生理信息论文

生理信息论文（共12篇）

生理信息论文 篇1

0 引言

农业的可持续发展日益成为全球永恒的主题。传统农业已向精细农业发展,快速与准确地获取作物生理信息已成为精细农业发展的重要基础。经验法获取植物信息不易掌握,且敏锐性不足;化学方法耗时费力,对植物损伤较大。植物生理信息无损检测技术融合了各个领域的先进技术,克服了传统检测方法的弊端,完善和发展检测技术逐渐成为精细农业发展的重中之重。目前,国内外对植物生理信息采集的研究主要包括表观信息(如作物生长发育状况等可视物理信息)的获取和内在信息(如叶片及冠层温度、叶水势、叶绿素含量、养分状况等借助于外部手段获取的物理和化学的信息)的获取。其中,以光谱分析技术、图像处理技术、植物电信号分析技术和荧光分析技术4个方面发展最快,且发展潜力最大。为此,就这4个主要方面对国内外研究进展和成果进行综述,并提出一些自己的观点。

1 国外状况

1.1 光谱分析检测技术

早在1971年,Thomas[1]就用完全饱和的叶片在室温下采用逐渐干燥的方法来获取不同含水量下的反射光谱,并研究了叶片含水量与光谱反射率之间的关系。结果表明:叶片的光谱反射率随叶片含水量的下降而增加;1 450nm和1 930nm波段的反射率与叶片的相对含水量显著相关。1972年,Thomas[2]等利用550nm和670nm两个波段定量估算甜椒的氮素含量,精度达90%。1974年,Al-Abbas等[3]做了缺磷玉米的光谱试验,结果发现:缺P的玉米叶片在830,940,1 100nm处的光谱反射率较高。1977年,Thomas和Gausman[4]研究表明,叶绿素直接影响着植物在可见光波段的反射率,其显著差别主要表现在550~600nm波段,这些显著差别与叶片叶绿素含量紧密相关1986年,Shibayama[5]等在水稻上的研究发现,单位土地面积上的叶片氮含量与R 620和R 760的线性组合,以及与R 400,R 620和R 880的线性组合均有较好的回归关系,预测值和实测值线性相关,且不受品种类型的影响。1993年,Penuelas等[6]研究表明,水分指数R 970/R 900可监测小麦的水分状况。2001年,Ceccato等[7]认为结合使用短波红外波段(1 600nm)和近红外波段(820nm)的比值估测的植被含水量比只用单一波段估测的更准确。2002年,Osborne等[8]用光谱诊断玉米氮磷营养时指出:在玉米生长早期,并且在缺磷较为严重时,用蓝光区(440~445nm)和近红外波段(730~930nm)可进行植物体内磷含量的诊断;而在晚期和土壤中磷浓度较高时,不适合磷的诊断。

1.2 图像处理检测技术

1992年,Seginer[9]利用机器视觉监测植物叶尖垂直运动,进而建立起了叶尖运动与植物缺水的关系,为及时灌溉提供了依据。1993年,Howarth等[10]针对作物的根系利用图像处理的方法进行识别,从而判断播种的成活率,并将植物特征形态研究进一步深入到地下土壤根系部分。1996年,Baker等[11]将图像处理技术作为一种无损测量技术对花旗松的叶面积进行了测量研究。通过对两垂直方向上的投影面积建立相关性方程,对叶面积进行测量试验,结果表明,该技术在植被叶面积无损测量研究方面具有很好的准确性。1996年,Singh等[12]利用图像分割方法提取水稻的形态特征,并与作物的生长健康状况相结合,发现利用叶片面积和最大作物茎高等外观形态特征可以判断植株的氮素缺失情况。2001年,Hemming等[13]在光照可控条件下,采用色彩分量的提取方法判别小麦的生长健康状况。2002年,ChienCF等[14]提出基于椭圆Hough变换的叶面积测量方法,该方法使用植物的俯视图,除了叶面积外,还可以测量叶的位置和方向,对于部分被遮挡叶片的特征提取。

1.3 植物电信号分析检测技术

人们对植物电信号的认识真正开始于1873年。BurdonSanderson[15]证明了捕蝇草(Dionaeamuscipula)中存在电,从此拉开了植物电信号科学研究的序幕。1948年,Williams[16]发现灼伤天竺葵叶缘可使叶子其他部分的气孔部分关闭。1973年,Garroway[17]指出了玉米遭受病害侵染后的导电性增加速率与其染病相关。Shiina和Tazawa[18]在1986年报道了丝瓜动作电位及其对卷须伸长生长的影响。1995年,X.Yang等测定了温室植物冠层中温度、冠层上方温度、叶片温度与蒸腾量以及植物表面电位等参数,以确定空气条件变化对植物生长的影响。

1.4 叶绿素荧光分析检测技术

1992年,Lichtenthaler[19]通过紫外光激发,绿色植物叶绿素荧光光谱在440nm(蓝),520nm(绿),690nm(红)和740nm(红外)等4个波段附近出现明显的谱峰。HartleyR.D.等人[20,21,22]指出蓝、绿荧光主要是由共价结合于细胞壁上的苯乙烯酸(主要是阿魏酸)产生;红光及红外波段荧光主要是由存在于叶绿体的类囊体内,并在光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ,PS2)中参与光化学反应的叶绿素a受到激发后产生的。1998年,Gitelson[23,24]等人在大量实验中发现荧光F690与叶绿素组织中心有密切联系,同时提出荧光参数F690/F740与叶绿素含量成线性相关关系。1999年,NarayananSubhash[25]在研究中发现,由于叶绿素含量和类胡萝卜素含量的不同及功能变化,衰老叶片的荧光比值F440/F520,F440/F690,F440/F740,F520/F690和F520/F740明显区别于正常叶片。2000年,Hartmut[26]通过CCD传感器获取整幅叶片荧光动力学曲线图像。在植物受到水分胁迫时,荧光衰减率RFd和Fs/Fv数值大幅度降低,是植物状况良好的指示剂,同时两个参数也表征了光合量子和二氧化碳的同化能力。2001年,Thomas等[27]对香蕉叶片叶绿素荧光测定发现,Fv/Fm与叶片相对含水量和叶片水势密切相关。2006年,Calatayud[28]也针对水分胁迫对荧光参数的变化进行了深入的研究,在早期的水分胁迫情况下,荧光参数Fs/F0可以作为一个很好的判断指标,同时也与气孔导度存在密切关系。

2 国内状况

2.1 光谱分析检测技术

2000年,牛铮等[29]选择2 120nm和1 120nm处的叶片光谱反射率的一阶导数,与鲜叶含氮量建立线性回归方程,预测值与实测值相关度达80%。2000年,田庆久等[30]研究得出:小麦叶片相对水分含量与光谱反射率在1 450nm波段附近水的特征吸收峰深度和面积呈良好线性正相关,通过光谱反射率可定量预测作物含水量,监测小麦缺水状况。2001年,王纪华等[31]也认为1 450nm处特征吸收峰是反映叶片水分含量的最佳波段,并进一步定量分析,建立了叶片水分与1 450nm附近水的反射率特征吸收峰深度和面积回归模型。2001年,程一松等[32]研究夏玉米磷的光谱特征时指出,在可见光波段范围内,其光谱特征与氮相反,光谱反射率随磷肥用量的增加而提高,约在580~710nm,波段内更为明显,在近红外波段则与氮素变化趋势相似。2007年,蒋焕煜等[33]利用傅里叶漫反射近红外光谱技术探讨尖椒叶片叶绿素含量的无损检测方法研究,并利用偏最小二乘法和主成分回归法分别建立了叶片叶绿素含量与漫反射光谱间的数学模型,在全波段范围内原始光谱经二次微分的预测相关系数达到0.975。

2.2 图像处理检测技术

1995年,陈晓光等[34]在实验室里研究了应用图像处理对蔬菜苗的轮廓线进行识别,从而为蔬菜生产过程中的移栽与间苗等作业提供了必要信息。2002年,徐贵力等人[35]做了缺氮素叶片彩色图像颜色特征提取的研究。2004年,胡春华等人[36]作了计算机图像处理在缺氮素叶片颜色特征识别方面的应用。2006年,陈鼎才等[37]根据基于参照物的叶面积测量方法提出了基于图像处理的叶面积测量方法。2007年,张静[38]通过多区域双峰去除背景法,针对温室黄瓜霜霉病和炭疽病进行了图像分析研究,利用边缘检测技术和阈值分割技术实现了图像的有效分割,为图像处理技术解决植物病害无损检测研究提供了新的理论方法。2007年,李包聚等人[39]利用彩色图像颜色统计方法对黄瓜病害(黄瓜炭疽病和黄瓜褐斑病)进行图像识别研究,研究结果显示彩色图像颜色统计特征方法可以对植物病害进行识别。2008年,马德贵[40]通过一种椭圆模型来检测水稻稻瘟病及水稻纹枯病的危害程度,检测正确率在90%以上。2008年,孙瑞东和于海业[41]建立叶片含水量图像采集及检测系统,通过图像处理技术对黄瓜叶片含水量进行无损检测研究,并建立了叶片含水量与图像特征参数的Log-Modified回归模型,实现了利用黄瓜叶片图像特征判断缺水状态的无损检测。2008年,贺鹏和黄林[42]将概率神经网络(PNN)算法融入到图像处理当中,其识别效率优于BP神经网络。

2.3 植物电信号分析检测技术

20世纪50年代,我国植物生理学家娄成后院士及其研究小组开始了对植物电现象的研究。到了20世纪末,在基础理论方面探索植物电信号方面进行了大量研究。1999年,金树德等人[43]以玉米为例,利用套针式传感器对植物生理电特性指标进行了研究。结果显示,玉米茎秆的生理电阻和叶片的生理电容都能事实准确地反映植株水分情况。2005年,鲍一丹[44]研究了植物缺水信息与植物叶片电特性和叶水势之间的变化规律。结果表明,植株干旱程度与叶片电特性和叶水势按一定规律变化,且叶片电容受环境影响较小,是快速准确获取植物缺水信息较理想的方法。2007年,郭文川[45,46]以吊兰和玉米等植物为研究对象,研究了干旱对植物叶片生理特性参数和电特性参数的影响。结果表明,植物叶片电特性能够反应植物的水分生理特性,可以作为诊断植物旱情的依据。2007年,聂敏[47]通过对枫树和橡皮树等植物叶片进行电信号与光合作用分析实验,指出叶片电信号与光合作用存在正相关关系,可以作为植物光合作用的重要参数。

2.4 叶绿素荧光分析检测技术

1997年,王可玢等[48]测定小麦旗叶的叶绿素荧光参数的影响时发现:水分胁迫对Fm/F0和qp等都有抑制作用。1999年,郭培国等[49]研究发现,增加铵态氮施用比例,使烟叶的Fm和Fv值升高,Fd/Fs,Fv/F0,Fv/Fm比值有所上升,荧光参数与植株含氮量的增加均在密切联系。随后,张旺锋等[50]报道,棉花功能叶Fv/F0和Fv/Fm值随施氮水平增加而提高,进一步证实了郭培国的观点。

3 分析与探讨

全球可持续农业发展计划的全面实施为植物生理信息的检测研究指明了方向,快速、灵敏、智能化和无损伤的植物生理信息检测技术成为发展重点。目前,无损伤检测技术发展已趋于成熟,但要更好地符合可持续农业发展的要求还有一些问题需要解决:

1)加强基础理论研究,进一步明确检测方法与植物生理信息的相互关系,从而更好地提高检测效率和精度;

2)积极推进学科交叉融合,发挥各自优势,优化并完善植物生理信息的采集量,形成一种多功能综合性的检测研究手段;

3)加强检测系统与诊断系统相结合,从信息检测到分析,从分析到利用,进而更好地指导生产,全面达到植物生理信息无损检测的目的;

4)扩展研究的深度和广度,使研究从实验室走向野外,从特殊走向普遍,让研究成果更具真实性和可实施性。

随着科学技术的不断发展,光声光谱等新技术也逐渐被应用到无损检测当中,相信植物生理信息无损检测技术的不断完善和进步会极大地加快可持续农业的发展进程。

生理信息论文 篇2

一、生理学实验课的重要性

从1628年英国医生威廉·哈维(WillianHarvcy)的《心血运动论》一书的问世开始，生理学便成为一门独立的学科。生理学是建立在实验和观察基础上的学科，生理学实验是生理学理论知识的依据与来源。因此，生理学的创立和发展离不开生理学实验。生理学实验课的重要性在于学习生理学的实验方法及科学的思维方法，有助于提高学生的实验能力、分析能力、创新能力和科学素养。本课程是医学和生命科学专业学生的必修课程。对于其他专业学生，选学生理学实验课，将对个人科学素养的提高十分有益。

