第9章 感覺器官的功能課件

第九章感覺器官的功能

Functionofthesensoryorgans

第一節(jié):感受器和感覺器官

Sensoryreceptorandorgans一、兩者的定義和分類

1.定義：

2.感受器的分類：①按分布部位分；②按接受刺激性質(zhì)分；第9章感覺器官的功能二、感受器的一般生理特性

(一)適宜刺激adequatestimulus:特定的

最敏感(閾值最低)的能量變化形式。

(二)換能作用transduction:把刺激能量轉(zhuǎn)換為傳入神經(jīng)的AP。

1.receptorpotential:以電緊張形式擴布至神經(jīng)末梢

AP

2.generatorpotential:直接轉(zhuǎn)為AP。

3.為局部慢電位,需總和后才轉(zhuǎn)為AP。第9章感覺器官的功能光眼聲耳化學舌Ap大腦第9章感覺器官的功能(三)編碼作用sensorycoding1.概念:在換能同時,把刺激包含的環(huán)境變化的信息也轉(zhuǎn)移到AP的組合和序列之中。2.刺激性質(zhì)編碼:①感受器種類;②特定傳導(dǎo)通路;③大腦皮層特定部位。3.刺激的量(強度)編碼:

①感受器電位的幅度、持續(xù)時間、波動方向等;②單一神經(jīng)纖維AP頻率；③參與傳遞信息的神經(jīng)纖維數(shù)目。第9章感覺器官的功能蛙肌梭中刺激強度的編碼模式圖第9章感覺器官的功能(四)適應(yīng)現(xiàn)象adaptation1.概念:當一恒定刺激作用于感受器時,雖刺激仍在持續(xù)作用，但感覺傳入神經(jīng)上AP的頻率已開始逐漸下降的現(xiàn)象。2.分類及功能意義：①快適應(yīng)感受器:如環(huán)層小體；有利于探索新異刺激；②慢適應(yīng)感受器:如頸動脈竇；有利于對機體功能狀態(tài)進行長時間監(jiān)測，并隨時調(diào)整。3.適應(yīng)不是疲勞。第9章感覺器官的功能第二節(jié)視覺器官

Visualsenseorgan—eye

適宜刺激:波長380~760nm的電磁波第9章感覺器官的功能

一、眼折光系統(tǒng)的功能

Functionofthedioptricsystem

(一)折光系統(tǒng)的光學特性:

4種折射率不同的介質(zhì);4個曲率不同的折射面;折射主要發(fā)生在角膜前表面;6m以遠平行光線成像在后主焦點即視網(wǎng)膜上第9章感覺器官的功能(二)簡化眼reducedeye

根據(jù)相似三角形原理和簡化眼參數(shù)可計算出正常眼能看清物體的最小視像(ab)大小為5m。(以AB=1.5mm,Bn=5m計)E1.5mm第9章感覺器官的功能(三)眼的調(diào)節(jié)Visualaccommodation

遠點far-point第9章感覺器官的功能1.晶狀體反射accommodationreflex

眼視近物→成像在視網(wǎng)膜后→視像模糊→視皮層→中腦正中核→動眼N縮瞳核→動眼N副交感F→睫狀N節(jié)→睫狀短N→睫狀肌環(huán)行肌收縮→懸韌帶松弛→晶狀體靠彈性變凸(前面為主)→折射力增加→焦距縮短→物象前移→回到視網(wǎng)膜。第9章感覺器官的功能

視近物時視像前移過程第9章感覺器官的功能調(diào)節(jié)力Accommodationforce:眼作最大調(diào)節(jié)所能增加的折光力?？捎媒c表示。近點nearpoint:越近,彈性越好,調(diào)節(jié)力愈強

第9章感覺器官的功能眼調(diào)節(jié)前后晶狀體形狀改變

左：安靜右：視近物睫狀肌環(huán)行肌收縮睫狀肌環(huán)行肌舒張第9章感覺器官的功能第9章感覺器官的功能2.瞳孔近反射nearreflexofthepupil

