刺激与兴奋

刺激、兴奋的概念由于研究方法的演变而有所变化。在用记纹鼓记录、以肌肉收缩高度为指标的时代，引起可兴奋组织产生各自固有的活动如神经传导、肌肉收缩以及腺体分泌就叫做兴奋。可引起上述反应的动因叫做刺激。由于现代电生理的产生，发展到以电现象为指标，乃使刺激、兴奋的概念从动作电位的产生和发展过程来加以考虑，结果认为刺激达到一定程度，动作电位迅速上升而产生锋电位，这就是兴奋、使细胞膜去极化而引起兴奋的动因就叫做刺激。神经、肌肉、腺细胞等可兴奋组织在接受刺激后能产生兴奋的特性（或能力）称兴奋性。生理学讲的就是刺激与兴奋的关系。就机体整体来说，在神经系统的调控和体内一些化学调节等因素的影响下可引起一系列从简单到复杂的生命现象。
刺激有种类、性质、强弱等等之分，而兴奋的大小又与个体、器官、组织乃至细胞等接受刺激对象的功能状态有关。刺激可分为电刺激、机械刺激、化学刺激、温度刺激等种类。在生理实验中多用电刺激，因它易于选择刺激强度、刺激持续时间等。而且多次反复应用也不致使接受刺激的神经肌肉等组织受到损伤。
刺激强弱与兴奋大小 为了引起兴奋所需要的最小刺激强度，叫做刺激阈（或强度阈）。在神经干或肌肉上随着刺激强度的增强其兴奋加大，表现为动作电位的振幅加大或肌肉收缩增高，但刺激达到一定强度后，再加强刺激强度兴奋也不再加大，这个刺激强度称为最大刺激。在单一神经或肌肉纤维则达到刺激阈后虽再加强刺激，兴奋也不加大，叫做全或无定律。
极兴奋及电紧张 应用电刺激时，通电时在阴极处，断电时在阳极处产生兴奋，叫做极兴奋法则。通电期间阴极及其附近兴奋性升高，阳极及其附近兴奋性降低，这叫做电紧张变化，阴极及阳极处的兴奋性变化分别叫做：阴极电紧张变化和阳极电紧张变化。通电时间较长则阴极处兴奋性反而降低，叫做阴极抑制。神经通电时，不仅产生兴奋性变化，而且在电极两侧产生电流，它的方向和通过该部分的电流相反，叫做电紧张电流。在通电的两电极间放上一对电极可以记录到电位差，叫做电紧张电位。如果通电是矩形波则在通电时指数上升，断电时指数下降，离通电电极越近电紧张电位也越大。电紧张电位的幅度和细胞膜电阻rm成正比。它的指数上升坡度特别在刚开始上升时只是由于细胞膜电容Cm所决定。rm×Cm=τ,τ是膜时间常数，这个时间常数正相当于电紧张电位上升到它的幅度的63%的时间。
不应期及恢复曲线 刺激神经使之兴奋，以后再在各种间隔的情况下给以第二个刺激，可以观察到兴奋开始后兴奋性降低，第二个刺激间隔太短就不产生兴奋，稍稍延长则可产生兴奋，但兴奋较小，这一时期叫做不应期。第二个刺激如何强也不能引起兴奋的时期叫做绝对不应期，比正常时强的刺激可以引起兴奋的时期叫做相对不应期。前者约为2～3ms，后者要再长几个毫秒（蛙）。在此以后还有一个兴奋性超过正常的时期叫做超常期，然后恢复正常。描记接受刺激产生兴奋后，从兴奋性降低到恢复这一过程的曲线，叫做恢复曲线。绝对不应期大体上落在发放锋电位的时期，在相对不应期时第二个刺激引起的锋电位较低，在超常期时第二个刺激的锋电位如常。