二、生理学实验课的目的要求

1．目的

使学生逐步掌握生理学实验的基本方法和基本技术，了解生理学实验设计的基本原则，进而掌握获取生理学知识的技能，提高对实验中各种生理现象的观察、分析能力，以及独立思考和解决问题的能力。同时培养学生的创新意识、科学素养与科研能力。

培养学生科学的思维方法、实事求是的科学态度和严谨的学风。

通过书写实验报告，提高学生分析、归纳问题及文字表达能力，2、要求

提高实验课的教学质量，需要师生共同努力。因此，实验课的要求包括对教师和学生两个方面。

(1)实验前

生理学实验是在具有生命活性的机体上进行的，实验结果易受多方面因素的制约和影响，教师在备课中，明确实验目的要求、统一实验方法步骤、统一实验项目和实验内容，同时要求教师操作熟练。

学生必须认真预习实验指导，了解实验的目的要求、实验设计原理、简要的操作步骤和注意事项，还应复习与本实验有关的理论部分，以提高实验的目的性和主动性，达到进一步巩固有关理论知识的效果。

(2)实验中

教师传授知识要耐心细致，对学生负责。要求学生必须掌握的生理学实验方法和基本操作技术一定要教会，一丝不苟，逐步提高学生的多种能力与综合素质。同时鼓励学生与指导教师自由交换意见，注意引导学生丰富想像力、增强探索与创新意识。

学生应认真听教师讲课，按教师要求进行各项实验操作，仔细观察、认真记录实验中出现的各种生理现象，并对引起生理现象的原因、意义进行分析和思考。

实验用器材、物品要摆放整齐，便于操作。注意保持实验桌面的清洁卫生，随时清除污物。实验桌上不得放置与实验无关的物品。

爱护仪器和实验动物，注意节约实验材料。不经教师许可，不得动用他人或他组的仪器用品，公用物品在使用完后应放回原处，以免影响他人使用。

遵守实验室规则。保持实验室安静，不得大声喧哗，以免影响他人实验。

实验结束前请教师审查实验结果。如有错误，及时补救。未经教师许可，学生不得擅自终止实验或离开实验室。

(3)实验后

学生应将实验用具整理就绪，放回原处。所用手术器械、手术桌和其他手术用品擦洗干净，仪器用干布擦干净。实验用具如有破损或缺少，及时报告指导教师。作好实验室的清洁卫生工作。

按教师要求妥善处理实验动物，不可自行处理。尤其不能将未处死的动物(尤其鼠类)随手丢弃。实验后，关闭水源、电源，经教师允许方可离开实验室。

整理实验记录，按教师要求书写实验报告并及时交给教师批阅。

教师应认真批改实验报告。如发现不合要求的应指明问题，退回重写。

三、实验报告的撰写

书写实验报告是生理学实验课的基本训练之一，师生都应认真对待，以便为日后撰写科研论文打下良好的基础。为了帮助学生写好实验报告，现将其格式和内容要求简述如下：

1．格式

生理学实验报告

姓名

专业

组别

日期

室温

2．内容要求

(1)实验题目

实验题目应与实验报告的内容一致。一次实验课可能完成多个实验，但教师只要求写一两个实验的报告，有的实验要求学生自行命名。这就要求学生独立思考，选择实验题目应与报告内容相符，题目的文字要简而明、概括性强。

(2)目的要求

目的要求应与实验题目密切相关，不写与之无关的内容。文字力求简练。

(3)实验方法

实验方法应按教师的要求写。一般常规实验不必写，而自行设计的实验必须写明实验方法。

(4)实验结果

实验结果是实验报告的重要部分，实验过程中所观察或记录的生理指标，都应如实、正确地在实验结果中剪贴、记述或说明。如果要求用描记图表示，则需要将原始记录进行合理的剪贴、加工，并在图的下方写明图号、图名、图注及必要的文字说明。不得将记录原封不动地附在报告上。如果记录需要用表格形式表示，其两端是开放而不封口的。表号、表名写在表的上方。凡是定量测量资料，均应以正确的单位和数值准确地写在报告上。有些实验结果需要作统计学处理，求出均值、标准差以及显著性检验。为了便于说明和比较，有些实验结果可以列表或绘图表示。

(5)分析讨论

分析讨论是根据所学的理论知识，对实验结果进行科学的分析和解释，并判断实验结果是否与理论相符合。如果出现矛盾，应分析其中的原因。讨论是实验报告的核心部分，必须独立完成。对实验结果进行认真的分析讨论，有助于提高学生分析、思考和文字表达能力。报告不应盲目抄袭书本，要用自己的语言表达(但应注意使用专业术语)。提倡学生根据实验结果提出自己的独到见解与认识，以及需深入探索的课题。

(6)结论

结论是从实验结果和讨论中归纳出来，有高度概括性的结语，也是实验所验证的基本概念、基本原理的简要总结。结论的文字应突出重点、简明扼要。写好结论部分，有助于提高学生归纳、综合问题的能力。

活体解剖技术

生理学实验是以活的动物或人体作为观察对象和实验材料。在动物实验中，活体解剖技术对生理学实验的成败起着至关重要的作用。在实验过程中，学生应着重于学习、掌握这些操作技术，以提高自己的动手能力。

生理学实验方法虽然多种多样，但一般可分为离体实验法和在体实验法两类。离体实验法是将要研究的器官或组织从活的或刚处死的动物体上取出，置于接近正常生理条件的人工环境中，以观察、研究其生理功能。如离体心脏灌流、离体肠段活动及坐骨神经—腓肠肌标本等实验。在体实验法又可分为急性实验和慢性实验两种。急性在体实验法是动物在麻醉或毁坏脑(或脊髓)的状态下，用手术的方法暴露某一器官，便于观察、研究其机能及变化规律。如在体心脏活动的观察、肾脏泌尿机能的研究等。急性实验法只能在一定时间内进行观察研究，而且实验后动物不能存活。慢性实验法是在特定条件下，以完整而清醒的动物为对象的实验方法，可以在较长的时间内，连续地反复观察动物的某一生理机能。此法常需要先在动物体上施行某种无菌外科手术，如胃肠道瘘管术，或在机体的一定部位埋藏电极、切除某一器官等，须待动物恢复健康后方可进行实验。这种实验花费时间较长，动物需要特殊的护理，在基础生理学实验中较少安排。

一、手术器械及其用途

(一)常用手术器械

根据生理学实验的需要，常用手术器械包括手术刀、手术剪、金冠剪、手术镊、眼科剪、蛙类毁髓针、玻璃分针等。

1．手术刀

主要用于切开皮肤或脏器。常用手术刀为刀柄和刀片组合式，也有刀柄和刀片相连的。根据手术的部位与性质，可以选用大小、形状不同的手术刀片。常用的执刀方法有4种：

(1)执弓式

这是一种常用的执刀方法，动作范围广而灵活，用于腹部、颈部或股部的皮肤切口。

(2)执笔式

此法用力轻柔而操作精巧，用于切割短小而精确的切口，如解剖神经、血管，作腹膜小切口等。

(3)握持式

常用于切割范围较广、用力较大的切口，如切开较长的皮肤、截肢等。

(4)反挑式

此法多使用刀口向弯曲面的手术刀片，常用于向上挑开组织，以免损伤深部组织。

2．手术剪

主要用于剪皮肤或肌肉等粗软组织。此外，也可用来分离组织，即利用剪刀的尖端，插入组织间隙，分离无大血管的结缔组织等。手术剪分尖头剪和钝头剪。其尖端还有直、弯之别。生理学实验中常习惯于用弯型手术剪剪毛。另外，还有一种小型手术剪，称眼科剪，主要用于剪血管或神经等柔软组织。眼科剪也有直头与弯头之分。

3、手术镊

主要用于夹持或牵拉切口处的皮肤或肌肉组织。眼科镊用于夹持细软组织。手术镊有圆头、尖头两种，又有直头和弯头、有齿和无齿之别，而且长短不一，大小不等，可根据手术需要选用。通常，有齿镊主要用于夹持较坚韧或较厚的组织，如皮肤、筋膜、肌腱等；无齿镊主要用于夹持较细软的组织，如血管、黏膜等。

4．金冠剪

金冠剪尖端粗短，易于着力，可用于剪开皮肤、内脏、肌肉、骨骼及绳线等。持剪姿势同一般手术剪。

5．毁髓针

专门用来毁坏蛙类脑和脊髓的器械。分为针柄和针部，持针姿势一般采用执笔式。

6．玻璃分针

专用于分离神经与血管的工具。尖端圆滑，直头或弯头，分离时不易损伤神经与血管。玻璃分针尖端容易碰断，使用时要小心，如尖端破碎时会损伤组织，不可再使用。持玻璃分针的姿势同执笔式。

(二)哺乳类动物用手术器械

主要作用是分离组织和止血，不同类型的止血钳又有不同的用途。执止血钳的姿势均与执剪刀的姿势相同。常用止血钳有以下3种：

(1)直止血钳

分长短两种类型，又有有齿和无齿之别。无齿止血钳主要用以夹住浅层出血点，以便止血，也可用于浅部的组织分离。有齿止血钳主要用于强韧组织的止血，提起皮肤等。

(2)弯止血钳

与直型的大同小异，也分长短两种，主要用于深部组织或内脏出血点的止血。

(3)蚊式止血钳(蚊嘴钳)此种止血钳头端细小，又称小止血钳，适用于细嫩组织的止血和分离，不宜钳夹大块或坚硬组织。

2．持针器

主要用于夹持缝针，缝合组织。持针器的头端较短，口内有槽。使用时，用持针器的尖端夹持缝针近尾端1／3处。

3，咬骨钳

主要用于咬切骨组织，如打开颅腔或骨髓腔等。咬骨钳有剪刀式和小蝶式及双关节咬骨钳，前者适用于剪开骨片，后者适用于咬断骨组织。

4．颅骨钻

颅骨钻有多种类型。主要用于开颅时钻孔。

5，缝针

用于缝合各种组织。缝针有圆针和三棱针两种，又有直型和弯型之别，而且其大小不一。圆针多用于缝合软组织，三棱针用于穿皮固定缝合，弯针用于缝合深部组织。主要用于短期阻断动脉血流，如动脉插管时使用。

二、活体解剖技术

1．动物的选择

常用的实验动物有狗、猫、兔、大白鼠、小白鼠、豚鼠、鸽、鸭、蟾蜍或蛙等。无论选用哪种动物，均需健康。一般地说，健康的哺乳动物毛色光泽、两眼明亮、眼和鼻五分泌物、鼻端潮而凉、反应灵活、食欲良好。健康的蛙或蟾蜍则皮肤湿润、喜爱活动，静止时后肢蹲坐、前肢支撑、头部和躯干挺起等。

动物种类的选择需根据实验内容而定，使其解剖和生理特点适合于预定实验的要求。如研究主动脉神经传人冲动的作用时，常选用兔作为实验对象，因为兔的主动脉神经在颈部自成一束，与迷走神经伴行，易于寻找和分离；观察心脏传导组织的电活动时，常选用狗的浦肯野氏纤维及兔的窦房结作为实验材料，因为狗的浦肯野氏纤维在心室内较为粗大，很容易解剖分离。在生理学的研究中，特别是基础理论研究中，合理地选择实验动物，常常是实验成败的关键，但并非越是高等动物越好。在选择实验动物时，应根据实验需要，因地制宜地加以考虑。

2．动物的麻醉

在慢性实验或急性在体实验中，施行手术之前必须将动物麻醉。麻醉可使动物在手术或实验过程中减少疼痛，保持安静，保证实验的顺利进行。麻醉剂的种类繁多，作用原理不尽相凤除了麻痹中枢神经系统以外，还会引起其他生理机能的变化，因此，在应用时需根据动物的种类以及实验或手术的性质慎重加以选择。麻醉必须适度，过深或过浅均会给手术或实验带来不良影响。麻醉的深浅可从呼吸、某些反射的消失、肌肉的紧张程度和瞳孔的大小加以判断。人们常用刺激角膜以观察角膜反射、夹捏后肢股部肌肉等简易方法了解动物的麻醉深度。适度的麻醉状态是呼吸深慢而平稳，角膜反射与运动反应消失，肌肉松弛。

