Учреждение образования

«Брестский государственный университет имени А.С. Пушкина»

Кафедра анатомии, физиологии

и безопасности человека

Н. К. Саваневский, Г. Е. Хомич

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИОЛОГИИ ПОВЕДЕНИЯ
Учебно-методические указания для студентов

1-го курса психолого-педагогического факультета

специальности «Психология»

Брест 2009

Составители:

кандидат биологических наук, доцент Н. К. Саваневский

кандидат биологических наук, доцент Г. Е. Хомич

Практические работы по физиологии поведения : Учебно-методические указания для студентов 1-го курса психолого-педагогического факультета специальности «Психология» / Сост. Н. К. Саваневский, Г. Е. Хомич. – Брест: «БрГУ им. А.С. Пушкина», 2009. – Электронное издание. – 2,96 МБ.

Изложены описание и методика проведения практических работ по разделам «Управление движением», «Сенсорные системы», «Центральная нервная система», «Поведение и высшая нервная деятельность человека» учебной дисциплины «Физиология поведения». В указания подобраны практические работы, не требующие сложного оборудования.

Адресуются студентам специальности «Психология».

УДК 612

ББК 28.707.3

УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ

1. Наблюдение режимов мышечных сокращений

Работа 1. Регистрация одиночных сокращений икроножной мышцы лягушки.

Оборудование: миограф, электростимулятор, кимограф, препаровальный набор, вата, физиологический раствор.

Ход работы. Путем препаровки готовят нервно-мышечный препарат, состоящий из седалищного нерва и икроножной мышцы лягушки. Мышцу фиксируют в миографе, а нерв помещают на электроды, соединенные с клеммами электростимулятора. Раздражают нерв электрическим током от электростимулятора с частотой 1 импульс в секунду (1 Гц). Силу раздражения постепенно увеличивают, начиная с нуля. Находят минимальную силу раздражения, при которой возникают минимальные по амплитуде сокращения мышцы – порог раздражения. Далее продолжают увеличивать силу раздражения до тех пор, пока сокращения мышцы не станут почти максимальные. Убеждаются в том, что мышца при частоте раздражения 1 Гц успевает полностью расслабиться до нанесения следующего раздражения, т.е. наблюдаются одиночные сокращения.

Работа 2. Наблюдение зубчатого и гладкого тетануса, оптимума и пессимума частоты раздражения.

Оборудование: миограф, кимограф, электростимулятор, препаровальный набор, физиологический раствор, вата, объект исследования – лягушка.

Ход работы. Готовят нервно-мышечный препарат, состоящий из икроножной мышцы и седалищного нерва лягушки, и закрепляют его в миографе. Включают электростимулятор и находят силу раздражения, вызывающую сокращение мышцы, записанное на кимографе, по величине близкое к максимальной. Затем, не меняя силу раздражения, раздражают нерв одиночными стимулами с частотой 1 Гц. Наблюдают одиночные сокращения мышцы (рисунок 1, 1). Увеличивают частоту раздражения до величины, когда каждый следующий импульс поступает по нерву к мышце в момент, когда она продолжает расслабляться после предыдущего сокращения. Наблюдают зубчатый тетанус (2). Еще увеличивают частоту раздражения и регистрируют гладкий тетанус (3). После этого продолжают увеличивать частоту раздражения и записывают наибольшую величину тетануса – оптимум (4), а затем снижение его амплитуды и длительности – пессимум (5). Полученные в опыте виды сокращений зарисовывают в тетрадь, аналогично рисунку 1.

2. Определение силы мышц

Работа 3. Динамометрия.

Оборудование: кистевой динамометр, секундомер.

Ход работы. Испытуемый в положении стоя отводит вытянутую руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу. Затем он дважды выполняет максимальное усилие на динамометре. Лучший результат из его двух попыток является показателем силы (F) мышц кисти.

Для определения уровня работоспособности (Р) испытуемый по команде экспериментатора через каждые 5 с выполняет одно максимальное усилие на динамометре, делая подряд 10 попыток. Экспериментатор записывает каждый результат испытуемого. Уровень работоспособности мышц определяют по формуле:

Р = (f₁ + f₂ + f₃ + · · · + f_n) / n,

где Р – уровень работоспособности; f₁, f₂, f₃ и т.д. – показатели динамометра при отдельных мышечных усилиях; n – количество попыток (10 попыток).

