从18世纪开始对呼吸中枢进行直接的动物实验研究以来,人们对于呼吸中枢和呼吸节律产生机制的认识由浅入深,经历了三个发展阶段。
说明:本文摘自《生理学学习指导与习题集》第二版,主编:罗自强。由郑煜供稿。
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呼吸认识发展的三个阶段
从18世纪开始对呼吸中枢进行直接的动物实验研究以来,人们对于呼吸中枢和呼吸节律产
生机制的认识由浅入深,经历了三个发展阶段。
第一阶段大致从18世纪中叶开始,一直到20世纪中叶,历时约200年,这一阶段主要是有关脑干呼吸中枢的定位研究,并在此基础上形成了三级呼吸中枢学说。
第二阶段大致为从20世纪60年代初到80年代末之间的近三十年,这一阶段主要是关于脑干呼吸神经元及其突触联系的研究,并在此基础上提出了多种关于呼吸节律产生机制的神经元网络模型。
第三阶段大致从20世纪90年代初至今的二十余年,这一阶段主要是关于呼吸节律起源的关键部位的研究,并为呼吸节律形成原理的起搏细胞学说积累了重要资料。
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离体脑干-脊髓模型
1984年,日本学者Suue建立了离体脑干-脊髓模型,他将新生大鼠低位脑干(延髓和脑桥)
和颈段脊髓分离出来,并保留颈神经根。在这样的简化模型,仍然能够从颈神经根记录到节律性呼吸样放电。这一模型的建立有力地推动了关于呼吸节律起源部位和机制的研究。
后来,其他学者又建立了更加简化的离体模型,如脑块、脑片,甚至从脑片中分离出来的局限区域。这些简化的离体模型保留了产生呼吸节律的基本神经元网络,其传出神经根放电又能反映节律性呼吸样活动。
这样的模型与在体模型相比,有其独特的优越性,例如可以根据需要改变或调整细胞外成分、有利于呼吸神经元活动的记录、可以刺激或毁损神经元网络中的某(些)部分而不引起来自外周的反馈性影响等,尤其是使得探索呼吸节律起源的起搏细胞学说成为可能。
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