(1)常用麻醉剂的种类及用法

麻醉剂可分为局部麻醉剂和全身麻醉剂两种。局部麻醉剂0．5％～1．0％盐酸普鲁卡因或2％盐酸可卡因用作皮肤或黏膜表面麻醉。在生理学实验中，多采用全身麻醉剂，如挥发性的乙醚，氟烷和非挥发性的巴比妥类、氨基甲酸乙酯等，以下分别加以介绍。

乙醚(ether)是一种呼吸性麻醉剂，适用于各种实验动物。在用乙醚麻醉猫、兔或鼠类时，可将动物放在特制的玻璃钟罩内，同时放人浸有乙醚的脱脂棉，动物在吸人后的15—20 min开始发挥作用。在麻醉狗时，可用特制的麻醉口罩套在动物嘴上，慢慢将乙醚滴在口罩上进行麻醉。

乙醚对呼吸道有刺激黏液分泌的作用，为防止呼吸道堵塞，可用硫酸阿托品皮下或肌肉注射。乙醚麻醉有易于掌握、比较安全和作用时间短等优点，但麻醉后也容易苏醒，需要专人管理麻醉，以防过早苏醒或麻醉过量。

戊巴比妥钠(pentobarbitalsodium)适用于各类实验动物。常配制成5％的水溶液。一般由静脉或腹腔注射。戊巴比妥钠作用开始快，一次给药的麻醉有效时间约2～4 h，不需要特殊护理。如在实验中需要补充注射时，可再由静脉注射1／5剂量，仍可维持l～2 h。麻醉过量时，动物可产生严重的呼吸和循环抑制而导致死亡。

硫喷妥钠(pentothalsodium)为淡黄色粉末，水溶液不稳定，一般需在使用前配制，常用的浓度为：2．5％～5％，静脉注射，不宜作皮下或肌肉注射。静脉注射后作用较快，但苏醒也快，麻醉时间较短，一般约1．5 h。实验过程中可重复注射，以维持麻醉的深度。

氨基甲酸乙酯(ethylcarbamate)又称乌拉坦或脲酯。氨基甲酸乙酯易溶于水，常用浓度为20％～25％，适用于多数动物：狗、猫、兔多用静脉或腹腔注射，鸟类多用肌肉注射，蛙类用皮下淋巴囊注射。

氯醛糖(ehloralose)溶解度较小，常用浓度为1％，使用前须加热促其溶解，但不可煮沸。常采用静脉或腹腔注射，可维持麻醉状态3～4 h。与氨基甲酸乙酯合并常用于电生理实验中。

非挥发性麻醉剂使用简便，维持时间较长，实验中无需专人照管，麻醉深度也较易掌握，因此为大多数实验室采用。其缺点是苏醒缓慢。

(2)麻醉剂的给药途径及方法

静脉注射

腹腔注射 肌肉注射 皮下注射 淋巴囊注射

3．动物的固定

急性在体实验的手术过程中，必须将麻醉动物稳妥地加以固定，以限制动物的活动，保证实验或手术的顺利进行。一般使用各种动物的头夹和固定绑带将动物固定于手术台上，但随手术部位和实验内容的差别，动物的固定方法也不相同。生理学实验中最常使用的动物固定方法有两种：背位(仰卧位)固定法和腹位(俯卧位)固定法，其中关键性的固定部位是头部和四肢。

(1)背位(仰卧位)固定法

将动物的背部直接接触手术台的固定方法。在呼吸、循环，消化及泌尿等实验中均采用此法。各类哺乳动物(兔、狗、猫等)的背位固定法大同小异，现以免为代表加以说明。

头部的固定：头部的固定通常使用头部固定夹，有兔头夹、猫头夹和狗头夹之分。使用时可将相应的头夹固定于手术台前端的直棒上，然后将已麻醉的动将兔头夹的半圆铁圈由背部夹持于动物的颈部，然后将金属加以固定，但不可过分压迫鼻部，以免影响呼吸。部有一直铁棒，其上有一半圆铁圈，均可上下移动，固定时把内，半圆铁圈的下方，再将直铁棒插入上下颌之间，犬齿之后圈下移，适度地压在动物的鼻梁上，若无动物头夹，也可取线绳代替，将线绳压紧动物的上颌，固定于手术台上，方法简便易行，也可达到固定头部的目的。四肢的固定：在头部固定之后，即可固定四肢，四肢用绑带(或四肢夹)固定。先将绑带按图打活结，再套进动物前肢的腕关节和后肢踝关节，将绑带收紧，后肢的绑带可直接拉紧分别扎于手术台两侧的木钩上。除特殊要求外，前肢的固定方法应为：将两前肢平放在胸部的两侧，再把捆绑前肢的两条绑带从动物背部交叉穿过，并压在对侧前肢的前臂上，最后拉紧绑带，固定于手术台两侧的木钩上。这样即将动物稳妥地固定于手术台上。

(2)腹位(俯卧位)固定法

腹位固定是动物的腹部直接接触手术台的固定方法。这种固定法适用进行脑、脊髓的实验。兔、猫头部的固定常用马蹄形头固定器。其方法是在两侧眼眶下部剪去一小块毛皮，暴露颧骨突，用带1 毫米钻头的骨钻打一个孔，将固定器两侧的尖头金属棒紧紧嵌入小孔内，加以固定，再调节固定器中间的金属棒高度，使其尖端紧嵌在两齿缝之间，旋紧螺旋固定之。如果需要头部上仰，可提高固定器前端的垂直铁柱；如需头部下俯，可将该铁柱放低。

动物四肢的固定同前，用绑带缚紧后直接拉紧固定于手术台两侧的木钩上(或直接用手术台两侧的四肢固定夹夹住)，前肢的绑带可不进行交叉。

(3)蛙类固定法

蛙和蟾蜍的固定法也分背位和腹位两种。规范的固定方法是使用蛙腿夹和蛙板，方法较简单。将蛙腿夹套在蛙四肢的腕关节和踝关节处，拉紧四肢插入蛙板上的小孔内即可。如无这些器材，可用大头针将四肢直接钉在木板上。

实验设计

实验目的

进行实验设计，可以引导学生训练科学的思维方法、树立创新意识与钻研精神，培养学生探索未知领域的积极性与主动索取知识的能力；同时，还可以培养学生严谨的科学态度与实事求是的工作作风。

设计要求

实验设计应在教师的指导下完成。考虑到学生应熟悉常用生理仪器的操作和使用方法，并掌握动物实验的一般技术，通常安排在实验课的最后几周进行。

教师可预先提出实验设计要求，介绍本实验室的现有条件，对动物、设备、药品等方面的准备要细致，使学生可以充分利用所需的条件。

学生设计的实验要有创新性。要在原有实验指导的基础上有所创新，通过查阅文献资料，提出解决问题的思路，并对其科学性和可行性进行论证。最后提出实验方案。

实验设计选题应包括以下内容：

设计的科学依据，拟解决的关键问题，采用的方法手段，观察内容和测定指标，预期结果等。建议在教师的指导下，以小组为单位进行开题报告。

一个完整的实验设计如同申请一项科研课题，应包括：

1．课题名称

所设计实验的题目，要具体、明确、清楚。

2．目的与意义

设计的实验要解决什么问题，有何理论或实际意义。

3．基本原理

所设计实验的科学依据。4．动物、器材与药品

所需动物的种类、实验仪器和药品清单。5．进行实验的方法、步骤、观察指标与程序 6，预期结果

验证原理或新的发现。实验设计原则

1．科学公正

科学性是实验设计的核心。所设计的实验必须有充分的理论依据或科学推论，切忌盲目、无任何根据的凭空设想。大胆设想、创新是建立在对已有知识掌握的坚实基础之上的。对实验的数据处理要客观，实事求是，切忌编造、篡改、弄虚作假。发现与预期结果不符的数据要认真分析，去伪存真。

2．条件一致

在实验设计时，要考虑到待测因素本身的条件必须前后一致，尽量避免非受控因素的干扰。如电刺激参数；给药的剂型、剂量；动物的品种、性别、体重；环境温度、湿度等。

3．对照重复

生理实验的目的在于发现某一因素(条件)对机体活动的影响。因此必须有对照进行比较。

对照的基本原则是：除待检测的因素(条件)有所区别外，对照实验与检测实验的其他条件应完全相同。

欲证明待测因素(条件)所引起的反应具有某种客观规律性(非偶然发生)，那么，实验结果必须是可以重复的。只有反复重现的结果才有可信性。真理必须经得起实践的检验。

4．量效关系

如果待测因素(条件)与某种反应之间存在内在联系，则二者之间除因果关系外，还应表现出量效关系。如了解药物的作用时，应注意观察不同药物浓度时的反应；观察电刺激与肌肉收缩的关系时，应测试不同刺激强度、频率时肌肉的收缩反应。

5．测试指标

为了保证实验数据的准确，应对测试仪器进行认真的定标。如电子仪器的放大倍数、零点平衡的调节、标准试剂的配置等。

6.统计处理

对获得的实验原始数据或资料应核实、分类整理，开采取适当的数理统计方法进行处理，找出规律。通过计算机作出统计表或坐标图和直方图。

7．综合论证

科学结论的取得，需考虑多方面的因素。如观测某一神经因素的作用时，不仅用刺激的方法，也可用切断、损毁、拮抗药物及受体阻断剂等方法进行验证。另外，有些生理指标受到时间、温度、湿度、环境等多种因素的影响，因此应考虑机体动态的变化。机体是一个统一的整体，各系统、器官之间存在着相互作用和相互制约的关系，必须用整合的观点去分析实验结果。

[参考选题]

、1、影响心输出量的各种因素

2、温度、体位、呼吸、运动对血压的影响

3、抗利尿激素对水通透性作用的观察

4、去甲肾上腺素对血管紧张性的影响

实验的组织与实施

目的要求

使学生获得独立进行科学研究的初步训练，提高组织实施能力，增强分析问题和解决问题的综合能力，为进一步从事科学研究奠定基础。组织实施步骤

实验准备

实验准备工作，包括动物的选择、药品的配置、仪器的安装与调试等。实验准备应在实验员指导下进行。

实验过程中

实验按计划实施后，应有详细的实验过程记录。记录应及时、完整、精确。要保持记录的原始性和真实性。小组成员要有明确分工及相互合作。在实验过程中一般严格按照实验设计既定方案操作，但也可根据具体情况对实验方案进行修改，直至得到理想的实验结果。

实验完成后

以小组或个人为单位，写出翔实的实验总结报告。报告格式应包括： 题目、作者、指导教师、摘要、关键词、前言、材料与方法、实验结果、讨论、结论与参考文献。实验结果中的数据要附必要的图、表或照片。

评定成绩

文艺生理学 篇3

《读书》一九八五年第二期林兴宅《古诗探秘三题》一文，阐释了三首脍炙人口的诗歌所以具有永久的艺术魅力的原因。不仅从心理学角度谈到了文艺欣赏，实际也涉及了一个文艺生理学问题。

林文说：“人类对速度的审美愉悦是根源于人类对‘快’的感觉的心理追求。……人类一方面追求寿命之长，另一方面又唯快是乐。有了快的感觉，才感到舒服”。快的感觉，就是人对于时间的错觉，这种错觉能给人们带来舒服之感，我以为，这首先依赖生理上的变化。就是说，心理的变化会引起生理的变化，而生理的变化却是心理变化的基础。人们在文艺欣赏时心理上也需要这种生理上的满足。可见，仅仅从社会和心理的角度研究分析艺术产生的根源是不够的。男女生理上的差异，可以导致文艺欣赏时的分歧，而儿童、少年、青年、中年与老年在生理上的差异，也同样能引起对艺术不同的爱好。

文艺与生理的关系不仅仅表现在欣赏过程中，文艺家的生理状况也起着重要作用。弗洛伊德精神分析学说在相当程度上揭示了这一点。有人曾说，没有一个职业能比文学更容易产生疯子了。此话虽是戏言，但艺术家无疑比常人容易冲动、富于激情、有更丰富的想象力。如果从生理学角度去理解一些艺术家和作品，想必会为研究者提供一些新的东西。

病理生理学信息化教学模式的探究 篇4

1 信息化教学模式的概念及特点

信息化教学就是将计算机多媒体技术和网络信息技术应用于传统的医学教学之中, 从而达到新的教学效果。信息化教学模式是现代信息技术与传统教学实践相结合的一种新的教学模式, 不仅从手段和形式上改变了课堂授课的模式, 更从观念、内容、过程、方法、评价等层面赋予教学新的含义。信息化教学具有信息源丰富, 有利于创设情境;分层次交互, 有利于因材施教;个性化探索, 有利于培养创新;多形式互助, 有利于协同合作等特点。

