ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΖΩΩΝ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΑΘΗΝΑ 2010

Transcript

1 1 ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΖΩΩΝ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΟΡΓΑΝΟΛΟΓΙΑ ΑΘΗΝΑ 2010

2 2

3 3 ΚΑΘΟΔΙΚΟΣ ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΣ Ο παλµογράφος είναι ένα πολύ χρήσιµο όργανο για τη µελέτη της λειτουργίας των ηλεκτρικών κυκλωµάτων. Χρησιµοποιείται κυρίως για την απεικόνιση τάσεων που εµφανίζονται σε διάφορα σηµεία ενός κυκλώµατος και µε τη βοήθειά του µπορούν να µετρηθούν τα χαρακτηριστικά τους µεγέθη. Στη φυσιολογία ο παλµογράφος χρησιµοποιείται για την απεικόνιση των δυναµικών δράσης, τη µηχανική και ηλεκτρική δραστηριότητα των µυών κ.λ.π. Στην Εικόνα 1 δίδονται τα κύρια µέρη του παλµογράφου που χρησιµοποιείται στις ασκήσεις του µαθήµατος Φυσιολογία Ζώων. Εικόνα 1. Παλµογράφος Σε κάθε παλµογράφο διακρίνουµε την οθόνη και τον πίνακα µε τους διακόπτες χειρισµού. Παρακάτω δίνονται τα µέρη του παλµογράφου που είναι απαράιτητα για τις ασκήσεις του µαθήµατος. Περισσότερες πληροφορίες για τη λειτουργία του παλµογράφου µπορούν να αναζητηθούν στην διεύθυνση: fylladio/oscilator.pdf Α. ΠΙΝΑΚΑΣ ΕΛΕΧΓΟΥ Διακόπτης τροφοδοσίας: Ενεργοποιεί /απενεργοποιεί τη συσκευή. Διακόπτης φωτεινότητας: Ρυθµίζει τη φωτεινότητα της δέσµης. Διακόπτης εστίασης: Εστιάζει τη δέσµη.

4 4 Διακόπτες κάθετης µετατόπισης στο κανάλι Ι ή ΙΙ: Μετατοπίζει κατακόρυφα τη δέσµη στο αντίστοιχο κανάλι. Διακόπτης οριζόντιας µετατόπισης του σήµατος : Μετατοπίζει οριζόντια τη δέσµη. Διακόπτης µεταβολής της οριζόντιας ευθαισθησίας : Μεταβάλλει την οριζόντια ευαισθησία του παλµογράφου ( βλέπε παρακάτω). Διακόπτης µεταβολής της κάθετης ευθαισθησίας του καναλιού Ι ή ΙΙ : Μεταβάλλει την κάθετη ευαισθησία του αντίστοιχου καναλιού ( βλέπε παρακάτω). Είσοδος εξωτερικού σκανδαλισµού : Επικοινωνεί µε τον διεγέρτη ώστε να συντονίζονται τα δύο όργανα. Γείωση καναλιού Ι ή ΙΙ: Γειώνει τα κανάλια (απενεργοποιούνται). Οταν δεν εκτελούµε πείραµα ο παλµογράφος πρέπει να είνει γειωµένος. Επιλογέας καναλιού Ι: Επιλέγει το κανάλι Ι. Επιλογέας καναλιού ΙΙ: Επιλέγει το κανάλι ΙΙ. Επιλογέας καναλιού Ι &ΙΙ:Χρησιµοποιείται για να εµφανίζονται ταυτόχρονα στην οθόνη δύο διαφορετικά σήµατα ένα από κάθε κανάλι. Είσοδος καναλιού Ι : Επικοινωνεί µε τον ενισχυτή και το σήµα εισέρχεται στο κανάλι Ι. Είσοδος καναλιού ΙΙ : Επικοινωνεί µε τον ενισχυτή και το σήµα εισέρχεται στο κανάλι ΙΙ.. Β. ΟΘΟΝΗ Σήµα : Απεικόνιση του σήµατος. Ισοηλεκτρικήγραµµή : Ο κεντρικός οριζόντιος άξονας αναφοράς (χρόνος) του παλµογράφου. Ενδειξη κλίµακας χρόνου : Δείχνει την τιµή της οριζόντιας ευαισθησίας του παλµογράφου. Ενδειξη κλίµακας τάσης στο κανάλι Ι : Δείχνει την τιµή της κάθετης ευαισθησίας του καναλιού Ι Ενδειξη κλιµακας τάσης στο κανάλι ΙΙ : Δείχνει την τιµή της κάθετης ευαισθησίας του καναλιού Ι Οριζόντια ευαισθησία Ουσιαστικά αναφέρεται στην κλίµακα χρόνου του παλµογράφου. Οπως φαίνεται στην εικόνα 2 η οθόνη του παλµογράφου είναι χωρισµένη σε τετράγωνα σταθερών διαστάσεων. Ετσι η τιµή της οριζόντιας ευαισθησίας δείχνει, το χρόνο που αντιστοιχεί στην οριζόντια πλευρά κάθε µικρού τετραγώνου (δηλαδή στην οριζόντια υποδιαίρεση της κλίµακας του χρόνου ). Στην εικόνα 2 η κάθετη ευαισθησία αντιστοιχεί σε Τ=1s. Ετσι η οριζόντια πλευρά κάθε τετραγώνου αντιστοιχεί σε 1 s και όλη η οθόνη αντιστοιχεί σε 10s. Με άλλα λόγια µια κουκίδα που εισέρχεται από τα αριστερά θα χρειατεί 10 δευτερόλεπτα για να διασχίσει όλη την οθόνη. Κάθετη ευαισθησία Ουσιαστικά αναφέρεται στη κλίµακα τάσης του παλµογράφου. Οπως φαίνεται στην εικόνα 2 η οθόνη του παλµογράφου είναι χωρισµένη σε τετράγωνα σταθερών διαστάσεων. Ετσι η

