視覺-視網(wǎng)膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)-課件

視覺I

——視網(wǎng)膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)1ppt課件視覺I

——視網(wǎng)膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)1ppt課件1

感覺器官感受器感覺模態(tài)亞模態(tài)眼(視網(wǎng)膜)光感受器視覺灰暗級光,顏色內(nèi)耳耳蝸毛細(xì)胞聽覺音調(diào)舌,咽味感細(xì)胞味覺咸,甜,酸,苦鼻嗅感細(xì)胞嗅覺無一致皮膚神經(jīng)末梢觸覺輕觸,壓,振動痛覺溫度覺

2ppt課件感覺器官感受器感覺模態(tài)亞模態(tài)2p2精品資料精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點的難點，你是否會認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學(xué)問無顏見爹娘……”“太陽當(dāng)空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”視覺--視網(wǎng)膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)--課件4感受器是一種換能裝置:

感受器轉(zhuǎn)換

神經(jīng)沖動中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)械能,熱能光能,化學(xué)能電信號傳入神經(jīng)纖維機(jī)械能,熱能光能,化學(xué)能電信號機(jī)械能,熱能光能,化學(xué)能傳入神經(jīng)纖維電信號機(jī)械能,熱能光能,化學(xué)能感覺系統(tǒng)5ppt課件感受器是一種換能裝置:機(jī)械能,熱能電信號傳入神經(jīng)纖維機(jī)械能,5視知覺開始于視網(wǎng)膜,有兩個步驟

1.光線進(jìn)入角膜并投射到眼的背部，通過一個特化的感覺器官：視網(wǎng)膜,將光線轉(zhuǎn)換成一個電信號

2.這些信號通過視神經(jīng)被傳送到腦的更高級中樞,以進(jìn)一步作必要的知覺處理6ppt課件視知覺開始于視網(wǎng)膜,有兩個步驟6ppt課件6眼的構(gòu)造形成清晰視覺的關(guān)鍵：通過調(diào)節(jié)晶狀體的厚度，對物像正確聚焦；通過調(diào)節(jié)瞳孔直徑，改變進(jìn)入眼睛的光強(qiáng)度；通過雙眼的匯聚，保證匹配的物像落在兩個視網(wǎng)膜的相應(yīng)點上。7ppt課件眼的構(gòu)造形成清晰視覺的關(guān)鍵：7ppt課件7視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)8ppt課件視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)8ppt課件8視網(wǎng)膜的組構(gòu)

光感受器細(xì)胞(photoreceptor)縱向視網(wǎng)膜主要由雙極細(xì)胞(bipolarcell)視信息5類細(xì)胞構(gòu)成神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ganglioncell)主通路

水平細(xì)胞(horizontalcell)水平方無長突細(xì)胞(amacrinecell)向組成通路

信息整合作用

9ppt課件視網(wǎng)膜的組構(gòu)9ppt課件9SimpleRetinaComplexRetina光感受器細(xì)胞雙極細(xì)胞神經(jīng)節(jié)細(xì)胞水平細(xì)胞無長突細(xì)胞10ppt課件SimpleComplex光感受器細(xì)胞雙極細(xì)胞神經(jīng)節(jié)細(xì)胞水平10由于視網(wǎng)膜光感受器處于入射光線的遠(yuǎn)端，故稱為翻轉(zhuǎn)網(wǎng)膜(inverseretina)，即光線入射方向與視網(wǎng)膜內(nèi)各種神經(jīng)元的信息流向正好相反。11ppt課件由于視網(wǎng)膜光感受器處于入射光線的遠(yuǎn)端，故稱為翻轉(zhuǎn)網(wǎng)膜(in11Toallowlighttoreachthephotoreceptorswithoutbeingabsorbedorgreatlyscattered,theaxonsofneuronsintheproximallayersoftheretinaareunmyelinated無髓鞘的,sothattheselayersofcellsarerelativelytransparent.Moreover,inoneregionoftheretina,thefovea,thecellbodiesoftheproximalretinalneuronsareshiftedtotheside,enablingthephotoreceptorstheretoreceivethevisualimageinitsleastdistortedform.12ppt課件Toallowlighttoreachtheph12視網(wǎng)膜的光感受器:

視桿細(xì)胞（光敏細(xì)胞）介導(dǎo)暗視覺視錐細(xì)胞（色敏細(xì)胞）介導(dǎo)色覺13ppt課件視網(wǎng)膜的光感受器:視桿細(xì)胞（光敏細(xì)胞）介導(dǎo)暗視覺1314ppt課件14ppt課件14兩類光感受器:視桿和視錐

視桿細(xì)胞只有一種視色素分子,對光高度敏感，

(rods)專門介導(dǎo)暗視覺（fornightvision)

