี้ในส่วนที่ 3 ของแผ่นข้อมูล).
เวลาตอบสนองแต่ละผลรวมของยี่สิบห้าครั้งปฏิกิริยา (ห้าวิชาห้าครั้งแต่ละครั้ง) ได้เวลาตอบสนองโดยเฉลี่ยของแต่ละโดยการหารครั้งปฏิกิริยาโดยรวมยี่สิบห้า เฉลี่ยขณะนี้ทั้งสองปฏิกิริยาครั้งข้อเท้าและแยกทั้งสองครั้งปฏิกิริยาแขน เวลาหักแขนเฉลี่ยจากเวลาที่ข้อเท้าเฉลี่ย นี้คือจำนวนของเวลาที่ใช้แรงกระตุ้นเส้นประสาทที่จะไประยะทางเพิ่มเติมจากข้อเท้าไปถึงระดับไหล่การคำนวณความเร็วของแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่คุณจะต้องประเมินขนาดของระยะนี้.
วัดระยะทางสำหรับคนที่สูงที่สุดในกลุ่มที่สามของห้าวิชา วัดระยะทางจากข้อเท้าไปที่ฐานของลำคอและแขนไปที่ฐานของลำคอ ใช้ความแตกต่างระหว่างตัวเลขที่หารด้วยเวลาที่แตกต่าง,และคุณจะมีการประมาณการความเร็วของแรงกระตุ้นเส้นประสาท.
เป็นอย่างไรบ้างเมื่อเปรียบเทียบกับประมาณการ Helmholtz '? Helmholtz ประมาณความเร็วของ 50-100 เมตรต่อวินาที วัดที่ทันสมัยในช่วง 6-122 เมตรต่อวินาทีขึ้นอยู่กับชนิดของเส้นใยประสาท
การแปล กรุณารอสักครู่..