2 信息化教学模式在病理生理学教学中的作用

病理生理学是基础医学理论学科之一, 它是认识疾病和防治疾病的理论基础, 是基础医学与临床医学间的桥梁。网络多媒体技术广泛地运用于病理生理学的教学过程中, 无论在开启学生智力、引导学习思维、增长学生才识等方面, 还是在组织教学, 充分利用教学资源、优化教学方式、提高教学效率等方面, 都显示出极大的优势, 使传统的教学模式被打破, 教学过程和学习过程更加多样化。

2.1 提高学生学习的积极性和学习效率

信息化教学可以通过文字、声音、视频、图片和动画等将抽象的知识点具体化、形象化;宏观与微观相结合;静与动相结合、结构与功能相结合;理论讲解与实验演示相结合;理论知识与临床实践相结合;基础知识与最新进展相结合;把枯燥的教学内容以形象的方式展现在学生面前, 注重刺激思维, 培养相象力、创造力, 知识点内部及知识点之间均具有良好的交互性。这样可充分调动学生学习的兴趣和积极性、主动性, 提高学习效率[1]。例如, 学生在做动物实验之前可以利用网络多媒体基本了解实验的过程和注意事项, 不仅有助于激发学生对实验的兴趣, 还可从中发现问题, 提高实物实验的效率。

2.2 充分利用教学资源, 优化教学方式, 提高教学效率

在信息化教学的思路下, 我们充分利用校园网上的网络课程平台和“军队网络教学应用系统”, 既与本课程内部相关知识点的纵向相关, 又注重与我校其他学科的网络资源库横向联系, 在不同知识点章节、不同知识领域之间跳转, 充分发挥了网络优势, 良好的实现知识的逻辑联接和学科的交叉融合。以网络资源为补充的网络课程教学平台为师生交流提供了技术支持。学生在学习的过程中可以提出问题, 教师可在网络课程中的专家论坛区内解答问题, 真正体现了“以教导学, 以学促教, 教学相长”的互动式教学模式。信息平台内置的分析系统还可对对教学效果进行实时反馈和监控, 这样就能及时掌握学生的兴趣所在, 以及对授课的满意程度, 帮助教师调整授课内容和方式, 使教学目标与学生的学习意愿达到和谐统一。

2.3 促进了教师自身素质的提高

现代医学教育对教师知识储备和个人素质提出了更高的要求。网络技术的发展给教师的教学准备提供了方便、快捷的资源, 教师可以通过互联网将当前最新的研究前沿、热点问题及研究成果及时介绍给学生, 同时也加快了教师的知识更新。成功的实施信息化教学要求教师不仅精通本专业学科的知识, 还要掌握计算机、图文编辑、心理学以及美学等方面的知识, 这在无形中也提升教师的综合素质。例如我们在讲解血氧指标相关内容时就采用了精美的动画来分别解释每个指标的意义, 使本来枯燥的概念和数字变得生动易懂、便于记忆。

2.4 为病理生理学教学提供新的有效教学模式和思路

先进的信息技术赋予病理生理学教学模式新的内涵、手段、方法等, 使得其形式和旨趣都焕然一新。基于网络的新型信息化教学模式与传统的课堂“填鸭”式教学可谓是大相径庭。传统的课堂讲授学生往往只是被动的接受, 而在网络环境中, 则可突破传统课堂人数、时间、地点等的限制, 利用网络所提供的功能进行以“教师为主导、学生为主体”的“双主”教学;信息技术支持下的个别指导教学也突破了传统的一对一的低效率个别指导教学, 而是更多的通过互联网软件、聊天室、邮件等实现因材施教;自主型教学也不再是定时、限时地提供资料信息、辅导的形式, 而是利用计算机网络建立一套信息化教学的软件和教学资源库, 创建一个全天候的含有教学内容、学习指导和网上自习资源的信息化教学平台, 让学生根据自己的需求随时自学课程内容并开展网上讨论答疑、辅导等。我们曾在本科生中进行了病理生理学信息化教学的试点工作, 取得了较好的教学效果[2]。

3 应用信息化教学模式需注意的问题

3.1 重视多媒体课件的制作和合理应用

多媒体课件是信息化教学得以进行的基本条件之一[3]。一个优秀的多媒体课件应注意三个方面:①避免把教科书和教案简单转变为多媒体课件的翻版。有些课件内容简单, 只是大量堆砌教科书的内容, 重点不突出, 没有把图、文、声、像有效地结合起来。这样的课件显得死板、枯燥, 提不起学生的兴趣。②避免片面追求媒体的多样性, 设计过于花哨, 使学生的兴趣都集中在图、文、声、像、动画等直观形态的非教学内容上, 从而影响教学效果。多媒体课件的设计应是提纲式的, 是重点、难点的简述, 尽量减少文字的堆积, 合理地将图文与音、像、动画结合于课件之中。③不能过分依赖多媒体课件, 在课堂中还要适当穿插其他适宜的教具、教师与学生的课堂互动等教学内容。多媒体课件讲授的内容应该控制在课堂教学时间的70%左右, 利用剩下30%的时间进行师生的相互交流。

教学课后的评价及信息的交流也十分重要, 对于多媒体课件质量的好坏, 能否达到最佳教学效果, 学生的反馈评价很有价值, 这就要求教师加强课后与学生的交流及与其他教师间的合作, 找出差距与不足, 不断改进多媒体课件的设计, 以提高教学质量。

3.2 根据实际情况确定适合现状的教学模式

对于军队院校, 由于信息安全的需要对上因特网有较多限制, 需要充分考虑军队院校的实际情况, 确定适合现状的教学模式。因此我们确定了以校园网的网络课程平台和“军队网络教学应用系统”作为进行课程信息化教学模式的核心支持系统。

我校安装的总参军训部研制开发的“军队院校网络教学应用系统”功能较齐全, 资源库中有网页版教材、讲授视频、教材PPT、题库、相关网络资源、基本文本、图片、动画等可供学员进行学习使用。结合课程信息资源库, 可配置出课程的虚拟教室, 虚拟教室包括基本教材三大件 (网页版教材、讲授视频和教材PPT) 教学提示、实时教学、讨论交流、作业、答疑、测验、笔记本、日志、相关资源和效果分析等功能。在该平台上, 教师和学生网上交流方便、快捷、可行, 开拓了学生的交流范围, 创造了平等和谐的交流环境, 提高了学生参与教学的积极性, 增强了学习主体意识。

3.3 注重病理生理学课程资源的建设、更新与维护, 加强病理生理学信息化教学环境的支持能力

在确保病理生理学信息化教学环境高效、平稳、可靠、顺畅的运行情况下, 要定期对病理生理学课程资源和应用系统进行更新、维护与质量检查, 要积极更新课程的信息资源, 确保基本教材、理论内容“与时俱进”, 这样才能形成一个结构精良、功能强大的良性循环的信息化教学环境。同时要加强对教师和学生的信息技术素养的教育和培训, 提高他们对网络教学、信息化教学系统的认知和接受程度, 以利于信息化教学的推广。基于网络的信息化教学环境建设是一项长期的、系统的、庞大的教育信息化工程, 我们要通过不断优化, 加强应用, 努力构建一个能够适应信息时代要求的高质量教学环境。解决信息化教学环境的应用瓶颈, 真正促进教育信息化的快速、持续、健康发展。

总之, 应用先进的信息化方案配合传统教学, 这种形象、直观的教学形式, 使抽象的内容易教、易懂、易学;体现了学生是教学的主体, 充分调动了学习的积极性和主动性;突出了个性化教学的理念, 提高了学习的兴趣;激发了教师的知识更新动力, 促进了教师业务水平的提高;及时掌握了教学效果, 达到了教学过程的最优化。这种利用以网络课程、校园网教学平台和多媒体课件等海量信息化资源, 补充、辅助传统课堂教学的新型教学模式, 已经在病理生理学教学中发挥了良好的效果。我们的探索和实践, 必将为开创信息化教学改革的新形式提供经验和思路。

参考文献

[1]罗玉玉, 张文成, 孟祥艳.网络环境下病理生理学研究性学习平台的应用[J].医学教育探索, 2008, 7 (2) :197-198.

[2]董明清, 李志超, 刘毅, 等.病理生理学网络课程教学实践[J].基础医学教育, 2002, 4 (3) :210-211.

生理信息论文 篇5

1. 生机蓬勃，发育迅速

这是小儿生理特点之一，用来比喻小儿时期的生长发育非常快速，形体发育，动作功能，智力发育及脏腑功能活动均快速增长，不断向完善、成熟的方面发展。古人观察到小儿这种生机蓬勃，发育迅速的动态变化，理论上用“纯阳”来概括，称小儿为纯阳之体。所谓“纯阳”，是指小儿在生长的过程中，表现为生机旺盛，蓬勃发展，好比旭日之初升，草木之方萌，蒸蒸日上，欣欣向荣，并非说正常小儿是有阳无阴或阳亢阴亏之体。纯阳学说是以生机蓬勃，发育迅速的客观存在为基础，成为生理特点的理论依据之一。

2. 脏腑娇嫩，形气未充

这是小儿生理的另一特点，脏腑是指五脏六腑，形气是指形体结构、气血津液和气化功能。小儿出生之后，五脏六腑都是娇柔嫩弱的，其形态结构、四肢百骸、筋骨肌肉、气血津液、气化功能都是不够成熟和相对不足的，这种体质特点，古代医家早有论述。清代吴鞠通在前人论述的基础上，将这种生理现象归纳为“稚阳未充，稚阴未长”，奠定了“稚阴稚阳”学说。小儿脏腑娇嫩，形气未充具体表现在肌肤柔嫩，腠理疏松，气血未充，肺脾娇弱，肾气未固，神气怯弱，筋骨未坚等方面。[举例]五脏六腑功能皆属不足，尤其以肺、脾、肾三脏更为突出。

⑴ 肺常不足 ⑵ 脾常不足 ⑶ 肾常虚

此外，小儿五脏功能生理特点，还表现为“肝常有余”及“心常有余”。当然，由于小儿脏腑经络柔嫩，精气未充，感邪后易化热化火，引动肝风，以及由于肾阴不足，心火易炎，此乃“肝常有余”、“心常有余”的另一含义。

关于纯阳与稚阴稚阳学说

“纯阳”与“稚阴稚阳”都是古代医家用来说明小儿生理特点的理论。“纯阳”是指小儿生机蓬勃，发育迅速。“稚阴稚阳”是指小儿脏腑娇嫩，形气未充，骨骼肌肉、筋骨皮毛以及精神意识等与成人相比均属不足。

“纯阳”最初用来说明宇宙现象。[原文]《颅囟经·脉法》中用以引申说明小儿的生理特点，提出“凡孩子三岁以下，呼为纯阳，元气未散”。之后，历代医家也纷纷用“纯阳”理论说明临床的脉象特点、治疗法则、疾病性质与发病特点。但是从生理方面来理解“纯阳”，则认为是用以说明小儿时期生机蓬勃，发育迅速这一特点的。

稚阴稚阳学说在理论上是纯阳学说的发展，说明小儿体质除生机蓬勃，发育迅速之外，还存在脏腑娇嫩，形气未充的一面。稚阴稚阳学说也为小儿发病容易这一病理特点奠定了理论基础。

揭秘人体生理极限 篇6

然而，人在真空环境中短暂逗留是可以“起死回生”的。1966年，美国航天局的一名技术人员也经历了一次高空失压体验。事故发生时，该名技术人员正在真空舱内测试一套宇航服。在昏迷12-15秒后，真空舱恢复了相当于4200米高度的气压值，他才恢复了意识。

2.人在水下能憋气多长时间?2009年6月18日，自控力超强的法国自由潜泳选手斯特凡·米夫萨德，以11分35秒的水中静态憋气成绩，刷新了该项目的世界纪录。为了激发哺乳动物本能的潜水反应，米夫萨德面朝下漂浮在泳池中。当脸浸在低温水中时，面部外围血管会因受到刺激而收缩，导致四肢血液流向心脏和大脑。接下来，米夫萨德的心率变慢，全身各部位获得的氧气量随之减少。接受过专门的训练后，熟练的选手可以在冷水中将心率降至正常值的一半。

