神經視覺生理ppt課件

1、第二節(jié)第二節(jié) 視視 覺覺q 人腦獲取的外界環(huán)境的信息，人腦獲取的外界環(huán)境的信息，95%95%以上來自視覺。以上來自視覺。q 人眼的適宜刺激：波長人眼的適宜刺激：波長 370-740nm 370-740nm 電磁波可見光電磁波可見光q 分辨亮度、色澤分辨亮度、色澤q 眼球的構造眼球的構造一、眼的折光系統及其調理一、眼的折光系統及其調理一眼的折光系統的光學特性一眼的折光系統的光學特性一系列折光體，折光率和曲率半徑均不同一系列折光體，折光率和曲率半徑均不同主焦點在視網膜上，平行光線發(fā)光點在主焦點在視網膜上，平行光線發(fā)光點在6m6m以以外不用調理正好成像在網膜上。外不用調理正好成像在網膜上。眼的分辨才

2、干取決于：眼的分辨才干取決于： 1. 1. 物體光線的強弱，極限是必需引起感光物體光線的強弱，極限是必需引起感光細胞的興奮。細胞的興奮。 2. 2. 物體在網膜上成像的大小，其極限是物體在網膜上成像的大小，其極限是 感光細胞的直徑。感光細胞的直徑。二眼內光的折射與簡化眼二眼內光的折射與簡化眼一系列折光體，折光率和曲率半徑均不同。角一系列折光體，折光率和曲率半徑均不同。角膜占膜占80%80%。主焦點在視網膜上，平行光線發(fā)光點在主焦點在視網膜上，平行光線發(fā)光點在6m6m以以外不用調理正好成像在網膜上。外不用調理正好成像在網膜上。簡化眼：正常眼的等效光學模型，簡單但折光簡化眼：正常眼的等效光學模型，

3、簡單但折光效果一樣效果一樣q 視力視敏度，視力視敏度，visual acuity): visual acuity): 眼能看清的眼能看清的物體的大小的極限。網膜像物體的大小的極限。網膜像 5 5 m (m (中央凹中央凹處視錐細胞的平均直徑。處視錐細胞的平均直徑。q 視力表視力表: : 正常眼的分辨才干為視角正常眼的分辨才干為視角1 1分度分度11。即能看清物象視角為。即能看清物象視角為1 1分度的物體的分度的物體的眼睛為正常眼。距眼睛為正常眼。距5m5m處視力表上標明視力為處視力表上標明視力為1.01.0的的 E E 字，其筆畫之間的空隙的寬度的視角為字，其筆畫之間的空隙的寬度的視角為11，

4、此時如能看清，那么視力為，此時如能看清，那么視力為1.01.0三眼的調理三眼的調理accommodation)accommodation)1. 1. 晶狀體的調理晶狀體的調理 看遠物看遠物 看近物看近物 腱狀肌松弛腱狀肌松弛 腱腱狀肌收縮狀肌收縮 懸韌帶緊張懸韌帶緊張 懸懸韌帶松弛韌帶松弛 晶狀體扁平晶狀體扁平 晶晶狀體變凸狀體變凸 折光才干降低折光才干降低 折折光才干增高光才干增高 不需調理，成像在網膜上不需調理，成像在網膜上 物象前移，物象前移，成像在網膜上成像在網膜上腱狀肌收縮，松弛腱狀小帶腱狀肌收縮，松弛腱狀小帶 晶狀體調理的反射過程：晶狀體調理的反射過程： 視近物視近物 模糊圖象到達

5、視皮層模糊圖象到達視皮層 下行激動經錐體束中的皮層中腦束下行激動經錐體束中的皮層中腦束 中腦正中核中腦正中核 動眼神經中副交感節(jié)前纖維的有關核動眼神經中副交感節(jié)前纖維的有關核團團 睫狀神經節(jié)睫狀神經節(jié) 腱狀肌環(huán)形肌收縮，懸韌帶松弛腱狀肌環(huán)形肌收縮，懸韌帶松弛 晶狀體變凸，折光才干加強晶狀體變凸，折光才干加強q 近點近點near point of vision): near point of vision): 晶狀體作最大調理晶狀體作最大調理后眼能看清物體的最近間隔。后眼能看清物體的最近間隔。q 近點隨年齡增長而延伸：近點隨年齡增長而延伸：8 8歲：歲：8.6cm; 208.6cm; 20歲：歲