Результаты этих же попыток используют для определения показателя снижения работоспособности мышц по формуле:

S = [(f₁ – f _min) / f_max] · 100,

Где S – показатель снижения работоспособности мышц; f₁ – величина начального мышечного усилия; f _min – минимальная величина усилия среди 10 попыток; f _max – максимальная величина усилия среди 10 попыток.

Сравнивают результаты у нескольких испытуемых. Показатели силы мышц кисти тела выше, чем больше F и ниже S.

Работа 4. Измерение взрывной силы.

Оборудование: градуированная вертикальная шкала.

Ход работы: Испытуемый, стоя боком к стене рядом с вертикально градуированной (в см) шкалой, поднимаясь на носки, касается рукой шкалы как можно выше. Затем отходит на 20–30 см от стены и выполняет прыжок вверх, касаясь рукой шкалы в верхней точке прыжка с обязательным приземлением в месте отталкивания. Разница между двумя касаниями является искомой величиной (в см). Регистрируется лучший результат из трех попыток.

Нормы: для мужчин 16–18 лет – 44 см (удовлетворительно), 52 см (хорошо), 60 см (отлично);

для женщин 16–18 лет – 30 см (удовлетворительно), 35 см (хорошо), 40 см (отлично).

Для мужчин 19–28 лет – 40 см (удовлетворительно), 45 см (хорошо), 50 см (отлично);

для женщин 19–28 лет – 28 см (удовлетворительно), 33 см (хорошо), 38 см (отлично).

3. Исследование работы мышц

Работа 5. Зависимость величины выполненной работы от массы груза.

Оборудование: эргограф, метроном, набор грузов (1, 2, 3, 5 кг).

Ход работы. Испытуемый в положении сидя закрепляет руку в эргографе. К тросу эргографа подвешивают груз массой 3 кг. Включают метроном с частотой 60 сигналов/мин и предлагают испытуемому поднимать груз, сгибая палец в ритме метронома. Работу продолжают до утомления, т.е. до момента, когда высота подъема груза начнет уменьшаться или испытуемый не будет успевать сгибать палец в ритме метронома. По формуле А = Р · Н вычисляют величину работы (в кгсм), где Р – масса груза, Н – суммарная высота всех подъемов груза, определенная по эргограмме.

После 10–минутного отдыха тот же испытуемый выполняет аналогичную работу, но с грузом 5 кг, а еще после 10–минутного отдыха – работу с грузом 1 кг.

Во всех трех повторностях определяют величину выполненной работы и делают вывод о зависимости работы от массы груза.

Работа 6. Зависимость величины выполненной работы от частоты мышечных сокращений.

Оборудование: эргограф, метроном, груз массой 3 кг.

Ход работы. Испытуемый в положении сидя закрепляет руку в эргографе, к тросу которого подвешивают груз массой 3 кг. Опыт осуществляют в два этапа: сначала при частоте 60 подъемов в минуту, затем, после 10–минутного отдыха, 120 подъемов в минуту. Работу продолжают до момента, когда высота подъема груза начнет уменьшаться или испытуемый не будет успевать сгибать палец в ритме метронома. В обоих вариантах опыта вычисляют величину выполненной работы по формуле А = Р · Н, где Р – масса груза, Н – суммарная высота всех подъемов груза, определенная по эргограмме. Делают вывод о зависимости выполненной работы от частоты мышечных сокращений.

4. Исследование быстроты движений человека

Работа 7. Измерение скорости одиночного движения.

Оборудование: линейка.

Ход работы. В положении стоя, правая рука ребром ладони вниз, с разогнутыми пальцами вытянута вперед. На расстоянии 1–2 см от ладони экспериментатор удерживает 40-сантиметровую линейку так, чтобы нулевая отметка находилась на уровне нижнего края ладони. В течение 5 с после предварительной команды экспериментатор отпускает линейку. Задача испытуемого быстро сжать пальцы и задержать линейку. Оценивается лучшая из трех попыток.

Нормы: для мужчин 19–28 лет – 15 см (удовлетворительно), 12 см (хорошо), 9 см (отлично);

для женщин 19–28 лет – 18 см (удовлетворительно), 16 см (хорошо), 14 см (отлично).

Работа 8. Теппинг-тест (отражает способность к максимальной частоте движений в лучезапястном суставе).

Испытуемый в положении сидя, предплечье прижато к столу, в течение 5 с в максимальном темпе наносит карандашом точки на бумаге. За результат принимается количество точек в лучшей из двух попыток.