3.人能达到的极限高度是多少?在高海拔的低氧环境下，人体血红蛋白运送氧气的能力会明显下降，从而使身体出现不良反应。大脑对周围环境的氧气含量非常敏感。头痛和头晕是缺氧的早期信号。如果在海拔5000米以上地带长时间逗留，机体将因缺氧而受损，发生肺水肿、脑水肿的风险将增大。如果进入海拔7500米以上区域，严重的缺氧可能会导致人丧失意识甚至死亡。

大多数人可以通过预先适应来避免严重高原反应。海拔越高，人们逗留的时间应该越短。如果突然被带到珠穆朗玛峰峰顶，普通人可能会在2分钟内丧命。英国伦敦大学学院海拔、空间和极限环境医学中心主任迈克·格罗科特认为，在没有辅助器具的条件下，人类所能到达的极限海拔在9000米左右。

4.人在不睡觉的情况下能坚持多久?1964年，当时年仅17岁的美国加利福尼亚州高中生兰迪·加德纳创下了连续264个小时不睡觉的纪录。研究人员的记录显示，加德纳出现了情绪变化、记忆缺损、协调能力下降、言语不清等状况，并产生了幻觉。加德纳在这期间内没有服用任何兴奋剂，但守候在他身边的工作人员必须靠兴奋剂来保持清醒。没有人知道加德纳的不眠极限有多长，但不睡觉对身体的伤害是肯定的。实验鼠在不眠的情况下活不过两个星期。

积极思维和乐观生活可延寿／刘斌

芬兰赫尔辛基大学心理学家的最新研究表明，积极的思维方式和乐观的生活态度可使人的寿命延长5-10年，悲观者也可以通过训练建立健康的思维方式。

研究发现，相对于悲观者，乐观者被诊断为癌症后的存活时间更长，冠状动脉搭桥手术后恢复得更快。此外，乐观者较少患抑郁症，并具备较强的抗压能力。据介绍，芬兰600多位百岁老人所具备的共同特征，除健康的生活方式及广泛的兴趣爱好外，更为重要的是乐观和积极向上的生活态度。

人们通常认为，人的乐观或悲观是先天注定的，无法改变。但芬兰研究人员发现，被感知的幸福中仅50％基于遗传；10％源于外在条件，如健康等；其余40％取决于人们的世界观，即对世界的看法和态度。

目前，芬兰已开始尝试将积极心理学理论付诸实践，对一部分人进行积极思维方面的训练。最近，芬兰医学会为芬兰南部城市埃斯波的居民做了一次体检，不仅检查传统项目，还调查了思维方式，并通过调查数据测算受试者的寿命，提出改善生活方式的建议，其中就包括培养积极生活态度的方法。

为培养乐观的生活态度，训练积极的思维方式，芬兰心理学专家建议人们转换角度看问题，心存感恩，沉浸于美好的事物，摆脱失败的阴影，分享他人的快乐，并与他人分享自己的快乐。

生理信息论文 篇7

1 咳嗽、咳嗽反射的解剖学和神经生理学特征

1.1 咳嗽与咳嗽反射弧的解剖学特征

咳嗽是由于延髓咳嗽中枢受刺激引起的。来自耳、鼻、咽、喉、气管、支气管、胸膜等感受区的刺激传入延髓咳嗽中枢, 咳嗽中枢将冲动传向运动神经, 分别引起咽肌、膈肌和其他呼吸肌的运动来完成咳嗽动作, 表现为深吸气后声门关闭, 继以突然剧烈的呼气, 冲出狭窄的声门裂隙产生咳嗽动作和发出声音。咳嗽作为一种生理反射, 其反射弧包括感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器。咳嗽中枢位于延髓弧束核附近, 呈弥散性分布, 咳嗽中枢不等同于延髓呼吸中枢。咳嗽反射弧的传出神经是脊髓神经:第3~5颈神经 (膈神经) 、胸神经 (肋间神经) 、迷走神经 (气道) 、喉返神经 (喉、声门) 。咳嗽反射的效应器则是气道平滑肌、呼气肌 (主要是肋间内肌) 、膈肌和声门等。

1.2 咳嗽的神经生理学研究进展

近年来研究发现, 支配气道的迷走传入神经亚型分为快适应感受器 (RARs) 、慢适应肺牵张感受器 (SARs) 和C纤维。

1.2.1 RARs:

RARs是有髓鞘轴突, 也称动态感受器, 其对气道机械性能改变 (如直径、长度和组织间隙压) 起应答, 也对一些化学刺激应答 (如辣椒素、缓激肽) [1]。RARs活化可通过副交感途径, 导致支气管痉挛和黏液分泌。研究发现, 选择性消除有髓鞘神经纤维的活性 (包括RARs) , 可以阻止咳嗽[2]。

1.2.2 SARs:

SARs是有髓鞘轴突, 对呼吸期间的机械力高度敏感。SARs的活性在吸气和呼气前的峰值时增加。目前认为, SARs是肺牵张反射的传入纤维, 在肺足够膨胀时, 导致吸气停止和呼气启动。SARs活化致使呼吸中枢和气道胆碱能活性抑制, 导致膈神经活性减少和气道平滑肌张力降低 (因胆碱能神经活性减少) [3]。有研究发现, 用袢利尿剂呋塞米可增加基线SARs活性, 并产生镇咳作用[4];但也有研究发现, SARs可促进咳嗽[5]。SARs在咳嗽中的作用尚未完全明确。

1.2.3 C纤维:

支配气道和肺的大多数的传入神经都是无髓鞘的C纤维, C纤维调节气道的防御反射。虽然C纤维对化学和机械刺激起应答, 但与RARs和SARs相比较, 其对机械刺激的敏感性较低。C纤维主要对化学刺激敏感, 如辣椒素、缓激肽、柠檬酸、高渗盐溶液和SO2[1,6]。C纤维活化会导致气道副交感神经活性增加和化学反射增强, 如导致快速浅呼吸之后的呼吸暂停、心动过缓和高血压等[5,6]。在一些物种中的研究发现 (尤其豚鼠和大鼠) , 激活C纤维会导致轴突反射, 从而引起支气管痉挛、黏液分泌和神经源性炎症[6,7]。也有研究发现, C纤维可以抑制咳嗽[6,8,9]。C纤维在咳嗽中的作用也未完全明确。

1.2.4 引起咳嗽的传入神经亚型之间的相互作用:

引起咳嗽的传入神经亚型之间也有相互作用, 如C纤维刺激后, 可通过轴突反射释放P物质、神经激肽A和降钙素基因相关肽, 导致支气管痉挛、黏液分泌、血管扩张和白细胞募集, 并改变副交感神经活性[10]。其中神经激肽A和P物质可激活RARs, 使咳嗽加剧和持续。研究发现, β受体激动剂、吸入神经激肽受体或吸入中性肽链内切酶 (可钝化速激肽和缓激肽) 可阻止RARs激活, 并减轻由辣椒素、香烟烟雾、支气管痉挛或中性肽链内切酶抑制剂磷酸阿米酮诱发的咳嗽。神经激肽受体拮抗剂可以降低中枢疼痛感受器刺激的敏感效应[11]。食管中可能存在相同的机制, 从而导致胃食管反流病 (GERD) 可启动和 (或) 加重咳嗽[12]。

1.2.5 肺外因素所致咳嗽:

研究发现, 耳部的机械刺激可引起咳嗽, 原因可能是通过耳部传入神经输入, 经过中枢整合并在气道表达的结果[11]。

咽部刺激可引起咳嗽, 研究认为咽部传入神经可能起源于迷走神经, 但也可能来源于舌咽神经或来自三叉神经的分支[13]。咽部的机械刺激、后鼻滴流和快速喝水会导致人和动物的剧烈咳嗽, 而服用辣椒素时可不引起咳嗽[13]。咽部传入神经调节咳嗽的生理学特性尚未明确, 但可能与支配喉、气管和支气管的咳嗽感受器相同。

GERD的研究发现, 对GERD进行有效的抗反流等治疗, 可明显减少GERD患者的咳嗽。其原因认为是反流物吸入气道, 直接激活气道的迷走传入神经并引起咳嗽。研究显示, 胃或食管的疾病可以引起气道反射 (如黏液分泌、支气管痉挛和咳嗽) [14]。经过迷走神经切断术后, 这些气道反射可得到有效的减少甚至消失。食管源性咳嗽的机制, 目前仍未完全明确[12]。

咳嗽跟吞咽、嗳气、排尿和排便一样, 都是高级皮层通路控制的内脏反射, 但控制咳嗽的皮层通路未明确, 心因性咳嗽的机制尚不清楚[15]。

2 咳嗽的生理学特征

2.1 咳嗽力学 咳嗽阶段分为吸气、压缩和呼气3个阶段。

2.1.1 吸气阶段:

咳嗽的初始阶段是气体吸入, 吸入气体量可从50%的潮气量到50%的肺活量不等。咳嗽的初始阶段并非最关键, 因为吸入少量气体即可产生有效咳嗽。吸气期间, 呼气肌延长伴强度增加。大量气体吸入将产生更多的呼气肌延长, 并会对呼吸的长度-张力效应最优化。吸气至高肺容量时, 可导致呼气肌产生更多的胸内正压。

2.1.2 压缩阶段:

咳嗽的压缩阶段位于吸气阶段之后。吸入一定容量的气体后, 声门关闭, 随之而来就是呼气。呼气的开始阶段, 声门关闭约0.2秒。当胸内压建立时, 声门关闭保持肺容量。声门关闭使呼气肌缩短至最小, 藉此促进呼气肌的“等长”收缩, 并且允许呼气肌维持一个更有利的力量-长度关系和产生更大的腹腔内正压和胸腔内正压。声门关闭期间, 胸内压可高达300 mmHg。高腹腔内压和高胸腔内压能够传送至中枢神经系统和纵隔, 并可引起与咳嗽相关的一些不良心血管事件以及胃肠、泌尿生殖、肌肉骨骼和神经系统的并发症。

2.1.3 呼气阶段:

一旦声门开放, 即进入咳嗽的呼气阶段。由于压缩阶段产生高胸腔内压, 因此声门开放后最初出现短暂的湍流。最初的呼气流高峰持续30~50 ms, 并可产生高达12 L/s的流速。这个爆裂的气流是由于呼出气体的叠加作用形成的, 其呼出的气体是来自末梢薄壁组织和中央气道的气体移位。虽然声门关闭能增强咳嗽, 但它也并非必须。例如, 气管造口术或带有气管导管的患者能够由于送气而产生有效的咳嗽, 但它是由开放的声门所执行的。因此, 对于带有气管导管的患者, 用气管造口术并不能提高咳嗽效能。呼气流高峰后是具有更低呼气流量特征的呼气延长阶段, 持续200~500 ms, 气流维持在3~4 L/s。在此期间, 肺容量下降, 跨肺压减少, 呼气气流下降。

呼气流量和空气射流速率的关联是气道横切面面积 (气流速率/横切面面积) , 因此在特定的呼气流量下, 减少气道横切面面积即可增加空气射流速率。结果是当气体从肺外周流动到中央气道时, 气流速率就增加了。中央气道的气流速率能够被这些气道的动态压缩进一步增加。例如, 当气道横切面面积动态压缩1/5时, 气体的线速度增加5倍。因为射流的动能与射流速度平方成比例, 因此上述的动态压缩可导致其动能增加25倍。动能增加可相应提高气道壁黏液的清除率。咳嗽期间的动态压缩, 是由于管腔内、外气道压力不同所致 (称为透壁气道压) 。在用力呼气阶段, 肺泡的透壁气道压与肺的弹性回缩力相同, 也就是胸膜腔压力的增加传送至肺泡。然而当呼气阶段出现时, 由于管腔外压力 (胸膜压) 持续升高所致的黏滞力, 致使管腔内压更低。因此下游气道 (从肺泡开始) 出现动态压缩。正常情况下, 动态压缩是在气管和支气管处于高肺容量时开始的, 当肺容量减少时扩展至更多的外周气道, 确保全部的气管支气管树都“咳嗽”。

2.2 气体-黏液的相互作用

咳嗽的目的是为了清洁气道。因为咳嗽是为了有效移除黏液和微粒, 所以气道内壁的分泌物应该被分散成为呼出的气体。移除分泌物的主要物理力包括气流平均速度和黏液的流变性质。

2.2.1 气流平均速度:

气流平均速度是液体转化成气流类型的主要决定因素。高气流速度促进液体黏液分散成气流, 咳嗽出现高气流 (>2500 cm/s) 时, 粘附于气道内壁的黏液出现掉落, 这种气流模式称为雾流 (misty flow) 。