6、：10.4cm; 6010.4cm; 60歲：歲：83.3cm83.3cmq 2. 2. 瞳孔的調理瞳孔的調理q 正常人瞳孔直徑變動范圍：正常人瞳孔直徑變動范圍：1.5-8mm1.5-8mmq 瞳孔調理反射：看近物時雙側瞳孔減少，看遠物時瞳孔調理反射：看近物時雙側瞳孔減少，看遠物時雙側瞳孔散大。雙側瞳孔散大。q 瞳孔對光反射互感性對光反射：強光時雙側瞳瞳孔對光反射互感性對光反射：強光時雙側瞳孔減少，弱光時雙側瞳孔散大?？诇p少，弱光時雙側瞳孔散大。 瞳孔對光反射過程：瞳孔對光反射過程： 強光照射視網膜強光照射視網膜 視神經視神經 中腦頂蓋前區(qū)換元中腦頂蓋前區(qū)換元 雙側動眼神經核雙側動眼神經核 動

7、眼神經副交感纖維傳出動眼神經副交感纖維傳出 瞳孔括約肌收縮瞳孔括約肌收縮 瞳孔減少瞳孔減少 3. 3. 雙眼球會聚輻輳反射雙眼球會聚輻輳反射 當雙眼凝視近物時，兩眼內直肌反射性收縮，當雙眼凝視近物時，兩眼內直肌反射性收縮，使兩眼球內收，視軸向鼻側靠攏，其意義是使雙眼使兩眼球內收，視軸向鼻側靠攏，其意義是使雙眼看近物時物體成像在兩眼視網膜的對稱點上，防止看近物時物體成像在兩眼視網膜的對稱點上，防止復視。復視。房水和眼內壓房水和眼內壓 房水指充盈于眼的前后房中的液體。蛋白低，房水指充盈于眼的前后房中的液體。蛋白低，HCO3-HCO3-高。高。 房水循環(huán)：睫狀體脈絡膜生成房水機制不清房水循環(huán)：睫狀體

8、脈絡膜生成房水機制不清后房后房瞳孔瞳孔前房前房前房角前房角鞏膜靜脈竇。鞏膜靜脈竇。 眼內壓：我國成人正常值：眼內壓：我國成人正常值：2.27-3.2kPa (17-2.27-3.2kPa (17-24mmHg)24mmHg)。 青光眼：房水循環(huán)妨礙。青光眼：房水循環(huán)妨礙。四四 眼的折光才干和調理才干異常眼的折光才干和調理才干異常正視眼正視眼: : 即正常眼，眼的折光才干正常，平行光線不即正常眼，眼的折光才干正常，平行光線不需調理就可聚焦到網膜上，間隔不小于近點的物體需調理就可聚焦到網膜上，間隔不小于近點的物體經過眼的調理也能在網膜上構成明晰的像。經過眼的調理也能在網膜上構成明晰的像。非正視眼：

9、眼的折光才干異常，或眼球形狀異常，平非正視眼：眼的折光才干異常，或眼球形狀異常，平行光不能在安靜未調理的眼的網膜上聚焦。包括三行光不能在安靜未調理的眼的網膜上聚焦。包括三種：種：近視近視myopia): myopia): 眼球前后徑過長軸性近視眼球前后徑過長軸性近視 折光系統的折光才干過強屈光性近視折光系統的折光才干過強屈光性近視 平行光線被聚焦在視網膜的前方平行光線被聚焦在視網膜的前方近視眼的特點：近點小于正視眼；看近物清楚，看遠物近視眼的特點：近點小于正視眼；看近物清楚，看遠物不清楚。不清楚。糾正方法：凹透鏡糾正方法：凹透鏡2. 2. 遠視遠視hyperopia): hyperopia):