5 5 τιµή της κάθετης ευαισθησίας δείχνει την τάση που αντιστοιχεί στη κάθετη πλευρά κάθε µικρού τετραγώνου (δηλαδή στην κάθετη υποδιαίρεση της κλίµακας της τάσης ). Στην εικόνα 2 η κάθετη ευαισθησία του καναλιού Ι αντιστοιχεί σε 2V και του καναλιου ΙΙ σε 20 V. Ετσι για το κανάλι Ι η κάθετη πλευρά κάθε τετραγώνου αντιστοιχεί σε 2 V και όλη η οθόνη αντιστοιχεί σε 20V. Για το κανάλι ΙΙ όλη η οθόνη αντιστοιχεί σε 200V. Πρέπει να σηµειωθεί ότι όταν δουλεύουµε ταυτόχρονα και στα δύο κανάλια είναι δυνατή η χρήση διαφορετικής ευθαισθησίας για το κάθε κανάλι. Εικόνα 2. Οθόνη του Παλµογράφου

6 6 ΒΙΟΕΝΙΣΧΥΤΗΣ Ο βιοενισχυτής είναι ένα όργανο που χρησιµοποιείται για την συλλογή και την αύξηση τους σήµατος από διάφορες φυσιολογικές δραστηριότητες (π.χ. δυναµικά δράσης), ώστε αυτά να µπορούν να ανιχνευθούν από κατάλληλες συσκευές (π.χ. παλµογράφος). Οι καταγραφές που ενισχύονται µπορεί να είναι είτε εξωκυτταρικές είτε ενδοκυτταρικές. Κάθε βιοενισχυτής περιλαµβάνει µία είσοδο του σήµατος, έναν επιλογέα του επιπέδου ενίσχυσης και διάφορα φίλτρα που εµποδίζουν κάποιες ανεπιθύµητες συχνότητες (θόρυβοι σήµατος). Εικόνα 3. Βιοενισχυτές Οι βιονισχυτές που χρησιµοποιούνται στις ασκήσεις του µαθήµατος Φυσιολογία Ζώων φαίνονται στην εικόνα 3. Τα κύρια µέρη κάθε βιοενισχυτή είναι: Διακόπτης τροφοδοσίας: Ενεργοποιεί/απενεργοποιεί τη συσκευή. Επιλογέας ενίσχυσης: Ρυθµίζει πόσες φορές θα ενισχυθεί το εισερχόµενο σήµα. Είσοδος ενισχυτή: Είσοδος του σήµατος που καταγράφεται (π.χ. απόκριση του ισχιακού νεύρου). Εξοδος του ενισχυτή: Επιτρέπει τη µεταφορά του ενισχυµένου σήµατος στην κατάλληλη συσκευή ανάγνωσης (π.χ. παλµογράφος). Στους παραπάνω βιοενισχυτές υπάρχουν και δύο διακόπττες που ενεργοποιούν φίλτρα για ανεπιθύµητες ηλεκτροµαγνητικές συχνότητες,