Нормы: для мужчин 16–18 лет – 34 (удовлетворительно), 40 (хорошо), 46 (отлично);

для женщин 16–18 лет – 30 (удовлетворительно), 36 (хорошо), 42 (отлично).

Для мужчин 19–28 лет – 37 (удовлетворительно), 42 (хорошо), 47 (отлично);

для женщин 19–28 лет – 33 (удовлетворительно), 38 (хорошо), 43 (отлично).

5. Исследование тонкой координации движений

Работа 9. Тремометрия.

Оборудование: тремометр (измеритель тремора), секундомер.

Ход работы. Испытуемый должен возможно быстрее (примерно за 5 с) провести иглу посреди извилистой прорези, стараясь не касаться краев пластинки. Каждое касание фиксируется электросчетчиком. Задание испытуемый повторяет 5 раз.

Оценку результатов проводят по среднему количеству касаний, которые делает обследуемый, и среднему времени выполнения работы. Сравнив показатели нескольких испытуемых, сделать выводы об уровне развития координации движений. Высокая точность движений свидетельствует о высокой уравновешенности нервных процессов и координации движений (среднее количество касаний не более 3-х); более 6 касаний – о низкой уравновешенности и координации.

6. Условия выработки двигательных навыков

Работа 10. Исследование влияния знания результатов для выработки двигательного навыка.

Оборудование: линейка со специальными точками.

Ход работы. На линейке наносятся три яркие точки (черточки) на делениях 1, 8, 15 см. В первой серии опытов испытуемый с открытыми глазами ведет тупым концом карандаша по линейке от первого намеченного деления (1 см) до второго намеченного деления (8 см), стараясь при этом запомнить величину двигательного ощущения. Затем, закрыв глаза, он продолжает вести карандашом до тех пор, пока ему не покажется, что длина отрезка, проведенного им с закрытыми глазами, равен длине отрезка, проведенного им с открытыми глазами. Экспериментатор регистрирует ошибку (со знаком «+» или «–»), не сообщая о ней испытуемому. Опыт повторяется 15 раз.

Во второй серии (также из 15 попыток) испытуемый всякий раз проверяет свой результат.

На основании полученных результатов строится график. На оси ординат откладывается величина ошибки (в мм), не принимая во внимание знак отклонения, на оси абсцисс – порядковые номера опытов в серии. Пунктирной линией вычеркивается кривая, соответствующая результатам первой серии эксперимента, сплошной линией – кривая, соответствующая результатам второй серии.

Сравнивая кривые первой и второй серии, делается вывод о том, как повлияло на формирование двигательного навыка знание результатов упражнений.

Сравниваются показатели нескольких испытуемых. Чем быстрее и чем ближе вычерченные кривые устойчиво приближаются к оси абсцисс, тем успешнее вырабатывается двигательный навык.
СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ

7. Светопроведение в глазу человека

Работа 11. Наблюдения за рефлекторными реакциями зрачка.

Оборудование: секундомер.

Ход работы. Испытуемый неотрывно смотрит на яркий свет (лампу дневного света). Экспериментатор обращает внимание на величину зрачков глаз испытуемого. Затем на 10–15 с испытуемый быстро и плотно закрывает от света ладонью один глаз (глаз под ладонью должен быть открыт). В момент закрывания глаза ладонью экспериментатор замечает кратковременное расширение зрачка другого глаза (содружественная реакция). Через 20–30 с испытуемый быстро отнимает руку от глаза. В этот момент экспериментатор наблюдает быстрое сужение зрачка не только открываемого глаза, но и зрачка второго глаза, находившегося на свету (содружественная реакция). Вслед за сужением зрачков наблюдается их незначительное последующее расширение как следствие поступившей световой адаптации.
Работа 12. Опыт Шейнера.

Оборудование: ширма с отверстиями, штатив, булавка, линейка.

Ход работы. Через ширму с двумя отверстиями, расстояние между которыми меньше диаметра зрачка, испытуемый фиксирует стержень штатива, находящийся на расстоянии 2–4 м от глаза. На расстоянии 20–30 см от глаза точно напротив штатива испытуемый помещает булавку. При фиксации глазом стержня штатива отмечается двоение булавки. При закрытии одного из отверстий ширмы наблюдается выпадение разноименного образа булавки.

Опыт повторяют, фиксируя глазом булавку. Отмечают двоение штатива и выпадение одноименного образа при закрывании одного из отверстий.