10、 眼球前后徑過短軸性遠視眼球前后徑過短軸性遠視 折光系統的折光才干太弱屈光性遠視折光系統的折光才干太弱屈光性遠視 平行光線被聚焦在視網膜的后方平行光線被聚焦在視網膜的后方近視眼的特點：近點小于正視眼；看遠物和近物均不清近視眼的特點：近點小于正視眼；看遠物和近物均不清楚楚糾正方法：凸透鏡糾正方法：凸透鏡3. 3. 散光散光astigmatism): astigmatism): 角膜外表不呈正球面不同方位曲率半徑不等角膜外表不呈正球面不同方位曲率半徑不等 或晶狀體外表曲率異?；蚓铙w外表曲率異常 平行光線進入眼內不能構成焦點，而構成焦線平行光線進入眼內不能構成焦點，而構成焦線 視物不清或物像變形視

11、物不清或物像變形散光眼糾正方法：柱面鏡散光眼糾正方法：柱面鏡二、視網膜的構造和兩種感光換能系統二、視網膜的構造和兩種感光換能系統 視覺的構成：包括物理、化學、認識、心視覺的構成：包括物理、化學、認識、心思、哲學范疇思、哲學范疇一視網膜的構造特點一視網膜的構造特點 透明的神經組織膜，厚透明的神經組織膜，厚0.1-0.5mm0.1-0.5mm，1010層層簡化為簡化為4 4層層色素上皮層外層：來源非神經組織，血供色素上皮層外層：來源非神經組織，血供來自脈絡膜來自脈絡膜 功能：屏障、支持、吞噬、包被功能：屏障、支持、吞噬、包被多巴胺受體多巴胺受體感光細胞層：視桿細胞、視錐細胞光感受細感光細胞層：視桿

12、細胞、視錐細胞光感受細胞胞 雙極細胞層：雙極細胞層：神經節(jié)細胞層：神經節(jié)細胞層： 視網膜縱向聯絡：四層細胞視網膜縱向聯絡：四層細胞視網膜橫向聯絡：程度細胞、無長突細胞視網膜橫向聯絡：程度細胞、無長突細胞 色素上皮色素上皮 外網狀層外網狀層 視桿細胞、視錐細胞視桿細胞、視錐細胞 網間細網間細胞胞 程度細胞程度細胞 內網狀層內網狀層 雙極細胞雙極細胞 無長突細胞無長突細胞 神經節(jié)細胞層神經節(jié)細胞層q 視網膜細胞之間的兩類突觸：視網膜細胞之間的兩類突觸： 化學突觸化學突觸q 電突觸電突觸q 盲點盲點blind spot)blind spot)：在視乳頭部位，黃斑向鼻側：在視乳頭部位，黃斑向鼻側3mm

13、3mm處，直徑處，直徑1.5mm1.5mm，無感光細胞分布，單眼視物時，無感光細胞分布，單眼視物時有盲點。有盲點。q 黃斑：中央凹及其周圍很小區(qū)域，有視錐細胞，黃斑：中央凹及其周圍很小區(qū)域，有視錐細胞，無視桿細胞，有最高的視敏度。無視桿細胞，有最高的視敏度。q 二視網膜的兩種感光換能系統二視網膜的兩種感光換能系統1. 1. 視桿系統晚光覺系統視桿系統晚光覺系統 由視桿細胞由視桿細胞rods) rods) 和與它們相聯絡的雙極細和與它們相聯絡的雙極細胞、神經節(jié)細胞等組成，對光的敏感性高，能感受胞、神經節(jié)細胞等組成，對光的敏感性高，能感受弱光，但分辨率低，無色覺。弱光，但分辨率低，無色覺。 2.

14、2. 視錐系統晝光覺系統視錐系統晝光覺系統 由視錐細胞由視錐細胞cones) cones) 和與它們相聯絡的雙極細和與它們相聯絡的雙極細胞、神經節(jié)細胞等組成，對光的敏感性低，只能感胞、神經節(jié)細胞等組成，對光的敏感性低，只能感受強光，但但分辨率高，有色覺。受強光，但但分辨率高，有色覺。外段：視色素外段：視色素內段：細胞器內段：細胞器胞體：細胞核胞體：細胞核終足：突觸終足：突觸證明兩種相對獨立的感光換能系統存在的主要根據：證明兩種相對獨立的感光換能系統存在的主要根據：分布不同分布不同 視桿細胞視桿細胞 - - 外圍多外圍多視錐細胞視錐細胞 - - 中央多，中央凹處只需視錐細胞中央多，中央凹處只需視