視近物→瞳孔縮小→減少球面像差和色像差→增加清晰度第9章感覺器官的功能球面像差及其消除球面像差:透鏡邊緣折射焦點比中央?yún)^(qū)更靠近透鏡。色像差:紅光焦點最遠,紫光最近,其它光位于二者之間。第9章感覺器官的功能瞳孔對光反射

pupillarylightreflex

1.該反射不屬于眼(近)調(diào)節(jié)范疇；第9章感覺器官的功能2.Reflexarc:光照瞳孔→視網(wǎng)膜→視神經(jīng)→中腦頂蓋前區(qū)換元→雙側(cè)動眼N縮瞳核→動眼N副交感F→瞳孔括約肌收縮→瞳孔縮小。另一側(cè)瞳孔同時縮小，稱為互感性對光反射consensuallightreflex。3.生理意義:調(diào)節(jié)入眼光量，不因過強而損傷，不因過弱而影響視覺。4.臨床意義:判斷麻醉深度；病危程度。第9章感覺器官的功能3.輻輳反射

convergencereflex

兩眼成像在對稱點形成單視；若成像在非對稱點（如眼外肌麻痹）則出現(xiàn)復(fù)視(diplopia)第9章感覺器官的功能對稱點以中央凹的中心點為準,整個中央凹及整個視網(wǎng)膜的上、下、左、右,凡同側(cè)同距離之點均是對稱點中央凹第9章感覺器官的功能(四)折光異常ametropia

近視、遠視、老視、散光第9章感覺器官的功能1.近視myopia:前后徑過長,折光力過強。遠點、近點都近移第9章感覺器官的功能2.遠視hyperopia:前后徑過短,折光力過弱。遠點消失、近點遠移第9章感覺器官的功能3.老視

presbyopia:晶體彈性弱,調(diào)節(jié)力降低遠點正常、近點遠移第9章感覺器官的功能4.散光astigmatism角膜呈非正球面水平面上曲率半徑大，焦點位于B;垂直面上曲率半徑小，焦點位于G;第9章感覺器官的功能二、感光系統(tǒng)的功能

Functionofthephotosensorysystem(一)視網(wǎng)膜(retia)的結(jié)構(gòu)特點

1.由四層細胞構(gòu)成；

2.除色素細胞層外,余層均參與信息傳遞;3.感光細胞層有視桿(rods)和視錐(cones)

兩種細胞。第9章感覺器官的功能視網(wǎng)膜的主要細胞層次第9章感覺器官的功能(二)視網(wǎng)膜的兩種感光換能系統(tǒng)

1.視桿系統(tǒng)

2.視錐系統(tǒng)

第9章感覺器官的功能1.Rods:①分布在偏離中央凹20mm的周邊部，與兩類神經(jīng)細胞多呈會聚聯(lián)系;②功能上對光敏感，分辨力低，無色覺，在弱光下起作用，屬晚(暗)光覺系統(tǒng);③視色素為視紫紅質(zhì)(rhodopsin)。2.Cones:①分布在中央部(中央凹)，多呈單線聯(lián)系;②功能上對光敏感性差，分辨力高，有色覺;

在強光下起作用，屬晝(明)光覺系統(tǒng)；③含三種吸收光譜特性不同的視錐色素(紅、綠、藍)。3.盲點(blindspot):黃斑鼻側(cè)3mm,視N始端。第9章感覺器官的功能感光細胞的分布第9章感覺器官的功能感光細胞與神經(jīng)細胞聯(lián)系第9章感覺器官的功能(三)視桿細胞感光換能機制第9章感覺器官的功能1.視紫紅質(zhì)Rhodopsin

的發(fā)現(xiàn)(1877年)置蛙于暗室,眼視明亮窗子,一定時間后遮光,剔出視網(wǎng)膜,明礬固定,可見有白色窗子影象，周邊襯以紫紅色。第9章感覺器官的功能2.Rhodopsin

的光化學反應(yīng)

視紫紅質(zhì)=

視蛋白+11-順視黃醛視蛋白全反型視黃醛

11-順視黃醛

VitA(全反型視黃醇)

夜盲癥Nyctalopia強光下分解暗光下合成第9章感覺器官的功能視桿細胞的感受器電位1.未光照時:RP=-30mV~-40mV(小于一般細胞RP);

此時外段膜Na+通道開放,Na+內(nèi)流入細胞(去極化);而內(nèi)段Na+泵不斷把胞內(nèi)Na+泵出胞外,維持膜內(nèi)外Na+的平衡。形成了從內(nèi)段流向外段的暗電流(darkcurrent)。2.光照時:視紫紅質(zhì)吸收光量子→構(gòu)象改變→變視紫紅質(zhì)Ⅱ中介

→

激活transducin(Gt)的G蛋白→激活cGMP磷酸二酯酶→外段胞內(nèi)cGMP分解

→

cGMP濃度下降

→

Na+通道關(guān)閉→暗電流減弱或消失→超極化型感受器電位。第9章感覺器官的功能第9章感覺器官的功能(四)視錐細胞和色覺Conesandcolorvision