Объясняют наблюдаемые явления и зарисовывают соответствующие схемы хода лучей согласно рисунку 2.

8. Аккомодационные способности глаза

Работа 13. Определение ближней точки ясного видения.

Оборудование: ширма с отверстиями, штатив, булавка, линейка.

Ход работы. Испытуемый закрывает один глаз, а перед другим на минимальном расстоянии помещает ширму с двумя отверстиями, расстояние между которыми меньше диаметра зрачка. Затем он, держа в вытянутой руке булавку, располагает ее в центре пространства, видимого через отверстия в ширме.

После этого испытуемый, фиксируя глазом булавку, постепенно приближает ее к ширме. На определенном расстоянии булавки от глаза, когда образ ее только начинает раздваиваться, испытуемый фиксирует руку и положение головы. Экспериментатор измеряет расстояние от булавки до глаза, которое будет являться расстоянием до ближней точки ясного видения. Результат сравнивают с нормой, зависящей от возраста и приведенной в таблице 1.

Для близорукого глаза после определения ближней точки ясного видения определяют дальнюю точку ясного видения. Для этого булавку постепенно удаляют от глаза и от ближней точки ясного видения. На определенном расстоянии образ булавки опять начинает раздваиваться. Экспериментатор измеряет расстояние до дальней точки ясного видения и диапазон, в пределах которого близорукий глаз четко видит образ предмета.
Таблица 1 – Возрастные изменения силы аккомодации и расстояния до ближней точки ясного видения

Возраст (в годах)	Сила аккомодации (в диоптриях)	Расстояние от глаза до ближней точки ясного видения (в см)
До 10	14,0–14,6	7
15	12,0–12,3	8
20	10,6–12,0	10
25	9,2	12
30	7,7	14
40	4,9	22
50	2,1	40
70	0,25	400

9. Особенности получения изображения на сетчатке глаза

Работа 14. Обнаружение астигматизма.

Оборудование: специальный рисунок.

Ход работы. Для обнаружения астигматизма испытуемый рассматривает рисунок 3, на котором одни линии расположены вертикально, а другие – горизонтально, причем толщина всех линий одинакова. Поскольку кривизна роговицы глаза неодинакова, то одни линии (горизонтальные или вертикальные) будут казаться более отчетливыми (более толстыми), чем другие.

Находят такое положение рисунка, при котором одни линии кажутся очень толстыми, а другие – очень тонкими. Это особенно хорошо заметно, если один глаз закрыть, а перед вторым на расстоянии 30–40 см вертикально расположить рисунок. Затем, не меняя положения глаза, рисунок, не сдвигая с места, вращают вокруг своей оси. Наблюдают, что представление о толщине линий все время меняется (толстые линии уравниваются по толщине с тонкими, а затем становятся тоньше) в зависимости от их положения.

Работа 15. Обнаружение слепого пятна.

Оборудование: специальный рисунок, лист бумаги, карандаш, линейка.

Ход работы. Испытуемый закрывает левый глаз, а перед правым располагает в вытянутой руке рисунок, аналогичный изображенному на рисунке 4, так, чтобы крест был напротив зрительной оси глаза, а белый круг находился правее. Не отводя глаз от креста, испытуемый то приближает рисунок к глазу по прямой, то удаляет его. На определенном расстоянии от глаза белый круг выпадает из поля зрения, и черная полоса правее креста кажется сплошной. Это происходит потому, что изображение белого круга попадает на участок сетчатки, где выходят волокна зрительного нерва, т.е. на слепое пятно.

Для определения диаметра слепого пятна в левом верхнем углу листа бумаги нарисуйте крест. Испытуемый закрывает левый глаз, а правым фиксирует крест, расположенный прямо перед глазом на расстоянии 20–25 см. Положение головы испытуемого относительно креста не должно изменяться до конца эксперимента. Экспериментатор от правого края листа бумаги на уровне креста и по направлению к нему ведет заостренный карандаш. Кроме направленного к кресту заостренного черного кончика, остальная часть карандаша должна быть обернута белой бумагой.

На определенном расстоянии от креста кончик карандаша перестает быть видимым. Эту точку (В) экспериментатор отмечает на бумаге и продолжает вести карандаш по направлению к кресту. На каком-то расстоянии от креста кончик карандаша опять становится видимым, и эту точку (А) экспериментатор также отмечает на бумаге. После этого испытуемый не меняет положение головы по отношению к кресту на бумаге, а экспериментатор измеряет расстояние от глаза до бумаги в точке, находящейся посередине между точками А и В (точка К).