15、錐細胞 2 2聯絡方式不同聯絡方式不同 視桿系統視桿系統 高度會聚：高度會聚： 多個多個250250視桿細胞視桿細胞幾個雙極細胞幾個雙極細胞一個神經一個神經節(jié)細胞節(jié)細胞 特點：分辨才干低，總和特點：分辨才干低，總和 視錐系統視錐系統 低度會聚，無會聚單線聯絡，輻低度會聚，無會聚單線聯絡，輻散式散式 特點：分辨才干高特點：分辨才干高3 3種系差別：種系差別： 只在白晝活動的動物爬蟲類，雞等僅有視錐細只在白晝活動的動物爬蟲類，雞等僅有視錐細胞而無視桿細胞；只在夜間活動的動物貓頭鷹等胞而無視桿細胞；只在夜間活動的動物貓頭鷹等僅有視桿細胞而無視錐細胞。僅有視桿細胞而無視錐細胞。 4 4視色素不同：視色

16、素不同： 視桿細胞只需一種視色素，即視紫紅質視桿細胞只需一種視色素，即視紫紅質rhodopsin)rhodopsin) 視錐細胞含有三種視色素，分別對紅、綠、藍三種視錐細胞含有三種視色素，分別對紅、綠、藍三種光敏感，符合色覺的三原色學說光敏感，符合色覺的三原色學說三、視桿細胞的感光換能機制三、視桿細胞的感光換能機制 1919世紀末發(fā)現視紫紅質，暗處呈紫紅色，世紀末發(fā)現視紫紅質，暗處呈紫紅色，其吸收光譜根本上和晚光其吸收光譜根本上和晚光覺對光譜不同部分的敏感性曲線一致。覺對光譜不同部分的敏感性曲線一致。一視紫紅質的光化學反響及其代謝一視紫紅質的光化學反響及其代謝人的暗視覺與視桿細胞的視紫紅質的光

17、化學反人的暗視覺與視桿細胞的視紫紅質的光化學反響有直接關系：響有直接關系： 一切的視桿細胞中都發(fā)現了同樣的視一切的視桿細胞中都發(fā)現了同樣的視紫紅質，它對藍光有最大的吸收才干，而這紫紅質，它對藍光有最大的吸收才干，而這與人眼對弱光下對藍綠光波長與人眼對弱光下對藍綠光波長500nm500nm覺覺得最亮堂不是覺得到了藍綠色的現實相得最亮堂不是覺得到了藍綠色的現實相一致。一致。 視紫紅質的組成：視紫紅質的組成： 視蛋白視蛋白opsin) + opsin) + 視黃醛視黃醛retineneretinene，11-11-順視黃順視黃醛醛 視蛋白的特點：與視蛋白的特點：與G G蛋白耦聯受體家族的分子構造類蛋

18、白耦聯受體家族的分子構造類似似 7 7個跨膜區(qū)個跨膜區(qū) 與與受體的氨基酸序列有顯著同源受體的氨基酸序列有顯著同源性性 視黃醛由維生素視黃醛由維生素A A在酶的作用下氧化生成在酶的作用下氧化生成 視紫紅質的光化學反響：視紫紅質的光化學反響： 光照光照 視紫紅質視紫紅質 視蛋白視蛋白 + + 視黃醛全反型視黃醛全反型 視蛋白構象改動視蛋白構象改動 視桿細胞感受器電位視桿細胞感受器電位 一個光量子一個光量子 11-11-順視黃醛順視黃醛全反型視黃醛全反型視黃醛 11-順視黃醛順視黃醛 光照光照全反型視黃醛全反型視黃醛全反型視黃醛全反型視黃醛 異構酶異構酶 11-順視黃醇順視黃醇 11-順視黃醛順視黃

19、醛視桿細胞視桿細胞色素上皮細胞色素上皮細胞 異構酶異構酶暗光處暗光處 11-順視黃醛順視黃醛 光照光照全反型視黃醛全反型視黃醛全反型視黃醛全反型視黃醛 全反型視黃醇全反型視黃醇維生素維生素A 異構酶異構酶 11-順視黃醇順視黃醇 11-順視黃醛順視黃醛視桿細胞視桿細胞色素上皮細胞色素上皮細胞全反型視黃醛轉變?yōu)槿葱鸵朁S醛轉變?yōu)?1-順視黃醛的另一種途徑：順視黃醛的另一種途徑： 強光強光視紫紅質合成視紫紅質合成 視紫紅質分解視紫紅質分解 弱光弱光q 強光下視紫紅質幾乎全被分解，視桿細胞感光功能強光下視紫紅質幾乎全被分解，視桿細胞感光功能喪失，感光由視錐細胞替代。喪失，感光由視錐細胞替代。q 暗順

