Агальна характеристика електричного подразнення біологічних об'єктів. Електростимулятори і подразні електроди

У фізіологічних дослідженнях для стимуляції біологічних об'єктів найчастіше використовують електричний подразник, який має явні переваги порівняно з подразниками іншої енергетичної природи.

Електричний подразник є адекватним для збудливих клітин. Він пошкоджує їх лише у разі дуже великої своєї сили, яка набагато перевершує силу, достатню для їх збудження. Це дозволяє під час електричного подразнення біологічних об'єктів у широкому діапазоні змінювати силу подразника, не боючись спричинити травму.

За допомогою електростимулягорів легко змінювати частоту повторення подразних електричних імпульсів (імпульсів струму або напруги), тривалість серії цих імпульсів, а також всі параметри окремого імпульсу (полярність імпульсу, його амплітуду, тривалість і швидкість наростання), які визначають ефективність його дії на збудливі структури організму.

В фізіологічних дослідах, щоб оцінити силу електричного подразнення «за струмом», використовують «генератори струму». Вони мають дуже великий внутрішній опір (порівняно з тканинами). Таким чином, зміна опору тканин протягом експерименту не впливає на силу подразного струму. Для оцінки сили електричного подразнення «за напругою» використовують «генератори напруги», у яких досить малий внутрішній опір.

Подразними електродами можуть служити дротики або пластинки, виготовлені з неокислюваного металу (ніхром, нержавіюча сталь, срібло та ін.).

Під час дії на біологічні об'єкти постійного струму металеві електроди швидко поляризуються, що спотворює ефект подразнення. Тому під час роботи з постійним струмом користуються електродами, які не поляризуються. Вони виготовлені з металу, який попередньо занурювався у насичений розчин його ж солі.

Електроди, які поміщають на поверхні подразнюваних нервів і м'язів або шкіри, звичайно мають плоску або сферичну форму. 3анурювані електроди, які вводять у середину нервів і м'язів, мають вигляд голки. Мікроелектроди для внутрішньоклітинного подразнення нервових і м'язових волокон являють собою скляний капіляр діаметром 2—3 мм, один кінець якого при нагріванні витягують так, щоб його діаметр був не більше мікрона. Порожнину капіляра заповнюють концентрованим 3 % розчином калію хлориду, в який занурюють хлоровану срібну дротину.

Важливою характеристикою електродів різного призначення і типу є їх розмір (площа їх робочої поверхні). Що більша площа подразного електрода, то меншою буде густина силових ліній, тобто напруга електричного поля у ділянці біологічного об'єкту, на якій розташований електрод, і слабкішою стимулююча дія на об'єкт, що подразнюється. На цій закономірності грунтується метод уніполярного (однополюсного) подразнення.

При біполярному способі подразнення біологічних об'єктів обидва електроди мають робочі поверхні з однаковою площею. При уніполярному способі подразнення один електрод має невелику, а другий у багато разів більшу площу робочої поверхні.

Внутрішньоклітинне подразнення нервових і м'язових волокон здійснюють уніполярним способом, а позаклітинне може бути як уніполярним, так і біполярним.