在较低的流速下, 这种黏液-气体相互作用很少有效。在形成雾流的高气流速度下, 其他因素也可以用来移除黏液。首先, 在咳嗽期间的气流幅度变化能产生黏液波。这些波可进一步增强微粒的清除。其次, 这些气道的变化更多的出现于富有弹性的气道。咳嗽期间气道振动, 导致气道壁相互靠近, 进一步帮助解除黏液黏附和提升清除机会。

2.2.2 黏液的流变学性质:

黏液的物理性质也影响咳嗽的有效性。黏液的清除与黏液的深度成正比, 与黏液的黏滞性、弹性成反比。对于健康人群, 咳嗽可以有效清除23级气道中的7~12级。对于低黏性 (接近于水) 的黏液, 有效的咳嗽可以延伸至呼吸性细支气管水平。

有研究认为, 与将液体分散成气体的机制比较, 纤毛的活动更能促进气道分泌物的移除。通过刺激黏液纤毛装置、改变周围纤毛流体的流变特征或者增加纤毛的摆动频率, 都能增加咳嗽时的黏液清除能力。这些改变可由神经反射或直接作用于气道细胞的物理力所产生。应力可使血管内皮细胞的钾通道开放, 增加钾从细胞中外流, 导致超极化。对咳嗽时快速吸气或快速呼气所引起的剪应力, 杯状细胞可以产生应答。神经反射可能由肺内的RARs介导, 导致咳嗽时黏液分泌增加。高频振荡诱导的黏膜纤毛清除率的增加, 可能来源于同样的机制。

3 咳嗽的病理生理学基础

3.1 咳嗽力学的改变

一些因素可影响有效咳嗽所需要的压力和气流速度。患有神经肌肉疾病和吸气肌无力的患者, 仅能吸入少量空气。由于吸气量减少, 呼气压力、通气量和气流速度都将减少。尽管吸气肌无力会影响咳嗽的吸气阶段, 但是轻-中度的呼吸肌无力不会导致呼吸受限。相反的是, 呼气肌无力会出现更严重的咳嗽效率下降, 甚至轻-中度的呼气肌无力都会对形成有效咳嗽的呼气压力和呼气流量造成不良影响。低位颈部脊髓损伤的患者, 由于伴有轻度吸气肌无力和较重的呼气肌无力, 因此将出现一个妥协的咳嗽。不能有效咳嗽增加了肺不张和肺炎的风险, 因此这些患者会经常发病。

咳嗽前机械辅助装置可提供口腔负压和增加呼气量, 因此适用于需要有效咳嗽的患者。但这些装置仅适用于呼气时无气道塌陷的患者, 不伴COPD的神经肌肉无力的患者, 可以从使用这些机械辅助装置中获益。

3.2 黏液流变学的改变

当黏液流变性改变时, 就会导致无效咳嗽。一个有效咳嗽, 需要把痰液从上皮细胞表面分离并流通至气流。因此, 痰的清除能力依赖于痰的韧性。增加黏性和弹性, 将会增加韧性和降低咳嗽效力。当黏液中的水分减少时, 黏性和弹性就会增加, 因此黏液清除能力下降。

对无症状吸烟者与不吸烟者的咳嗽效力研究, 结果发现改变黏液流变性可以在早期削弱咳嗽的清除效果。但当吸烟者出现黏液过度分泌的症状时, 增加黏液厚度会有助于咳嗽的清除效果。

3.3 黏液纤毛功能的改变

黏液纤毛装置的作用是从外周气道到中央气道转运分泌物, 从而使其容易被咳嗽清除。吸烟抑制纤毛摆动, 对于黏液纤毛的清除效果也不利。吸烟对黏液纤毛清除效果的影响还有争议。有研究发现, 年轻、正常肺功能的无症状吸烟者, 其黏液纤毛的清除能力下降。也有研究指出, 无症状吸烟者外周气道的清除效果与同龄的健康不吸烟者没有区别, 其黏液纤毛的清除效果相同, 原因可能在于吸烟的相反作用, 吸烟既可以通过抑制纤毛摆动来减少黏液纤毛的清除, 也可通过增加外周气道分泌物来增加黏液纤毛的清除。而当吸烟者出现气道阻塞时, 过量分泌物在气道内积聚就会导致黏液纤毛的清除能力下降。一旦吸烟者出现COPD, 就需要用咳嗽清除分泌物。

4 展望

运动训练的生理监控与生理学分析 篇8

关键词：运动训练,生理监控,生理学分析

1 引言

在运动训练的过程中, 通过相关的生理学指标, 来评估和分析训练计划、训练质量、训练效果等, 然后为教练员提供科学的依据来实施训练控制的方法就是运动训练的生理监控。生理监控应该依据竞技运动的需要, 根据每一个专项训练的特点, 与训练紧密结合, 然后针对运动员的个人特点进行。本文对运动训练的生理监控与生理学进行了分析。

2 运动训练的生理监控的方法

2.1 实验室监控方法

在实验室的条件下, 通过生理学测量系统来定量监控训练的方法、运动的能力、运动员的训练水平等就是实验室监控方法。使用这种方法来对运动训练进行监控, 可以使气候、场地、技术等客观因素对于训练的影响最低。能够进行定量测量训练的基本过程并实施控制是实验室监控方法的最大优点, 然而, 其缺点也很突出, 那就是不能使运动员的专项运动能力被完全的反应和控制。

一般来说, 生理学相应的控制系统和测量系统是实验室方法监控的主要手段, 其中, 在测量系统中最为常用的就是测功仪, 其具有能够对运动训练进行模拟的功能, 也能够模拟比赛的运动形式, 这样就可以使运动员承受的运动负荷强度是特定的, 同时还能完成对运动员动作质量、负荷强度、持续工作能力的测量。对运动员在持续工作过程中承受的强度负荷和动作质量是保持特定的, 测量运动员在这种情况下机体和抗疲劳能力受到的刺激反应, 然后通过一定的标准进行控制就是实验室监控方法的主要功能。

常见的测功仪主要有以下几种:上肢测功仪、攀登式测功仪、自行车测功仪、划船式测功仪、活动平板以及游泳等运动训练测功仪, 他们可以实现对比赛的运动形式和专项运动训练的模拟, 并对运动强度和负荷进行控制调节, 同时还能够对运动员的动作质量、负荷强度、持续运动时间进行测量和描记。

常见的生理学监控系统主要有以下几种:心电图测试仪、运动心肺功能仪、血乳酸测试仪、遥测心率仪、气体代谢分析仪等, 这些系统能够对运动员在承受运动负荷刺激下的机体变化进行测量, 机体变化包括心电图、能量代谢、心率、气体代谢等的变化, 这样就能够使与运动训练相关的生理学特征被反映出来, 教练员可以根据这些参数并和预先设定的标准进行结合来实现对训练的控制。

2.2 运动场监控方法

在训练场上, 检测、评价并实施控制实际训练的相关情况, 包括训练效果、训练计划、训练质量等, 这种方法就是运动场监控方法。能够使专项训练的特点与训练紧密结合, 并通过一定的专项训练手段, 反应运动员在专项训练的综合情况是运动场监控方法的主要优点, 但是其缺点就是不能定量测量构成训练的基本成分。此外, 因为不能使一些因素的影响被排除, 包括速度能力、肌肉力量、专项技术、协调性等, 使得运动场监控方法测量的专项能力反映的是一种综合能力, 所以通过这种方法测得的数据进行的训练控制, 其精确性会受到一定的影响。

运动场监控方法主要有两种, 其中一种方法是通过专门的训练器械来实现对运动员的专项训练水平进行测量、分析、评价。比如, 在游泳池进行游泳训练的时候, 可以使用水上牵引器来进行速度和间隙时间的设定, 这样就能够进行游泳池递增速度训练, 通过对运动员在训练后体内的血乳酸的测试来对个体无氧阈训练水平进行评价, 这样就能够使运动员个体的无氧阈的训练速度被确定。另一种方法是通过专项训练手段来对运动员的专项训练水平进行测量、分析、评价, 然后对个体训练进行控制。例如, 在进行田径中长跑项目训练的时候, 先要根据优秀运动员的训练经验对全程进行划分, 划分成若干个分段距离, 然后对每一个分段距离的速度变化、训练成绩和比赛成绩的关系进行分析, 在然后通过一些仪器来对分段距离的负荷强度进行定量分析, 比如便携式气体代谢分析仪、便携式遥测心率仪、便携式血酸测试仪等, 最后, 教练员通过分析来确定监控运动员的专项耐力指标, 主要是对比赛成绩贡献率较大的分段距离的分析确定, 并制定评价和控制标准。

3 运动训练生理监控的基本原则

3.1 专项特点原则

竞技体育项目的种类很多, 而且每一个项目都有其特点。教练员训练计划的指导、训练负荷的安排以及对训练的控制的依据之一就是项目的特点。所以, 要根据各个项目的特点来开展并实施运动训练的生理监控。例如, 体能和技术、战术的紧密结合是篮球项目的突出特点, 我们以投篮为例进行分析, 在进行篮球比赛的时候, 需要在对抗、跑动和疲劳积累等条件下完成投篮。相关机构对2002年国家女篮的一系列国际比赛进行了分析研究, 通过研究发现了篮球运动员在一定情况下技术的稳定性会降低, 那就是运动员的血乳酸升高到一定值的情况下, 尤其是投篮命中率的表现很明显。在发现这种情况后, 教练组为了解决这一问题, 更为科学合理的进行投篮训练方法的选择和使用, 并进行控制, 将体能训练和投篮技术训练进行紧密的结合。

3.2 竞技运动需要原则

在比赛中创造优异的成绩是运动训练的最终目的, 因此, 要依据最终比赛的需要来对所有的训练活动进行规划设计和组织实施。在竞技运动需要原则下进行的训练, 对于训练负荷的内容和手段的使用是依据具体的目的来决定的, 那就是使运动员的竞技能力和运动成绩的提升。要以竞技运动需要原则来进行训练的生理监控, 在实际比赛中来测量和评价运动员的生理反应, 这样就可以为辅助训练提供相关依据。

3.3 针对个人特点原则

运动员的特点对于训练的过程的影响是很重要的, 运动员特点的形成和遗传特点、竞技能力各要素的发展水平、生长发育阶段机体特点的形成等有很密切的关系。教练员制定训练计划的重要依据之一就是运动员的个人特点, 因此要根据运动员的个人特点来计划和实施运动训练的生理监控。比如, 在运动员发育成熟之前, 要根据运动员各个发育阶段的特点来进行训练监控的设计和实施, 这样可以确保是遵循生长发育规律来进行训练的, 这是对运动员遗传潜力的发掘。对于女运动员的运动能力和个体月经周期关系的研究, 可以根据研究出的规律来进行训练计划的制定和监控, 这样对于女运动员比赛稳定性的提高是很重要的。

3.4 结合训练计划原则

运动员训练的中心环节就是训练计划的制定和实施, 这一原则从始至终贯穿于运动员的训练活动中。对于训练过程进行有效控制的基础就是训练计划的制定, 训练目标的具体化需要训练计划的制定, 而且训练活动参与者的认识和行动的统一也需要训练计划的制定。因此, 在进行运动训练的生理监控时, 要紧密的围绕训练计划进行, 这样可以使训练监控的目标和任务被明确, 对于训练监控工作各环节的协调开展是很有利的。

4 运动训练的生理监控与生理学分析的设计要点

4.1 客观性

不同的监控者通过统一的监控计划来测试同一个运动员时, 如果训练水平没有变化那么其结果就应该一致, 这就是客观性。客观性是进行科学监控计划必备的条件。监控计划客观性的满足和很多因素都有密切的关系, 包括测试的程序、仪器校准情况、仪器的操作环境、运动员对于监控要求的掌握理解程度等。比如, 在使用气体代谢分析仪来对最大摄氧量进行测定的时候, 要确保实验室空气的清新流通、要对大气压和环境温度进行检查、运动员测试时要尽全力、对仪器的气体成分进行校准等, 只有确保这些客观因素的准确性, 才能够保证得到更加准确客观的生理监控测试结果。

4.2 有效性

训练的监控计划可以使运动员训练水平或者某一方面能够被反映, 这就是有效性。比如, 在对运动员最大有氧能力进行监控的时候, 那么可靠有效的指标就是最大摄氧量。要尽量的符合专项运动的要求来进行测试方法的选择, 还要依据训练的主要因素被反映出来选择测试方法, 如, 在对长跑运动员的最大摄氧量进行监控的时候, 要选择在跑台上进行, 而在对自行车运动员最大摄氧量进行监控的时候, 要选择在功率自行车上进行。