20、應：視紫紅質的分解速度比合成速度快得多，暗順應：視紫紅質的分解速度比合成速度快得多，人由強光環(huán)境忽然進入暗環(huán)境時，視覺暫時喪失，稱暗人由強光環(huán)境忽然進入暗環(huán)境時，視覺暫時喪失，稱暗順應。順應。q 主要緣由是視紫紅質來不及充分合成。主要緣由是視紫紅質來不及充分合成。q 夜盲癥：長期維生素夜盲癥：長期維生素A缺乏，不能及時補充視紫紅缺乏，不能及時補充視紫紅質光化學反響過程中喪失的視黃醛。質光化學反響過程中喪失的視黃醛。二視桿細胞外段的超微構造和感受器電位的產生二視桿細胞外段的超微構造和感受器電位的產生視桿細胞外段的構造視桿細胞外段的構造視盤視盤光電轉換部位。光電轉換部位。人：人：10001000視

21、盤視盤/ /視桿細胞，每個視盤有視紫紅質視桿細胞，每個視盤有視紫紅質100100萬個。萬個。視桿細胞外段較長，可以對更大角度的入射光線起反響。視桿細胞外段較長，可以對更大角度的入射光線起反響。視桿細胞對光的反響比視錐細胞慢，有利于光反響總和，視桿細胞對光的反響比視錐細胞慢，有利于光反響總和，視網膜能覺察出單個光量子。視網膜能覺察出單個光量子。視桿細胞靜息電位較?。阂晽U細胞靜息電位較?。?30mV -40mV-30mV -40mV， 不能產生動不能產生動作電位。作電位。 外段靜息鈉內流，內段鈉泵繼續(xù)活動，以維持膜內外段靜息鈉內流，內段鈉泵繼續(xù)活動，以維持膜內外外Na+Na+平衡。平衡。光照光照感

22、光細胞視桿、視錐細胞超級化超級化型感光細胞視桿、視錐細胞超級化超級化型感受器電位感受器電位視桿細胞外段膜超級化型感受器電位的產活力制：視桿細胞外段膜超級化型感受器電位的產活力制： 視紫紅質光受體吸收光子視紫紅質光受體吸收光子 11- 11-順視黃醛順視黃醛全反型視黃醛全反型視黃醛 變視紫紅質變視紫紅質IIII 傳送蛋白傳送蛋白GtGt 磷酸二脂酶磷酸二脂酶 cGMP cGMP Na+ Na+通道開放通道開放 超級化型感受器電位超級化型感受器電位 超級化型感受器電位的反響環(huán)路：超級化型感受器電位的反響環(huán)路： 弱光弱光 Na+ Na+通道開放通道開放 Ca2+ Ca2+內流添加內流添加 - - 磷

23、酸二脂酶磷酸二脂酶 + + Ca2+ Ca2+內流減少內流減少 強光強光 Na+ Na+通道封鎖通道封鎖四、視錐系統的換能和顏色視覺四、視錐系統的換能和顏色視覺 三種視錐色素，分別存在于三種視錐細胞外三種視錐色素，分別存在于三種視錐細胞外段中。段中。 三種視錐色素都含有同樣的三種視錐色素都含有同樣的11-11-順視黃醛，只順視黃醛，只是視蛋白分子構造有微小差別，后者決議了是視蛋白分子構造有微小差別，后者決議了其結合的視黃醛的光敏感波長。其結合的視黃醛的光敏感波長。 視錐細胞具有區(qū)分顏色的才干視錐細胞具有區(qū)分顏色的才干 顏色視覺是一種復雜的物理心思景象，視覺顏色視覺是一種復雜的物理心思景象，視覺