7 7 ΔΙΕΓΕΡΤΗΣ Ο διεγέρτης είναι µία συσκευή η οποία παράγει ηλεκτρικούς παλµούς οι οποίοι χρησιµοποιούνται ώς ερεθίσµατα σε κύτταρα ή όργανα του σώµατος που έχουν την δυνατότητα διέγερσης. Σε κάθε ερέθισµα µπορούµε να καθορίσουµε την τάση, τη διάρκεια καθώς και τη συχνότητά του. Οι ηλεκτρικοί παλµοί είναι τετραγωνικοί (εικόνα 5). Επίσης υπάρχει η δυνατότητα να δίνουµε ένα και µόνο ερέθισµα ή συνεχόµενα ερεθίσµατα. Εικόνα 4. Διεγέρτες Οι διεγέρτες που χρησιµοποιούνται στις ασκήσεις του µαθήµατος Φυσιολογία Ζώων φαίνονται στην εικόνα 4. Τα κύρια µέρη κάθε διγέρτη είναι: Διακόπτης τροφοδοσίας: Ενεργοποιεί /απενεργοποιεί τη συσκευή. Διακόπτης επιλογής συχνότητας του ερεθίσµατος: Μας δίνει τα ερεθίσµατα που στέλνει ο διεγέρτης ανά δευτερόπλεπτο. Συνδυάζεται µε τον επόµενο διακόπτη. Διακόπτης επιλογής κλίµακας συχνοτήτων: Πολλαπλασίαζει την τιµή του προηγούµενου διακόπτη Χ τον επιλεγόµενο αριθµό (1,10...). Οθόνη συχνότητας του ερεθίσµατος: Δείχνει την συχνότητα του ερεθίσµατος ψηφιακά (µόνο στον τύπο SMG1). Διακόπτης επιλογής διάρκειας του ερεθίσµατος: Μας δίνει τη διάρκεια του ερεθίσµατος που στέλνει ο διεγέρτης. Συνδυάζεται µε τον επόµενο διακόπτη.

8 8 Διακόπτης επιλογής κλίµακας διάρκειας : Πολλαπλασίαζει την τιµή του προηχούµενου διακόπτη Χ τον επιλεγόµενο αριθµό (0.001, ). Διακόπτης επιλογής τάσης του ερεθίσµατος: Μας δίνει την τάση του ερεθίσµατος. Οθόνη τάσης του ερεθίσµατος: Δείχνει την τάση του ερεθίσµατος ψηφιακά (µόνο στον τύπο SMG1). Εξοδος του ερεθίσµατος: Από εδώ εξέρχονται οι ηλεκτρικοί πλαµοί (ερεθίσµατα). Συνδέεται µε τα διεγερτικά ηλεκτρόδια. Εξοδος σκανδαλισµού: Συνδέεται µε την αντίστοιχη θέση του παλµογράφου ώστε τα δύο όργανα να συντονίζονται. Στους διεγέρτες υπάρχουν επιπλέον διακόπτες που αφορούν στον τρόπο λειτουργίας (single, continuous, momentary ). Σε όλα τα πειράµατα αυτοί οι διακόπτες είναι στη θέση continuous. Εικόνα 5. Τετραγωνικός παλµός