無色覺視錐細(xì)胞分別含有三種紅錐

(cones)不同的視色素綠錐藍(lán)錐光敏較低，專門介導(dǎo)明視覺（fordayvision)

主司色覺15ppt課件15ppt課件15

視桿和視錐在不同的亮度下工作:

當(dāng)物體處于較暗的弱光(scotopic)范圍時,(亮度最低)

只有視桿進(jìn)行工作;

當(dāng)亮度處于過渡(黃昏或黎明)(mesopic)范圍時,(星光亮度)

由于亮度已超過視錐的反應(yīng)閾值,

視桿和視錐共同進(jìn)行工作當(dāng)亮度進(jìn)一步增加到光適應(yīng)(photopic)范圍時,(很亮)

視桿反應(yīng)開始飽和,只有視錐細(xì)胞才能工作16ppt課件視桿和視錐在不同的亮度下工作:16ppt課件161.RodsConesHighsensitivity,specializedfornightvision:Morephotopigment,capturemorelightHighamplification,singlephotondetectionSaturateindaylight

Lowersensitivity,specializedfordayvision:LessphotopigmentLessamplification

Saturateonlyinintenselight視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞的區(qū)別17ppt課件1.RodsConesHigh1718ppt課件18ppt課件18視桿比視錐含有更多的光敏視色素俘獲更多的光子（每個視桿細(xì)胞含108個視色素分子）視桿比視錐更能增強(qiáng)光信號單個光子即能喚起一個視 桿細(xì)胞的可查覺的電反應(yīng)

(而在一個視錐細(xì)胞則需吸收十 個或上百個光子才能喚起同樣的 電反應(yīng)）視桿細(xì)胞查覺弱光RodsDetectDimLight19ppt課件視桿細(xì)胞查覺弱光RodsDetectDimLigh19

許多視桿細(xì)胞都與同一個靶中間神經(jīng)元（雙極神經(jīng)元）有突觸聯(lián)系

視桿細(xì)胞的信號都輸入這個雙極神經(jīng)元進(jìn)而互相增強(qiáng)提高查覺弱光的能力

視桿系統(tǒng)高度的匯聚：Rod20ppt課件視桿系統(tǒng)高度的匯聚：Rod20ppt課件202.RodConeLowacuity視敏:HighlyconvergentretinalpathwayNotpresentincentralfovea.

Highacuity:LessconvergentretinalpathwayConcentratedinthefovea

21ppt課件2.RodConeLow213.RodConeAchromatic:Onetypeofrodpigment(rhodopsin)Chromatic:Twoormoretypesofcones,eachwithadifferentpigmentthatismoresensitivetoadifferentpartofthevisiblespectrum.22ppt課件3.RodConeAchrom22視桿細(xì)胞的視色素：

視紫紅質(zhì)

采用分光光度法對視紫紅質(zhì)的吸收特性進(jìn)行定量測量，對496nm的藍(lán)綠光的吸收最有效。23ppt課件視桿細(xì)胞的視色素：23ppt課件23A：視蛋白（opsin）B：生色基團(tuán)：視黃醛（retinal）24ppt課件A：視蛋白（opsin）24ppt課件2425ppt課件25ppt課件2526ppt課件26ppt課件26Threesubtypesofconesinprimates靈長類:blue,green,andred27ppt課件Threesubtypesofconesinpri27視錐細(xì)胞的視色素：

分別含有光譜敏感性不同的視錐色素,當(dāng)它們受到不同波長光的刺激時神經(jīng)沖動(發(fā)出不同信號)傳致大腦產(chǎn)生不同色覺該理論常稱為Young-Helmholtz三色理論28ppt課件視錐細(xì)胞的視色素：28ppt課件28

Young-Helmholtz三色理論：

短波(S)430nm藍(lán)敏中波(M)530nm視錐色素

綠敏

視錐細(xì)胞長波(L)560nm紅敏

29ppt課件Young-Helmholtz三色理論：29ppt課件29視紫紅質(zhì)和3種視錐色素含有相同的生色基團(tuán)，但各種不同的視色素蛋白的氨基酸序列各不相同。30ppt課件視紫紅質(zhì)和3種視錐色素含有相同的生色基團(tuán)，但各種不同的視色素304.Rod

ConeRodsrespondslowly.