24、是一種客觀覺得。是一種客觀覺得。 人眼可分辨約人眼可分辨約150150種顏色，波長介于種顏色，波長介于400-400-750nm750nm。波長差。波長差3-5nm3-5nm，即為不同顏色。，即為不同顏色。 不是一種視錐細胞針對一種顏色，現只發(fā)現不是一種視錐細胞針對一種顏色，現只發(fā)現三種視錐細胞，分別三種視錐細胞，分別 對紅、綠、藍光敏感。對紅、綠、藍光敏感。三原色學說三原色學說該學說以為視網膜分布有三種視錐細胞，分別含該學說以為視網膜分布有三種視錐細胞，分別含有對紅、綠、藍光敏感的視色素；當某一波長有對紅、綠、藍光敏感的視色素；當某一波長的光線作用于視網膜時，以一定的比例使三種的光線作用于視

25、網膜時，以一定的比例使三種視錐細胞分別產生不同程度的興奮，在中樞產視錐細胞分別產生不同程度的興奮，在中樞產生某一種顏色的覺得。生某一種顏色的覺得。 三原色學說的證據三原色學說的證據用細小單色光逐個檢查在體視錐細胞，發(fā)現有三用細小單色光逐個檢查在體視錐細胞，發(fā)現有三種類型，其吸收峰值種類型，其吸收峰值 分別為分別為560nm560nm紅、紅、530nm530nm綠、綠、430nm430nm藍。藍。用玻璃微電極記錄單個視錐細胞的感受器電位，用玻璃微電極記錄單個視錐細胞的感受器電位，發(fā)現不同單色光照射引起的超級化感受器電位發(fā)現不同單色光照射引起的超級化感受器電位峰值出現的情況亦符合三原色學說。峰值出

26、現的情況亦符合三原色學說。q 色盲：對全部顏色或某些顏色缺乏分辨才干。色盲：對全部顏色或某些顏色缺乏分辨才干。q1. 1. 全色盲：只能分辨光線的明暗，呈單色視覺。全色盲：只能分辨光線的明暗，呈單色視覺。稀有，多為遺傳。稀有，多為遺傳。q 2. 2. 部分色盲：紅色盲、綠色盲、藍色盲。能夠是部分色盲：紅色盲、綠色盲、藍色盲。能夠是分別缺乏相應的某種視錐細胞所致。分別缺乏相應的某種視錐細胞所致。 q 色弱：對某種顏色的識別才干降低，緣由是視錐細胞色弱：對某種顏色的識別才干降低，緣由是視錐細胞的反響才干減弱，多為后天性。的反響才干減弱，多為后天性。對比色學說對比色學說三原色學說不能解釋顏色對比景象

27、。三原色學說不能解釋顏色對比景象。顏色對比景象，對比色互補色顏色對比景象，對比色互補色 黃黃-藍藍 紅紅-綠綠 黑黑-白白顏色對比景象只出如今對比色之間。顏色對比景象只出如今對比色之間。對比色學說：在視網膜中存在著三種物質，各對對比色學說：在視網膜中存在著三種物質，各對一組對比色的刺激起性質相反的反響，如一種一組對比色的刺激起性質相反的反響，如一種物質在藍光作用時合成，黃光作用時分解，等物質在藍光作用時合成，黃光作用時分解，等等，于是就引起顏色的對比景象。等，于是就引起顏色的對比景象。五、視網膜的信息處置五、視網膜的信息處置 視覺信息在視網膜神經元網絡的傳送過程復雜：視覺信息在視網膜神經元網絡

28、的傳送過程復雜：經過多級神經元接替和中介，多種神經遞質的經過多級神經元接替和中介，多種神經遞質的傳送，即信息在視網膜閱歷了初步加工處置。傳送，即信息在視網膜閱歷了初步加工處置。 視桿視錐細胞視桿視錐細胞谷氨酸谷氨酸雙極細胞去極化型雙極細胞去極化型谷氨酸受體谷氨酸受體 雙極細胞超級化型谷氨酸受體雙極細胞超級化型谷氨酸受體 雙極細胞去極化雙極細胞去極化 雙極細胞超極化雙極細胞超極化谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸q 無長突細胞：約無長突細胞：約3030類，功能各異：類，功能各異：q1. 1. 給光反響型給光反響型q2. 2. 撤光反響型撤光反響型q3. 3. 光源方位敏感型光源方位敏感型q 神經節(jié)細胞：大致有三類：神經節(jié)細胞：大致有三類：q 1. 1. 小感受野型：一個或一小組雙極細胞的小感受野型：