4.3 等价性

等价性是指监控指标的等价, 等价性指标指的是能够使同种训练水平被反映的监控指标。比如, 可以采用两种方法来对游泳运动员的专项耐力进行测量, 采用强度为最高强度的90%的6×50m重复游, 间歇10s, 将时间作为测量指标。采用90%最大强度持续游泳时间, 不仅可以将持续游的时间作为监控指标, 还可以将在强度和时间被规定下游泳的距离作为监控指标, 这两项监控指标具有良好等价性的判定依据是其负荷的相关系数为0.70—0.85.因为运动训练的生理监控包括运动场方法和实验室方法, 所以选择的测量方法的等价性是非常重要的。

4.4 可重复性

在使用同样的监控计划对同一运动员进行重复测量的时候, 其重复测量结果再现的一致程度就是可重复性。在对运动训练生理监控可重复性提高时要注意以下几个方面:在每次测试前要对所用仪器进行校准、对测量技术进行严格规定、对观察结果进行立即记录、对准备活动量和动作进行规定、让受试者按相同的安排顺序依次进行测量、对测量环境的湿度和温度进行规定、在一天的同一时间进行重复测量、不要在刚刚进食或运动后进行测试等。

5 小结

想要促进运动员能够不断的提升自身竞技能力、水平, 取得更好的竞技成绩, 对运动员进行运动训练的生理监控是非常重要的, 在进行运动训练的生理监控时应该依据专项特点原则、竞技运动需要原则、针对个人特点原则、结合训练计划原则这四项原则, 严格的按照这四项原则进行运动训练的生理监控, 只有这样才可以得到最准确的测量结果, 以便教练员通过对这些测量数据的分析, 来针对每一个运动员制定更加科学的训练计划, 在这些测量结果基础之上制定的训练计划才更利于促进运动员竞技能力、水平的提高。

参考文献

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[3]鲁建仁, 曹宜伟.运动训练中的辨证关系与运动训练的生理生化监控的必要性[J].安徽师范大学学报 (自然科学版) , 2009 (4) .

生理信息论文 篇9

生物机体能对外界环境刺激产生适应的能力是可训练性原则的生理学基础。可训练性原则是指人体的形态结构、生理机能、身体素质等方面, 可以通过体育锻炼而获得某些积极的适应性改变。体育教学与训练课程任务之一在于促进学生的生长发育及全面增强学生各器官功能, 为此, 应该在教学训练过程中给身体各器官系统以全面影响, 使人体各器官系统均承受一定的负荷。不同的运动项目对身体的影响各有侧重点, 要求锻炼的内容力求全面多样, 使人体各器官系统得到全面发展。不同项目的练习对身体生理生化变化的影响有不同的特点, 全面身体练习, 能使不同项目练习引起的机体不同生理生化变化起互补和促进作用, 使各项身体素质获得全面提高, 通过不同训练方式对身体素质提高效果的实验观察表明, 全面身体训练要比进行专项训练对各项素质全面增强的效果更显著。循序渐进原则是指在体育教学与训练中应从易到难、由简到繁、从小到大地进行。既不能急于求成, 又不能停滞不前。循序渐进原则的生理学基础是生物机体对刺激的适应规律及运动条件反射的建立和巩固规律。超负荷原则是指运动训练的负荷应该超过以往的常量负荷, 超负荷原则的生理学基础是能量代谢的超代偿规律、神经生理学的刺激强度规律等。专门性原则是指训练内容与运动项目的体能要求应保持一致性。训练的专门性包括两个因素:即学习专项技术和发展专项所需的代谢机制。专项动作技能的专门性包括活动部位肢体与运作结构的专门性, 为使运动训练和运动时能量代谢相吻合, 特别需要对练习强度、持续时间、练习手段进行科学的选择。

2、体育教学与训练的生理负荷量分析

从运动生理学的角度看, 运动量就是人体在运动练习中所达到的生理负荷量。由于参加体育活动者的年龄、性别、体质、健康状况及训练水平的差异, 对于同一运动负荷将引起不同的机能反应。因此, 不宜笼统以完成运动练习的数量、强度、时间等来衡量每个人的运动量, 应把人体在运动负荷时所引起的功能反应, 即生理负荷量, 来作为评定运动量大小的客观依据。在体育教学或一次业余训练中, 影响生理负荷大小的因素主要有运动训练的强度、密度、运动的数量及运动持续时间等。

运动强度是指单位时间内所作的功。在教学训练中又常用心率作为控制强度的方法, 这样, 就能更客观地反映机体对该运动的反应。在一些非周期性的训练中, 强度的衡量往往用负荷的重量或单位时间内完成的负荷来表示。如举重, 以单位时间内举起的重量数来计算等。

运动密度是指单位时间内重复练习的次数或实际练习时间和全课总时间之比。即在相同的单位时间内, 重复练习的次数越多, 运动密度就越大。另外, 运动持续时间是指一种练习或一节教学、训练课的持续时间。在强度密度基本相同的情况下, 运动持续时间越长, 机体的生理负荷量必然越大。

运动练习的数量。指一次教学或练习中完成运动练习的总次数、总距离或总重量。在非周期性练习中, 可用完成练习的总次数来表示;在周期性练习如跑、游泳等可用完成的总距离计算;而在举重练习中则以完成举起的总重量衡量。

强度、密度、时间和数量是组成运动量的主要因素, 它们之间又相互关联和影响, 在其他因素基本相同的情况下, 某一因素的变动均会影响该次练习所给予人体的生理负荷量。生理负荷量的衡量是一项复杂细致的工作, 由于参加锻炼的人年龄、性别、体质、健康状况和训练水平均不相同, 因而在上述四因素相同的情况下, 对甲可能属中等生理负荷, 而对乙则可能属大生理负荷。因此不能仅以运动练习的数量、强度时间等来衡量。为此, 要求体育教师或教练员掌握多方面的主客观材料, 通过多途径、多指标, 运用生理和医学知识去分析评定, 在体育教学与训练中, 为进一步提高锻炼和训练效果, 需要在循序渐进的原则下逐步增加负荷量。

3、如何合理安排体育训练的运动负荷量

体育训练中加大运动负荷本身不是目的, 这只是提高运动员训练水平的一个手段, 而不是越大越好, 运动负荷大小是相对的。“极限负荷”不是固定指标, 而是因人而变化的指标。教练员只有经过实践和科学研究, 掌握资料, 才能准确确立运动员的极限负荷量, 才能做到安排合理的运动量。

首先, 掌握好负荷与恢复的关系。没有负荷就没有训练水平的提高, 同时没有恢复, 也就没有可能安排新的负荷。只有在机体承担一定的负荷后, 得到适当的恢复, 消除疲劳, 才能使机体能力逐步得到提高。所以训练中每次课的负荷安排应在运动员机体能力得到恢复与提高基础上进行, 训练课负荷之间的间歇过长或过短都不利于机体能力的提高。运动员在训练过程中, 要有充足的休息调整时间, 以消除负荷后的疲劳, 达到运动能力逐步提高的目的。因此, 要使每次课的安排都在能使运动员的机体和机能得到恢复和提高的基础上进行。两次训练课之间的间歇时间不能过长, 也不能过短。时间过长, 运动员所获得的机体适应性变化, 以及所掌握的技术的良好状态就会消失;时间过短, 疲劳就会逐步积累, 甚至会产生过度疲劳, 影响运动成绩的提高。相对于运动量, 运动强度对机体影响更大, 但是, 只有量的积累, 强度方可在允许范围内逐渐增加。然而强度和量同时逐渐增加不但影响训练效果, 还会造成疲劳过度和外伤事故的发生。负荷量和负荷强度在一个训练周期中应呈波浪状态的发展趋势。

其次, 运动负荷的安排要考虑运动员的年龄特征、训练任务和运动水平。根据运动员不同年龄阶段的心理、生理特点, 不同训练阶段的训练任务和运动员的运动水平进行考虑。青少年心血管系统、呼吸系统发育尚不完善, 因此掌握耐力、速度耐力训练的强度至关重要。这就要考虑其发育不完善, 不能像对待成年人那样安排强度过大的运动量, 同时又要给予一定的强度刺激以促进运动员的心血管系统、呼吸系统更快地发育和提高, 从而使心肺具备适应大强度训练的功能。

再次, 运动员负荷的增加要逐步有节奏地进行。所谓逐步增加运动员负荷就是在训练或比赛中, 无论是运动训练强度还是运动训练量的增加总要遵循从小到大的原则, 经历加大一适应一再加大一再适应的过程。当负荷保持在一定的范围内的条件下, 机体的应激以及随之产生的一系列变化, 都会保持在一个适应的范围内。负荷的量度越大, 对机体的刺激越深, 所引起的应激也越强烈, 机体产生的相应变化也就越明显, 人体竞技能力的提高也就越快, 从而提高运动员对负荷的适应能力。

最后, 适当的搭配负荷量和负荷强度。训练过程中负荷的安排一般呈现一种波浪起伏的变化, 如果进行大运动量单调的训练, 容易抑制大脑皮层活动, 在过于疲劳的情况下还容易使尚未定型的动作变形, 对训练和提高技术是不利的。只有运动量适宜, 在每组训练后有足够的时间来休养, 才有充足的体力和兴奋性来完成下一组的训练, 才能保证动作的质量。要根据训练的不同任务来安排运动负荷。在训练中如果学习掌握新技术, 则强度不宜过大。由于新技术的学习需要教练的活动在其中, 在技术动作被逐步掌握还没有自动化时, 不免会出现这样那样的错误, 错误的纠正练习影响了练习的密度, 从而影响了练习负荷。如果主要任务是发展某一身体素质, 则负荷的量和强度都应加大。如耐力素质的训练, 应在每组练习后机体还没有完全恢复的时候就进行下一组训练。在比赛前期的训练, 应模拟比赛负荷的要求突出进行专项强度训练。

4、结语

无论从有利生长发育还是从发展基础运动能力、掌握多种技能以及促进身体素质发展看, 均宜注意身体的全面发展。循序渐进原则的生理学基础是生物机体对刺激的适应规律及运动条件反射建立和巩固规律。生理负荷量的科学安排是影响效果的重要因素。强度、密度、时间和数量是组成生理负荷量的重要因素。它们间相互联系、相互影响, 在其他因素基本相同的情况下, 改变其中一项因素将影响该次练习的生理负荷量。

参考文献

[1]王达军.浅谈体育课的心理负荷[J].魅力中国, 2013, 20.

[2]刘子水.运动负荷、负荷量、负荷强度概念及内涵的讨论与分析[J].阴山学刊 (自然科学) , 2011, 2.