三原色學說

紅綠藍

4:1:0

紅

2:8:1

綠第9章感覺器官的功能三種視錐細胞

紅、綠、藍420nm534nm564nm色盲:缺乏色覺;色弱:辨色能力低第9章感覺器官的功能三、視網(wǎng)膜的信息處理

visualimformationprocessing

光→兩種感光細胞→超級化型感受器電位→以電緊張形式擴散到終足→釋放遞質(zhì)Glutamate→雙極細胞(促離子受體、促代謝受體)→部分雙極細胞產(chǎn)生去極化慢電位、部分雙極細胞產(chǎn)生超極化慢電位(提供了對比機制)→神經(jīng)節(jié)細胞→兩種慢電位總和→神經(jīng)節(jié)細胞去極化→閾電位→神經(jīng)節(jié)細胞產(chǎn)生AP.第9章感覺器官的功能第9章感覺器官的功能四、與視覺有關(guān)的現(xiàn)象visualphenomena

1.暗適應(yīng)和明適應(yīng)

darkadaptationandlightadaptation第9章感覺器官的功能2.視野visualfield顳側(cè)鼻側(cè)第9章感覺器官的功能3.視敏度(視力)Visualacuity

5m遠看清1.0行字母E0.1行E為1.0行E的10倍，如在50m看清則視力也是1.0第9章感覺器官的功能

d(視力表與被測者距離)5mV(實測視力)===1.0D(正?？辞?.0行E的距離)5m若：

2.5mV(實測視力)==0.55m10mV(實測視力)==2.05m----------第9章感覺器官的功能4.視后像和融合現(xiàn)象

aftereffectandfusionphenomenon1.視后像:注視一光源或亮物體,當撤光(如閉眼)后,尚可在一極短瞬時間內(nèi)殘留光感,其形狀和大小與光源或物體相似。2.融合現(xiàn)象:重復(fù)閃光刺激人眼,當頻率較低時，產(chǎn)生一閃一閃的光感;當頻率增加到一定程度時，則產(chǎn)生連續(xù)光感。引起閃光融合的最低頻率成為臨界融合頻率(criticalfusionfrequency)。3.中等光照強度下,臨界融合頻率為25次/秒第9章感覺器官的功能5.雙眼視覺binocularvision

(1)

擴大視野;

(2)

彌補盲點blindspot;

(3)

立體視覺stereopsis;第9章感覺器官的功能第三節(jié)聽覺器官

Auditorysenseorgans

一、聽閾與聽域

Auditorythresholdandaudiblearea人耳能感受的振動頻率:20~20000Hz(1000~3000Hz最敏感);聲強:0.0002~1000dyn/cm2第9章感覺器官的功能外耳、中耳為傳音功能內(nèi)耳(耳蝸)為感音功能第9章感覺器官的功能第9章感覺器官的功能(二)中耳的功能

1.鼓膜特性:頻率響應(yīng)好,不失真,復(fù)制外加振動頻率,與其同始同終。

2.聽骨鏈增壓作用:交角杠桿(增壓22.4倍)

長臂(錘骨柄):短臂(砧骨長突)=1.3:1

鼓膜:卵圓窗=55mm2:3.2mm2=17.2:13.鼓膜張肌與鐙骨肌作用:減小聽骨鏈振幅,保護感音裝置

4.咽鼓管的作用:平衡鼓室內(nèi)外壓力第9章感覺器官的功能第9章感覺器官的功能第9章感覺器官的功能(三)聲音傳入的途徑

1.空氣的傳導(dǎo)(氣導(dǎo))2.骨傳導(dǎo)(骨導(dǎo))

聲波→外耳→鼓膜→聽骨鏈→

卵園窗→耳蝸→淋巴液→基底膜→聽毛細胞→微音器電位→

聽神經(jīng)Ap→顳葉→產(chǎn)生聽覺聲波↓顱骨↓第9章感覺器官的功能外淋巴液外淋巴液內(nèi)淋巴液第9章感覺器官的功能正常:

氣導(dǎo)>骨導(dǎo)傳導(dǎo)(音)性耳聾:

氣導(dǎo)<骨導(dǎo)感音(神經(jīng))性耳聾:

氣導(dǎo)、骨導(dǎo)均減弱第9章感覺器官的功能三、內(nèi)耳(耳蝸)的功能

Functionofthecochlea

第9章感覺器官的功能(一)基底膜振動的行波理論travelingWavetheory1.以行波方式從底部開始，向蝸頂傳播;2.聲波頻率不同，行波傳播的遠近和最大振幅出現(xiàn)部位不同：