Thishelpsrodsdetectsmallamountsoflight,

butpreventsthemfromresolvinglightthatisflickeringfasterthan12Hz.Theresponseofconesismuchfaster;

theycandetectflickeruptoatleast55Hz.31ppt課件4.RodConeR31視桿、視錐細(xì)胞之間及在神經(jīng)系統(tǒng)中的差異視桿細(xì)胞Rods視錐細(xì)胞Cones對光高度敏感，對夜視尤為敏感對光的敏感性較低，對明視較為特化較多的光色素，俘獲較多的光較少的光色素高增強(qiáng)效應(yīng)，單光子查知增強(qiáng)效應(yīng)較低低時間分辨率：反應(yīng)慢、融合時間長高時間分辨率：反應(yīng)快、融合時間短對離散光較敏感對直軸光最敏感視桿系統(tǒng)Rodsystem視錐系統(tǒng)Conesystem低視銳度：不存在于中央凹高視銳度：集中于中央凹高度地匯聚于視通路分散地進(jìn)入視通路無色的：一種視桿細(xì)胞，含一種有色的：三種視錐細(xì)胞，每種含不同視色素視色素，因而對不同波長的可見光譜最敏感

32ppt課件視桿、視錐細(xì)胞之間及在神經(jīng)系統(tǒng)中的差異32ppt課件32光感受器的轉(zhuǎn)導(dǎo)光引起的視紫紅質(zhì)的異構(gòu)化如何引起膜電位的變化？視桿外段俘獲光子的信息，必定要以某種方式從膜盤上的視紫紅質(zhì)經(jīng)過胞質(zhì)傳遞至外膜；各種反應(yīng)具有極高的放大效應(yīng)。33ppt課件光感受器的轉(zhuǎn)導(dǎo)光引起的視紫紅質(zhì)的異構(gòu)化如何引起膜電位的變化？3334ppt課件34ppt課件34視桿和視錐都有3個主要功能區(qū):外段內(nèi)段突觸末梢外段視網(wǎng)膜遠(yuǎn)端的表面部分；特異的光傳導(dǎo)部分內(nèi)段更靠近視網(wǎng)膜內(nèi)面的部分，包括細(xì)胞核,內(nèi)段本身大部分是生物合成器突觸末梢與光感受器的靶細(xì)胞（雙極細(xì)胞）具有連結(jié)的作用，釋放谷氨酸

35ppt課件視桿和視錐都有3個主要功能區(qū):外段35ppt課件35光感受器屬高度分化的細(xì)胞，不能再分裂，但其外段可不斷更新老化的小盤，在光感受器的末端被丟棄，通過色素上皮細(xì)胞的吞噬作用被移除新小盤快速形成(視桿細(xì)胞每小時可合成3個小盤)，基部的膜盤逐漸向頂端遷移,取代已脫落的膜盤的位置36ppt課件光感受器屬高度分化的細(xì)胞，不能再分裂，但其外段可不斷更新3636DarkcurrentInthedarkthereisacontinuousNa+influxthroughchannelsinrodsandcones;thechannelsaremaintainedopeninthedarkbycGMP.37ppt課件DarkcurrentInthedarkthere3738ppt課件38ppt課件3839ppt課件39ppt課件39

視色素視蛋白

11-順型視黃醛(無活性)光感受器上有兩種電流占優(yōu)勢:外段:由cGMP-門控的通道引起的Na+內(nèi)向電流,不斷有

Na+從胞外進(jìn)入外段使光感受器趨向去極化內(nèi)段:非門控的K+選擇性通道引起的K+外向電流

完成電流環(huán)路內(nèi)段上有高密度的Na+_

K+泵,將流入的Na+

泵到膜外; 流出的K+泵到膜內(nèi)維持膜內(nèi)穩(wěn)定的Na+_K+濃度暗中40ppt課件40ppt課件4041ppt課件41ppt課件41（視紫紅質(zhì)）視色素視蛋白11-順視黃醛構(gòu)型變化(維生素A)

半穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)全反型視黃醛(從視桿轉(zhuǎn)運到色素上皮細(xì)胞被降解)GTPGDPcGMPcGMP濃度激活了G-蛋白:GtPDE活性(Gtα.GTP)

5’-GMP（非活性）

關(guān)閉cGMP門控的Na+通道,(光反應(yīng))

光感受器細(xì)胞超極化Na+內(nèi)流Ca2+內(nèi)流光照42ppt課件（視紫紅質(zhì)）視色素光照42ppt課件4243ppt課件43ppt課件4344ppt課件44ppt課件44光感受器至雙極細(xì)胞的信號傳遞視網(wǎng)膜內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)：光感受器、雙極細(xì)胞：谷氨酸水平細(xì)胞：GABA無長突細(xì)胞：多巴胺、5-HT、ACh45ppt課件光感受器至雙極細(xì)胞的信號傳遞視網(wǎng)膜內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)：45ppt課45