9 9 Οδηγός χρήσης του λειτουργικού προγράµµατος για τον παλµογραφο HAMEG Συνδέουµε το διεγερτικό ηλέκτρόδιο στην έξοδο του διεγέρτη και το καταγραφικό ηλεκτρόδιο στην είσοδο του ενισχυτή. Ηδη έχουµε κάνει τις απαραίτητες συνδέσεις όλων των συσκευών που εµπλέκονται στην πειραµατική διαδικασία. Συνδέουµε στο νεύρο το διεγερικό και το καταγραφικό ηλεκτρόδιο σύµφωνα µε τις οδηγίες. Ανοίγουµε τον διεγέρτη (προσοχή ο διακόπτης της τάσης πρέπει να είναι στο 0), τον ενισχυτή και στο τέλος τον παλµογράφο. Προχωρούµε στην πειραµατική διαδικασία σύµφωνα µε τις οδηγίες του φυλλαδίου, µέχρι ότου πάρουµε ικανοποιητικό σήµα στην οθόνη του παλαµογράφου. Ρυθµίζουµε την κάθετη και οριζόντια ευθαισθησία του παλµογράφου ώστε η εικόνα να είναι η βέλτιστη. Μηδενίζουµε την τάση του διεγέρτη και είµαστε έτοιµοι να ρυθµίσουµε τον Η/Υ. Λήψη και αποθήκευση καταγραφών 1. Στην εικόνα της οθόνης επιλέγουµε config, 2. Επιλέγουµε autosearch και µόλις ο Η/Υ αναγνωρίσει τον παλµογράφο επιλέγουµε οκ. 3. Αρχίζουµε την εκάστοτε πειραµατική διαδικασία µέχρι να πάρουµε στον παλµογράφο ικανοποιητικό σήµα. Οταν είµαστε έτοιµοι πατάµε read. Στην οθόνη του Η/Υ εµφανίζεται η καταγραφή που έχουµε στην οθόνη του παλµογράφου. Στο πλαίσιο πάνω από την καταγραφή εµφανίζονται η οριζόντια και η κάθετη ευαισθησία του παλµογράφου.

10 10 4. Απο την επιλογή File επιλέγουµε Save (Προσοχή: αν δεν σώσουµε το αρχείο µας αυτό θα χαθεί όταν προχωρήσουµε στο επόµενο πείραµα). Αποθηκεύουµε το αρχείο και προχωρούµε στο επόµενο πείραµα ακολουθώντας τα στάδια 3 και 4. Οταν τελειώσουµε την πειραµατική διαδικασία γειώνουµε τον παλµογράφο. Επεξεργασία και εκτύπωση των καταγραφών 5. Απο την επιλογή File επιλέγουµε Load. Στο εµφανιζόµενο παράθυρο επιλέγουµε το αρχείο που θέλουµε να επεξεργαστούµε και πατάµε Οpen. Στην οθόνη θα εµφανιστεί η αντίστοιχη καταγραφή.

11 11 6. Μέτρηση της τάσης: Με το ποντίκι σέρνουµε τους 2 οριζόντιους δροµείς οθόνης (Στο σχήµα δέιχνονται µε κύκλο) και τους τοποθετούµε στις κατάλληλες θέσεις της καταγραφής. Στον πίνακα cursor θα εµφανιστεί η καταγραφείσα τάση. 7. Μέτρηση του χρόνου : Με το ποντίκι σέρνουµε τους 2 κάθετους δροµείς οθόνης (Στο σχήµα δέιχνονται µε βέλος) και τους τοποθετούµε στις κατάλληλες θέσεις της καταγραφής. Στον πίνακα cursor θα εµφανιστεί ο ζητούµενος χρόνος. Αυτές τις τιµές τις σηµειώνουµε 8. Εκτύπωση: Απο την επιλογή File επιλέγουµε Print. Στο εµφανιζόµενο παράθυρο πατάµε την επιλογή Print, και η καταγραφή µας εκτυπώνεται. 9. Επαναλαµβάνουµε τα βήµατα 5-9 για τις υπόλοιπες καταγραφές µας 10. Μετά το τέλος των εκτυπώσεων κλείνουµε το πρόγραµµα τον Η/Υ, και τις υπόλοιπες συσκευές της πειραµατικής διάταξης. Η σειρά είναι παλµογράφος, διεγέρτης και ενισχυτής.