Далее строят изображение точек А и В на сетчатке, аналогично приведенному на рисунке 5. Из подобия треугольников АОВ и А₁ОВ₁ следует, что:

АВ ‗ ОК ,

А₁В₁ ОL

Из формулы находят диаметр слепого пятна (А₁В₁):

_А1В1 ‗ АВ · ОL ,

ОК

где расстояние АВ между точками измеряется на бумаге; ОК – расстояние, измеренное от бумаги до глаза; ОL – расстояние от узловой точки глаза до сетчатки, в среднем равное 17 мм.

По формуле S = πr², где r = А₁В₁ : 2, рассчитывают площадь слепого пятна, которая в норме колеблется от 2,5 до 6 мм².

10. Исследование некоторых функциональных показателей зрительного анализатора

Работа 16. Определение остроты зрения.

Оборудование: таблица для определения остроты зрения, указка.

Ход работы. Испытуемый садится на расстоянии 5 м от таблицы для определения остроты зрения и закрывает один глаз специальным щитком, темной повязкой или рукой. Из каждой строки таблицы экспериментатор показывает испытуемому несколько букв или незамкнутую окружность, выясняя, какую из строк он отчетливо видит. Затем эту процедуру повторяют с другим глазом.

Средние показатели остроты зрения у человека: нормальная – 1,0 и выше, пониженная – от 0,8 и ниже, повышенная – 1,5–2,0.

Работа 17. Определение поля зрения.

Оборудование: периметр Форстера, ползунки с белыми и цветными кружками, линейка, схема для зарисовки поля зрения.

Ход работы. До начала эксперимента в тетради чертят схему, изображенную на рисунке 6, Б. Испытуемый садится спиной к свету, закрывает один глаз ладонью и кладет подбородок на пластинку периметра так, чтобы белая точка в центре дуги периметра был напротив открытого глаза.

Дугу периметра устанавливают в горизонтальное положение. Экспериментатор медленно ведет по дуге периметра ползунок с белым кружком от периферии к центру. Испытуемый должен указать тот момент, когда кружок будет впервые виден глазу, неподвижно фиксированному на белую точку в центре дуги периметра. Величину угла в градусах на дуге периметра в этот момент экспериментатор отмечает на схеме поля зрения, начерченной в тетради.

Аналогично измеряют поле зрения с другой стороны дуги. Затем дугу периметра поворачивают на 15 градусов и так далее по кругу. Границы поля зрения определяют при различном положении дуги периметра, причем они будут определены тем точнее, чем больше меридианов будет исследовано.

Соединив на схеме поля зрения в тетради все отмеченные точки, получают границы поля зрения для белого цвета и сравнивают их со стандартом. Заменив на ползунке белый кружок цветным, тем же способом определяют границы цветового поля зрения. При этом испытуемый должен не только увидеть кружок, но и определить его цвет.

11. Слуховой анализатор

Работа 18. Исследование костной и воздушной проводимости звука.

Оборудование: набор камертонов с частотой колебаний от 128 до 2048 Гц, молоточек, секундомер, ватные тампоны.

Ход работы. Испытуемый закрывает уши ватными тампонами. Экспериментатор ударяет молоточком по камертону, прикладывают ножку звучащего камертона к середине темени испытуемого, и включает секундомер. Благодаря костной проводимости звука испытуемый некоторое время будет слышать звук. Как только испытуемый перестал слышать звук, он подает сигнал экспериментатору, который отмечает по секундомеру продолжительность восприятия звука при костной проводимости. Одновременно испытуемый открывает уши, а экспериментатор подносит к его наружному слуховому проходу тот же камертон. Испытуемый снова будет слышать звук камертона, т.к. чувствительность при воздушной проводимости звука выше. Как только испытуемый перестанет слышать звук, секундомер выключают. Время от момента приложения ножки камертона к темени и включения секундомера до его выключения характеризует продолжительность восприятия звука при воздушной проводимости. Полученные результаты сравнивают с данными таблицы 2.

Затем у испытуемого одно ухо закрывают ватным тампоном и прикладывают к его темени звучащий камертон. Со стороны уха, заложенного тампоном, звук будет казаться более сильным. Это объясняется тем, что звук в данном случае достигает слуховых рецепторов кратчайшим путем – через кости черепа. Кроме того, уменьшается потеря звуковой энергии через закрытый наружный слуховой проход.

следующая страница>