Constantcontrast46ppt課件Constantcon4647ppt課件47ppt課件4748ppt課件48ppt課件48視覺感受野視覺系統(tǒng)中，任何一級神經(jīng)元都在其視網(wǎng)膜有一個代表區(qū),在該區(qū)內(nèi)的光學(xué)變化若能調(diào)制該神經(jīng)元的反應(yīng)，則稱這個特定的視網(wǎng)膜區(qū)為該神經(jīng)元的視覺感受野。49ppt課件視覺感受野視覺系統(tǒng)中，任何一級神經(jīng)元都在其視網(wǎng)膜有一個代表區(qū)49centersurround50ppt課件centersurround50ppt課件50Bipolarcellshavespecializedcontactswith

rodsandcones陷入型雙極細(xì)胞(invaginatingbipolarcell)扁平型雙極細(xì)胞(flatbipolarcell)51ppt課件Bipolarcellshavespecialized51

52ppt課件

52DarkConesdepolarized

voltagegatedCa2+channelopenGlureleasemGluRKA,AMPARbipolarcellbipolarcell

OpenNa+

(KA,AMPARchannel)CloseNa+

（環(huán)腺苷酸門控通道）OpenK+

(GIRK)HyperpolarizeDepolarize53ppt課件DarkConesdepolarizedvol53LightConeshyperpolarizedvoltagegatedCa2+channelcloseGlureleasemGluRKA,AMPARCloseNa+(KA,AMPARchannel)

OpenNa+

（環(huán)腺苷酸門控通道）CloseK+

(GIRK)HyperpolarizeDepolarizebipolarcell

bipolarcell去極化型（D型）超極化型（H型）54ppt課件LightConeshyperpolarized54雙極細(xì)胞的感受野組構(gòu)H型、D型雙極細(xì)胞都具有中心-周圍拮抗型（同心圓型）的感受野：H型雙極細(xì)胞因中心光點撤去時去極化（給光時超極化），稱之為具有“撤光”中心感受野（OFF-center）D型雙極細(xì)胞因中心光點給光時去極化，稱之為具有“給光”中心感受野（ON-center）55ppt課件雙極細(xì)胞的感受野組構(gòu)H型、D型雙極細(xì)胞都具有中心-周圍拮抗型5556ppt課件56ppt課件5657ppt課件57ppt課件57Horizontalcellsareelectricallycoupledviagapjunctions58ppt課件Horizontalcellsareelectrica58EfficientcurrentflowacrossgapjunctionsmakesHCreceptivefieldverylarge59ppt課件Efficientcurrentflowacross59雙極細(xì)胞感受野組構(gòu)的意義D型和H型雙極細(xì)胞并不只是簡單的對光起反應(yīng)，而是開始分析圖像信息了；雙極細(xì)胞的信號中傳遞了具有暗周圍的小亮點，或小暗點亮周圍的信息。雙極細(xì)胞對視網(wǎng)膜上小片區(qū)域的亮暗對比圖像有反應(yīng)。60ppt課件雙極細(xì)胞感受野組構(gòu)的意義D型和H型雙極細(xì)胞并不只是簡單的對光60水平細(xì)胞和周圍抑制水平細(xì)胞對光照光感受器的反應(yīng)為超極化。水平細(xì)胞之間存在廣泛的電偶聯(lián)（電突觸）。水平細(xì)胞向光感受器(和雙極細(xì)胞)釋放GABA，與之形成抑制性突觸連接。黑暗中光感受器的去極化，能被水平細(xì)胞的抑制性輸入所拮抗；彌散光引起的光感受器的超極化，被來自水平細(xì)胞的GABA抑制的減少所對抗。61ppt課件水平細(xì)胞和周圍抑制水平細(xì)胞對光照光感受器的反應(yīng)為超極化。616162ppt課件62ppt課件62神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的感受野Stephen,Kuffler63ppt課件神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的感受野Stephen,Kuffler63ppt63神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的感受野64ppt課件神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的感受野64ppt課件6465ppt課件65ppt課件65AmacrineCellsGanglionCells(30subtypes)20subtypesManysubtypesofinnerretinalneurons66ppt課件AmacrineCellsGanglionCells(366神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的分類猴的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞：M型：投射至外側(cè)膝狀核腹側(cè)的兩層較大的細(xì)胞（大細(xì)胞層）、感受野較大、對對比度的微小變化和運動敏感、電沖動發(fā)放頻率高、沿其較大直徑的軸突傳遞速度快；P型：投射至外側(cè)膝狀核背側(cè)的四層較小的細(xì)胞（小細(xì)胞層）、感受野較小、空間分辨率高、對顏色敏感。67ppt課件神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的分類猴的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞：67ppt課件67Synapsesbetweenamacrinecells,bipolarcells,andganglionintheIPLarecomplex68ppt課件Synapsesbetweenamacrinecell68在中央凹，只有視錐細(xì)胞，并且每個神經(jīng)節(jié)細(xì)胞只接受一個雙極細(xì)胞的輸入，而每個雙