道路交通事故带来的人员伤残问题一直是国内外研究者关注的焦点。每年全球有数以千万计人因交通事故而至残。交通事故引起的颅脑损伤己成为严重威胁人类健康的主要原因之一,颅脑损伤也是交通事故中致死、致残的主要原因。由于可以用于实验的、规则的脑组织样本难以获得,即使经切割获得的样本也难以保证健康性、完整性和一致性。同时考虑到神经组织病生理存在相似性,故本文采用大鼠坐骨神经为研究对象。课题致力于研究交通事故中脑组织因应变/应变率加载导致的神经原发性功能性损伤。课题以SD大鼠坐骨神经为研究对象,基于力电效应,逐级递进地对表征神经功能特性的神经电信号进行时域、频域、时频域三个方面的分析。研究神经纤维在不同应变/应变率作用下的神经功能性损伤机制,为下一步探索神经功能性损伤耐受指标的制定提供数据基础。课题主要研究内容及结论如下:1)构建大鼠坐骨神经力学损伤及电学检测模型。以现有的力电效应平台为基础,根据实验参数,确定应变/应变率加载方法。根据已知的有限元仿真实验获得不同车速下车-人碰撞时脑组织最大应变/应变率,选取几组典型应变/应变率值加载至大鼠坐骨神经上,对损伤前后的神经进行近端刺激的同时,检测获取远端神经复合动作电位。2)对相关边界条件进行探索。由于测量复合神经动作电位时的电极间距会对结果产生影响,所以通过实验筛选出了电极间最优的距离。由于在实验中为了使神经前后两次放入屏蔽盒的位置保持一致,采用亚甲蓝标记物对神经干的电极放置位置进行染色,因此补充探究了亚甲蓝标记物对神经干复合动作电位的影响。结论:离体记录大鼠坐骨神经CNAP的电极间距应设置为:刺激-刺激电极之间距离为0.5cm;刺激-记录电极之间距离为1cm;记录-记录电极之间距离为1.5cm。采用亚甲蓝标记物对神经干的电极放置位置进行染色,亚甲蓝染色物对于CNAP几乎无影响。3)根据已知的车-人碰撞有限元仿真实验数据,选取在三个既定应变即6%、9%、12%的情况下,分别对神经施加20s-1、30s-1、40s-1应变率,共9组应变/应变率致伤参数对神经进行损伤,研究了复合神经动作电位在损伤前后的信号变化情况。并且将损伤前后的复合神经动作电位分别放在时域、频域、时频域上进行了分析。最后对应变应变率乘积与神经复合动作电位波幅下降的关系进行了探索研究。结论:时域上,在相同应变条件下,随着应变率的增加,波幅下降比例越大,时程增多比例越大,传导速度下降比例越大。在频域上,1k Hz截止频率以内,损伤后的CNAP频谱向低频段偏移。牵拉损伤后频谱峰值降低,峰值处对应的频率也有相应的降低。且损伤后的CNAP低频成分的占比增大。在时频域上,损伤后的CNAP高频信号作用时间明显降低,低频信号作用的时间明显增长。实验结果表明,神经损伤后CNAP信号在时域、频域、以及时频域上均有明显的变化。神经牵拉损伤除了与应变有关,还与应变率有关,随着应变、应变率的增加,神经功能丧失程度也逐步增加。4)将应变应变率乘积与神经复合动作电位损伤前后的波幅下降比经Logistic函数拟合成一条曲线,并得到相应的数学关系式。实验表明,应变应变率乘积与复合动作电位幅值下降比率存在一定关系。5)将采用牛蛙坐骨神经与大鼠坐骨神经为不同研究对象所得到的实验结果进行对比分析。结论:首先,大鼠作为哺乳动物,其突触为含递质的化学突触,与牛蛙的电突触类型不一样。第二,牛蛙的腿部较大鼠的腿部而言相对的来说更为发达,获取的牛蛙坐骨神经干样本较长。第三,在测量牛蛙的复合动作电位时,记录-记录电极的间距为2.5cm;而在测量大鼠的复合动作电位时,记录-记录电极的间距为1.5cm。第四,以一定的应变应变率对神经干进行损伤时,牛蛙的复合神经动作电位的幅值、时程、传导速度的变化小于大鼠坐骨神经复合神经动作电位的变化。第五,将应变与应变率乘积与损伤前后的波幅下降比例经Logistic函数拟合成曲线,二者的曲线存在很大的差异,且在小应变/应变率损伤时,牛蛙的坐骨神经经牵拉损伤后其波幅有小幅度的上升,在以大鼠坐骨神经为研究对象的实验中尚未发现这种现象。综上所述,本文建立了SD大鼠坐骨神经牵拉损伤及力电效应模型,初步探索了神经损伤力学参数与神经复合动作电位变化的关系。通过将应变应变率乘积这样的典型的用来衡量生物组织器官损伤风险的粘性准则,与神经复合动作电位损伤前后的波幅下降比例进行Logistic曲线拟合,初步建立了损伤的数学模型,可以更好地表征神经功能性损伤程度与受载应变应变率乘积之间的关系,有助于碰撞生物力学研究向神经功能性损伤领域的拓展,可为探索神经功能性损伤耐受指标的制定提供实验数据支持,为进一步探讨交通伤害的生物力学机制提供实验基础和数据支持。