蝸底第9章感覺器官的功能

聲波頻率愈高→行波傳播愈近→最大振幅→靠近卵圓窗即蝸底；

聲波頻率愈低→行波傳播愈遠→最大振幅→靠近蝸頂。

∴蝸底受損影響高頻音聽力；蝸頂受損影響低頻音聽力；第9章感覺器官的功能3.對聲音頻率(音調(diào))的分析：

(1)每一頻率聲波都有一個基底膜最大振幅區(qū)→此區(qū)毛細胞受刺激最強→該處的聽神經(jīng)纖維的傳入沖動最多。(2)來自基底膜不同部位的聽神經(jīng)纖維的傳入沖動→達聽皮層不同部位→產(chǎn)生不同的音調(diào)感覺。

(3)外毛細胞與基底膜的諧振頻率相同。聲波達基底膜諧振區(qū)時,該區(qū)外毛細胞發(fā)生伸縮活動可：①增強基底膜振動,抵消基底膜本身阻尼→增強了基底膜對聲波反應(yīng)靈敏度和頻率分析能力；②同時亦提高了內(nèi)毛細胞的頻率選擇性。第9章感覺器官的功能(二)毛細胞興奮與感受器電位

excitationandreceptorpotentialofthehaircells1.毛細胞興奮過程:外毛細胞頂部纖毛受蓋膜與基底膜振動剪切力作用，內(nèi)毛細胞頂部纖毛受內(nèi)淋巴沖擊作用而發(fā)生彎曲和偏轉(zhuǎn)→引起了毛細胞興奮→將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)樯镫姡?.感受器電位變化方向與纖毛受力方向有關(guān):纖毛向一個方向彎曲,出現(xiàn)去極化電位；向相反方向彎曲,出現(xiàn)超極化電位。第9章感覺器官的功能(三)耳蝸的生物電現(xiàn)象

bioelectricphenomenonincochlea

1.靜息電位restingpotential0mv+80mv-80mv第9章感覺器官的功能

⑴耳蝸內(nèi)電位(endocochlearpotential,EP)即內(nèi)淋巴電位(endolymphaticpotential)=+80mV

血漿K+內(nèi)淋巴

K+蓄積機制:血管紋Na+泵∵K+>Na+,∴正電位

血漿

Na+內(nèi)淋巴低Na+⑵毛細胞靜息電位RP=-80mV⑶毛細胞的頂部、底部膜內(nèi)外電位差不同：

頂部膜內(nèi)外電位差=160mV(浸浴于內(nèi)淋巴中)

底部膜內(nèi)外電位差=80mV(浸浴于外淋巴中)第9章感覺器官的功能2.耳蝸微音器電位

cochlearmicrophonicpotential(CMP)

第9章感覺器官的功能⑴定義:

①聲波刺激后,在耳蝸及其附近結(jié)構(gòu)所記錄到的頻率及幅度與聲波一致的電位變化;

②是多個毛細胞感受器電位的復(fù)合表現(xiàn)。⑵特性:

①具有交流性質(zhì)；②無真正閾值；③無潛伏期和不應(yīng)期；④不易疲勞，不發(fā)生適應(yīng)；⑤在聽域范圍內(nèi)，CMP能復(fù)制聲波頻率；⑥在低頻范圍內(nèi)，振幅隨聲壓增大而增大;⑦對缺氧和深麻醉相對不敏感。第9章感覺器官的功能

四、聽神經(jīng)的動作電位

actionpotentialoftheauditorynerve

(一)聽神經(jīng)復(fù)合動作電位compoundactionpotential反映聽神經(jīng)的興奮狀態(tài)。其振幅取決于聲音強度、興奮的纖維數(shù)目、各纖維放電同步化程度。第9章感覺器官的功能(二)聽神經(jīng)單一纖維的動作電位

actionpotentialofthesinglefiber

1.具有“allornone”性質(zhì)；

2.安靜時有自發(fā)放電;聲音刺激時放電頻率增加;

3.每條纖維有自己感受的特征(聲音)頻率(最佳頻率):用此頻率聲音刺激只需最小強度即能使該神經(jīng)興奮;characteristicfrequency

4.特征頻率的高低取決于該纖維在基底膜起源部位:該部位正是該頻率聲音引起行波最大振幅的部位,即特征頻率高的纖維起源于蝸底,特征頻率低的纖維起源于蝸頂。第9章感覺器官的功能∴當聲音強度較弱時,神經(jīng)信息由少數(shù)對該頻率敏感的纖維向中樞傳遞;

當某一頻率聲音強度↑時,能使更多的纖維興奮,由這些纖維的傳入沖動共同向中樞傳遞該聲音的頻率和強度信息。對于人耳所感受聲音的頻率和強度的復(fù)雜變化，人耳可通過復(fù)雜的基底膜振動形式和聽神經(jīng)興奮及其組合來區(qū)分不同音