2017年7月17日到20日我到青岛大学参加了中国生理学会生理学实验技术平台培训。通过培训,学习了新知识和新技术,开拓了视野,提升了业务能力和综合素质,同时也认识到了差距。现总结如下:
一、学习内容介绍
1、理论学习培训
(1)青岛大学脑科学研究所谢俊霞教授做了题为“帕金森病研究进展”;
(2)南京大学生科院王建军教授做了“下丘脑-小脑组胺能神经投射对小脑神经元活动和小脑环路运动调控”;
(3)中南大学湘雅医学院的罗自强教授做了“医学科研的基本策略和常见错误”;
(4)青岛大学基础医学院陈蕾教授做了“膜片钳技术”及其应用;
(5)成都泰盟公司黄总“现代机能学实验整体建设规划方案”;
(6)成都泰盟公司徐总做了“药理和行为学应用技术研究”等报告。
2、参观考察
青岛大学基础医学实验中心
3、观摩实验
演示实验:Langendorff心脏灌流;人体生理信号无线采集(血压、血氧、心电);大鼠海马神经元放电;血管环张力实验;VMC-100虚拟医学院展示等神经干动作电位引导;神经干兴奋传导速度的测定;减压神经放电;呼吸运动的调节;家兔胃肠电图的纪录;消化道平滑肌生理特性研究;影响尿生成的因素等。
二、学习体会
(一)医学科研的基本策略和常见错误
科研的基本程序:选题---提出假设;设计---提出方案;实验---理想成真;分析---挖掘信息;结论---理论深华。罗教授以大量的已发表论文的案例从以下几方面进行了论证,使人深受启发:
1、如何选题:创新的视角(另眼看世界),具体来说是在已有的知识经验上,突破习惯性思维的束缚,以新的思路和方法来思考解决问题。批判性思维(颠覆传统观念),如高血压是否需要治疗的问题;发散性思维(要想到所有可能);逆向思维(发现新的机制)。
2、如何设计:选择合适的研究对象,要有代表性;分解因素—析出单一因素;分层分组—体现待研究因素的量效关系;多种方法相互配合;注意实验体系的可靠性,要设计阳性对照和阴性对照。
3、注意实验中发现问题,对实验结果进行统计分析、信息挖掘,结果解释。
4、实验结果的解释:谨慎解释实验结果,特别注意结论的严谨。
(二)膜片钳技术及其应用
膜片钳技术是用微玻管电极(膜片电极或膜片吸管)接触细胞膜,以千兆欧姆以上的阻抗使之封接,使与电极尖开口处相接的细胞膜的小区域(膜片)与其周围在电学上分隔,在此基础上固定点位,对此膜片上的离子通道的离子电流(pA级)进行监测记录的方法。
1976年德国马普生物物理化学研究所Neher和Sakmann首次在青蛙肌细胞上用双电极钳制膜电位的同时,记录到ACh激活的单通道离子电流这一伟大的贡献,使Neher和Sakmann获得1991年度的诺贝尔生理学与医学奖。,从而产生了膜片钳技术。
膜片钳法的各种模式胞吸附式,其后又建立了膜内面向外和膜外面向内的模式。最近,又分别建立了开放的细胞吸附式膜内面向外和穿孔囊泡膜外面向外的模式。全细胞记录法是指在常规的方法的基础上,附加穿孔膜片的模式。膜片钳技术的作用如下:
(1)膜片钳技术在通道研究中的重要作用
(2)与药物作用有关的心肌离子通道
(3)对离子通道生理与病理情况下作用机制的研究
(4)对单细胞形态与功能关系的研究
(5)对药物作用机制的研究
(6)在心血管药理研究中的应用
(7)创新药物研究与高通量筛选
(8)在神经科学中的应用
(三)常见药理和行为学仪器产品技术应用介绍
1、学习记忆类:Morris水迷宫,八臂迷宫,跳台仪,避暗仪,Y迷宫,T迷宫,Barnes迷宫,水迷路
2、镇痛类:光热尾痛仪,压痛仪,热板仪,足底光刺痛仪,双足平衡测试仪
3、药物成瘾研究:条件位置偏爱仪,旋转仪
4、消炎类:足趾容积仪
5、疲劳类:转棒仪,跑步机
6、抗抑郁、抗焦虑类:高架十字迷宫,高架零迷宫,悬尾仪,开场活动实验(OpenField)
7、帕金森研究:转圈实验
8、条件反射,恐惧诱导类:场景恐惧实验
(四)虚拟仿真实验教学
开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设,提高高校实验教学信息化水平。
利用虚拟现实技术,在多媒体计算机上建立虚拟实验室,学习者便可以身临其境般地操作虚拟仪器,操作结果可以通过仪表显示反馈给学生。这种实验既不消耗器材,也不受场地等外界条件限制,可重复操作,直至得出满意结果,改变了传统演示实验的教学模式,有效地解决了实验条件与实验效果之间的矛盾。其优势表现在
1、提升教学效果。逼真立体的表现形式可以让抽象的实验过程形象逼真地演示出来,教师可结合实际的教学需求,最大限度地发挥虚拟元器件资源的优势,
2、完成不可能的实验:辅助教师进行课堂演示实验、如复杂实验、危险性实验、反应周期过长的实验等,可以安全、直观地展示出来。
3、增强课堂趣味性。借助对多媒体(音频、视频、图像)技术、虚拟仿真技术、传感技术、输入输出技术构建了一种高度虚拟现实仿真的实验教学环境,使学习者体验置身其中的感觉,能够实现互动实验教学,能最大限度地激发学生的自主实验兴趣,有助于发展学生的构建思维,具有独特的实验教学的实践作用
4、丰富课堂教学形式:虚拟仿真教学的出现不会再出现实验无法完成和只靠教师一张嘴进行讲解的情况。他突破了实验教学对客观条件的依赖性,满足实际的课堂教学需要,逐步成为老师得力的实验制作工具。
在虚拟仿真实验教学资源的建设中,以培养学生综合设计和创新能力为出发点,依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术,本着“虚实结合、相互补充、能实不虚”的建设思路,建设虚拟仿真实验教学资源项目,以拓展学生实践领域、丰富教学内容。
口腔医学院 哈建利
2017.10.10