生理信息论文 篇10

病理生理学与许多基础学科和临床各科均有着密切的关系, 是沟通基础医学和临床医学的桥梁学科, 起着承前启后的作用。病理生理学是一门机能性学科, 它主要从功能和代谢的角度研究疾病的规律、阐明疾病的本质, 同时, 还要通过理论课和实验课的学习努力培养获得知识和运用知识的方法能力, 独立分析思考和独立工作的能力, 以及自学和动手操作的能力。因此, 历届学生均感到难学。

药理学是医学及其相关专业的必修专业基础课, 是基础医学与临床医学、药学与医学间的桥梁学科。它既是基础医学课程的延伸, 又是专业课程的铺垫, 其学习目的在于全面掌握或理解药物与临床用应、不良反应及用要注意事项等, 以便在防治疾病过程中做到选药得当、用药合理。药理学涵盖多个学科, 涉及内容广泛、理论性强、介绍药物种类数目庞大, 教学要求与学生的实际水平存在一定差距, 长期以来, 普遍感到药理学难学, 从而产生畏难情绪, 造成缺乏学习积极性, 导致教学效果不理想。

面对现实, 如何进行教学改革, 如何帮助学生克服学习困难、提高学习兴趣?如何提高教师的知识面, 处理知识能力?是摆在任课教师面前的紧迫问题。为此, 我校三理教研组全体教学人员, 大胆探索, 勇于实践, 打破生理学、病理生理学与药理学三门理论课的界限, 编写了校本《医学机能学基础》教改教材, 并同步开展了机能学实验。在编写过程中, 编者们本着既保证理论与实验紧密结合, 又有利于培养学生综合能力和素质的原则, 是三门学科内容有机结合, 形成了比较系统、科学的知识体系。

一、整改理念

在教材编写过程中, 我们力求体现教材的思想性、科学性、先进性、启发性、适用性, 在遵循机能学的基础规律和系统性的基础上, 对机能学科大量的理论知识, 进行重新梳理调整, 化繁为简, 既保证基本理论、基本知识的阐述, 又便于学生学习和掌握, 力争做到符合教学规律。在教材中设计了相关的链接小模块, 起到系统连接与辅助学习的作用, 并使学生开阔视野, 培养其科学与人文精神结合的专业素质。

二、整改特色

1. 理论教材:

1.1 课程设置:

改变传统课程设置, 由三个学期分散课, 改成在第二学期、第三学期两个学期集中完成。

1.2 课时安排:

全书162学时, 理论148学时、实验24学时。第二学期为90学时, 第三学期为72学时。

1.3 理论内容组合:

1.3.1 组合原则:

删减不相关的内容知识, 减少了学时, 减轻学生压力;改变了传统的三门课程分开讲原则, 而是按照每一系统融汇去讲:以《生理学》内容为基础, 《病理生理学》为引入;《药理学》为救治。这样连贯性强、学生学习积极性高、三门课之间的衔接近避免因时间而出现的遗忘现象、同时也很好的为临床做了必要铺垫。

1.3.2 内容章节列举:

第三章 血液

第一、二、三、四分别介绍了血量血液的理化特征, 血浆, 血细胞及血液凝固及纤维蛋白溶解等;第五节融入弥散性血管内凝血, 因为讲DIC必须要知道第四节血液凝固及纤维蛋白溶解相关知识点, 所以在此融入既方便学生听课也减轻老师讲课压力。同时在此章节我们又讲了输血与血型, 为此引出溶血贫血, 即上止血药抗贫血药。

第六章 血液循环

第一节心的生理:主要讲了心肌细胞的生物电现象。心肌细胞生理特性——自动节律性、传导性、兴奋性和收缩性。同时重点讲了心的泵血过程, 在此中分别介绍了心动周期与心率以及心脏的泵血过程中的心室收缩和心室舒张, 及影响心输出量的因素如前负荷、后负荷及心肌收缩力等。在第三节心血管活动的调节讲了交感、迷走神经的调节等。第五节心力衰竭历年均是难点, 但和改教材后, 有以上一、三节内容帮助, 在讲到心衰的原因、机制, 学生很容易理解, 同时在讲到第十节治疗心衰药物时更是简单易行。所以说整合教材后给学生和教师带来的是双赢效果。

2. 实验辅导:

2.1 整合特色:

1) .科学系统:

以培养中级适用性卫生技术人才为中心, 实验内容丰富, 全面从正常生命特征到疾病发生发展到药物治疗, 使得本教材更具科学性、系统性、直观性。

2) .重视目标培养:

将医学技能学知识目标、技能目标的要求融于教材之中, 已实现医学生专业目标培养。

3) .教材整体结构更科学合理:

内容安排衔接严谨, 逻辑性强, 有利于培养和提高学生认识医学史及分析解决问题的能力。

2.2 整合内容:

在常规实验基础上, 开发四个综合实验:分别是哺乳动物动脉血压的调节及药物对血压的作用;家兔失血性休克及抢救;呼吸运动、胸膜腔观察及药物的作用;家兔急性肺水肿及治疗。如“家兔失血性休克及抢救”[实验目的]:通过家兔快速放血造成休克, 并观察休克表现;了解休克发生机制及抢救。[实验原理]:通过人工放血导致休克发生, 即微循环障碍, 微循环血管流量急剧减少, 重要脏器因缺血缺氧而发生功能代谢紊乱。抢救休克原则是去除病因、扩容、纠酸、和利用血管活性物质防止器官衰竭。[实验内容]:1) 称重、麻醉、固定。2) 备皮手术, 气管插管固定, 剥离颈动脉、静脉, 准备生物型号采集系统, 同时注意观察正常生理指标:动脉血压、CVP、鼻唇粘膜颜色、呼吸、尿量、肛温等。3) 人工放血造成休克。4) 抢救: (1) 回输失血全血 (由静脉快速回输放出的血液) 。 (2) 输入2倍失血量生理盐水。 (3) 输入与失血量等量的生理盐水失血全血山莨菪碱。 (4) 输入与失血量等量的生理盐水失血全血去甲肾上腺素。[实验结果]哪组效果最好?原因?

通过此次实验, 既让学生巩固了正常生理知识, 又让学生对病理变化有所了解, 同时也连贯了药理抢救;不仅锻炼了学生的动手、动脑, 更为学生以后走上工作岗位奠定了基石。

“艺术生理学” 篇11

我还记得那时有一对热恋之中的德国学生到我家来做客，我当时请了很多朋友一起来看我与俞霖刚刚去了嘉峪关拍回来的幻灯片，他们俩在看幻灯的时候一直经常地互相抚摸，时不时的还要接吻，结果我们的同学都会用中文小声议论说怎么他们那么没有规矩，那么迫不及待。当时我们觉得可能是自己太保守了，好像是从一个太闭塞的地方来到了非常开放的西方大都市。

西方人觉得身体接触是非常重要的。其实，在西方不管是恋人之间，亲人之间，夫妻之间，包括老人和孩子，甚至和动物，他们都会花很多的时间用在抚摸或一些亲密的举动上面。比如说那些养宠物的人，他可以一晚上在看电视的时候，同时在抚摸他的宠物的身体。特别是对孩子和老人，他们觉得更加需要，而年纪越大的人越有那种皮肤饥饿，但很容易被忽视，所以他们见到老人会有意识地表示关爱，去抚摸他们。

我的一个女友，她的女儿十五六岁，有一次她对我抱怨，女儿新近的男朋友是个朋客，总把头发染成五颜六色，所以她的枕套总要用漂白洗衣液去洗，这令她非常烦恼。她的女儿去男朋友家住的时候，她又会嘱咐她不要忘记带避孕套，而且是那样堂而皇之地当着我们客人的面说。在他们看来，让孩子多知道一些性的知识，比让他们糊里糊涂再去打胎受皮肉之苦要好。他们中学的课程里，一定也少不了性方面的生理卫生知识。

对于和性有关的词，西方人也不是特别避讳，不像在中国经常会很曲折地表达这方面的意思。我在德国写博士论文时，在州立图书馆里看到一本研究中国传统文化中与性爱有关的词的博士论文，“做爱”会用许多不同的隐晦的曲折的说法来表达，比如“云雨”之类，西方人会觉得奇怪，怎么可以有那么丰富的想象力来讲这么一件天底下最自然不过的事情，我想这是因为中国人不愿意直接讲“做爱”这个词。

在西方，他们对这些直接的词并不避讳，在谈话中往往很大方地直截了当地说出来。比如初到德国时有一次我的一位女作家朋友说，她需要男人不是为了性而是为了爱，她的高潮不需要一个男人来帮助她，因为她有一双健康的手。她是在我们的餐桌上这样说的，当时我为她的直率和开放感到震惊，这可能也是中西文化的差异吧。

周国平说，尼采特别强调艺术和性的关系，他提出一个概念叫“艺术生理学”，他说艺术家都是生命本能特别强健的人，更直接地说，就是性欲旺盛的人，但是他认为，这种力量不应该消耗掉，一定程度上的节制是必要的，他称之为艺术家的经济学。尼采举拉斐尔的例子，他说从作品中就可以看出，拉斐尔是一个性欲极其旺盛的人。

实际上他的意思是说创造力和性欲是成正比的。有的人可能本来也是性欲旺盛的人，但是经过压抑而往宗教的方向升华了，比如弘一法师，开始向艺术升华，后来向宗教升华。宗教是更高级别的艺术。

我在大约十年前去过法国南部毕加索的一座故居，那是一座临海的房子，他在那里生活、创作，终日有美酒、美食、美女相伴，还有阳光和爱情。他曾说过，“我作画就像有些人写自传。画，无论完成与否，都是我日记的一页，也只有在这意义下，它们才有价值。”他的许多小品都是一种“视觉日记”，是他生活的记录。今年我去纽约刚巧看了一个展览，非常大规模地展出了毕加索的速写、版画作品。可以说展览的几百张作品大都是在画一些女人体，她们与他自己的关系，她们之间的关系……他的生活可是够放纵的。这也许验证了“创作力与性欲成正比”的说法吧。

生理信息论文 篇12

1 教学内容

1.1 教学内容选取

临床专科医学的生理学应结合临床专业培养目标, 对教学内容进行“删繁就简”, 突出专业特点。具体步骤如下。

1.1.1 分析专业特点结合我校对培养应用型临床人才的需要, 确定生理学知识点的选取要点在于“必需、够用”[1]。

1.1.2 集体讨论

鉴于专职生理学教师对于临床实际工作了解不足, 在选取生理学教学内容时应该邀请临床知识丰富的临床医师参与集体讨论, 确实做到选取内容与临床实践密切结合。

1.1.3 实践调查

为验证教学内容地选取是否真正有利于学生临床知识的学习与掌握, 在学生进入临床实习阶段还应该保持回访, 了解生理学选取内容是否合理。

1.2 教学模块组建

从临床常见、多发的症状及体征入手, 结合学生已有解剖学知识, 找到生理学知识与临床知识的结合点, 构建新的生理教学模块。下面以呼吸系统这一教学模块为例具体讲解。

1.2.1 寻求有效的切入点

基于学生对呼吸系统解剖结构的了解, 以呼吸困难为切入点, 提出其发生的可能原因。

1.2.2 找到生理学知识与临床知识的结合点

将呼吸过程的四个环节与呼吸困难常见的病因自然衔接。

(1) 肺通气 (大气与肺之间的气体交换) 与气道阻塞造成呼吸困难。学生能深刻领悟到维持正常呼吸的前提是气道通畅, 自然就能明了人工呼吸为何必须先保证气道通畅。

(2) 肺换气 (肺泡与肺泡毛细血管间的气体交换) 与肺炎等疾病引起呼吸困难。回顾肺换气气体交换膜的结构, 结合大叶性肺炎时由于呼吸膜的厚度、面积变化造成换气障碍而引发呼吸困难。在通气/血流比值平衡知识点的处理上还可扩展到肺循环血栓对呼吸的影响, 学生就比较容易理解影响肺换气的因素。

(3) 气体在血液中的运输与一氧化碳 (CO) 中毒引发地窒息。引导学生回忆体、肺循环过程, 提出CO通过肺通气及肺换气进入血液循环中, CO与O2竞争性的与血红蛋白结合, 而CO与血红蛋白结合能力远大于O2, 导致O2运输障碍出现呼吸障碍。

(4) 组织换气 (组织与组织间毛细血管的气体交换) 与组织缺血。局部循环障碍中组织血管栓塞导致组织缺血或坏死。1.2.3梳理生理学的知识点将生理学与临床医学进行衔接, 同时也要保持自身体系的完整, 不可随意分割知识点, 在学生理解衔接点的基础上应及时将分散的知识点梳理和总结, 帮助学生理解呼吸是由肺通气、肺换气、气体运输和组织换气有机结合的整体过程, 任何环节出现问题均能导致全身或局部缺氧。

2 教学方法及手段的运用

2.1 教学模块运用

一系列生理学教学模块组建后, 为发挥模块的教学效果, 必须运用更为丰富的教学手段。教学过程中应以模块为中心, 建立学生主动学习和讨论的教学方法[2];借助多媒体教学技术, 使用动画、图表、对比等方法直观形象地了解生理学模块;在教学过程中, 教师需在每个模块的教学结束后都进行总结, 帮助学生掌握重、难点。

2.2 实验改革

以模块为依托设计相关的实验项目, 加深学生对教学模块的直观理解, 如可设计呼吸系统实验验证缺氧、CO中毒等项目对呼吸产生影响的过程。

3 考试考核方法

不以死板的理论知识点来命题, 组建一个体现生理学教学模块的试题库, 真正考核学生分析及解决问题的能力。

应用生理学教学模块可激发学生的学习兴趣, 充分调动学生学习的积极性和主动性, 同时培养学生分析、解决问题的能力。学生在解决问题的过程中巩固了生理学知识, 获得了临床知识, 培养了实际工作能力, 体现了专科教育培养应用型人才的教学目的, 也实现了真正意义上的素质教育。

参考文献

[1]王雪芳, 刘艳明, 马建伟, 等.临床生理学课程教学改革与实践探索[J].河北北方学院学报 (医学版) , 2011, 27 (5) :66~67.