生理学：9 视听觉

1、折光成像折光成像将光信号转变成电信号 1930年，Eye小带小带房房水水玻玻璃璃体体中央凹中央凹睫状肌睫状肌角角膜膜晶晶状状体体折射率不同的光学介质和曲率半径不同的折射面组折射率不同的光学介质和曲率半径不同的折射面组成成折光系统折光系统类似正常而不进行调节的眼成像类似正常而不进行调节的眼成像平行光线正好能聚焦在视网膜上平行光线正好能聚焦在视网膜上计算不同远近物体在视网膜上成像大小计算不同远近物体在视网膜上成像大小 6米以外物体，近似平行光线米以外物体，近似平行光线，恰，恰好聚焦在视网膜好聚焦在视网膜上上；物物体移体移近近，光线辐散，眼调节眼调节(accommodation)发生。 8岁： 8.

2、6 cm 20岁：10.4 cm 40岁：22.0 cm 60 岁：83.3 cm 新生儿新生儿 成年人成年人 老人老人视近物时，视近物时，晶状体变晶状体变凸凸睫状睫状肌收肌收缩缩悬韧带松弛悬韧带松弛晶状体弹性回位晶状体弹性回位晶状晶状体变凸体变凸折光力增大折光力增大光光线聚焦在视网膜上线聚焦在视网膜上副交感神经的支配副交感神经的支配 瞳孔近反射瞳孔近反射直径变动于1.5-8.0 mm意义：1 减少进入眼内的光线量 2减少球面像差和色像差 判断病情危重程度的一个指标 视近物时，双眼同时向鼻侧会聚。 意义：使双眼看近物时物像成像于视网膜的对称点上，避免复视避免复视（diplopia）。眼球前后径

3、过长或折光能力过强眼球前后径过长或折光能力过强看远处物体时平行光线聚焦在视网膜前导致视物模糊用凹透镜凹透镜矫正眼球前后径过短或折光能力过弱眼球前后径过短或折光能力过弱远物的平行光线聚焦在视网膜之后引起视觉模糊看远物和近物时都需要进行调节，易发生调节性疲劳。用凸透镜凸透镜矫正 角膜不呈角膜不呈 正球面正球面进入眼内的光线不能全部聚焦在视网膜上，有的聚焦在视网膜前面，有的聚焦在后面，引起物像变形和视物不清。用柱面镜柱面镜矫正。眼的折光能力异常眼的折光能力异常近视近视正视正视远视远视散光散光3mm1. 对光的敏感性较差对光的敏感性较差2. 司昼光觉司昼光觉 (只有在白昼或强光条只有在白昼或强光条件下

4、才能引起兴奋件下才能引起兴奋)3. 可辨别颜色可辨别颜色4. 分辨率较高分辨率较高 (对物体细节和境对物体细节和境界有较高的分辨能力界有较高的分辨能力)1. 对光的敏感度较高对光的敏感度较高2. 司晚光觉司晚光觉 (能在昏暗环境中感受能在昏暗环境中感受弱光刺激而引起视觉）弱光刺激而引起视觉）3. 无色觉无色觉4. 分辨率较差分辨率较差 (只能区分明暗和只能区分明暗和感知物体粗略的轮廓感知物体粗略的轮廓) 1. 1. 视紫红质的光化学反应：视紫红质的光化学反应： 感光细胞中存在感光色素，感光细胞中存在感光色素，受到光刺激时，发生光化受到光刺激时，发生光化学反应，学反应，它是把光能转换成电信号的物

5、质基础。它是把光能转换成电信号的物质基础。 视杆细胞中的感光色素称为视紫红质视杆细胞中的感光色素称为视紫红质(rhodopsin) 。 漂白漂白(Bleaching)-早在早在1877年年，从从视网膜中提取出视网膜中提取出了一定纯度的视色了一定纯度的视色素素，视视紫红紫红质质：在：在暗处呈紫红色暗处呈紫红色，光，光照照后迅后迅速变橙、变黄、最后变成白色。速变橙、变黄、最后变成白色。 视紫红质在分解和合成的过程中，有一部分视黄醛被消视紫红质在分解和合成的过程中，有一部分视黄醛被消耗，必须靠血液中的维生素耗，必须靠血液中的维生素A补充，缺乏维生素补充，缺乏维生素A引起夜盲引起夜盲症症(nyctal

6、opia)。2. 感受器电位的产生感受器电位的产生每每个视杆细个视杆细胞外段中有胞外段中有近千个视盘近千个视盘(optic disk)，每一视盘中每一视盘中约有约有100万万个视紫红质个视紫红质分子。分子。 黑暗：视杆细胞静黑暗：视杆细胞静息电位小（息电位小（-40 mV，外段膜外段膜Na通道开放，通道开放，Na内流；内段膜内流；内段膜Na泵维持膜内外泵维持膜内外Na浓度差。浓度差。感感受器电位为一种超极受器电位为一种超极化型的慢电化型的慢电位；位；Na通道通道通透性由通透性由cGMP控控制（制（化化学门控通道）学门控通道）光照：视紫红质分光照：视紫红质分解解激活传递蛋白激活传递蛋白(tran

7、sduction) 激激活 磷 酸 二 酯 酶活 磷 酸 二 酯 酶cGMP分解分解外段外段膜膜Na通道开放数目通道开放数目减少减少超极化超极化(感受感受器电位器电位)。 局部电位局部电位 局部电位局部电位 动作电位动作电位视视网网膜膜的的信信息息处处理理感光感光细胞受到光刺激时，产生超极化电位，在视细胞受到光刺激时，产生超极化电位，在视网膜经过复杂的细胞网络传递，最后由神经节细网膜经过复杂的细胞网络传递，最后由神经节细胞发出的神经纤维以动作电位的方式传入中枢。胞发出的神经纤维以动作电位的方式传入中枢。膝状体膝状体1.1. 感光细胞分布：感光细胞分布： 周边部视杆细胞多，感受弱光刺激，无色觉，

8、分辨率差。 中央凹仅有视锥细胞，分辨率高，有色觉。2. 2. 感光细胞与双极细胞联系方式：感光细胞与双极细胞联系方式： 周边部：会聚现象，分辨率差 中央凹：单线联系，分辨率高。3.3. 动物种系比较：动物种系比较： 鸡：只在白天活动，仅有视锥细胞。 猫头鹰：只在夜间活动，仅有视杆细胞。4.4. 感光色素种类：感光色素种类： 视杆细胞仅有一种视紫红质(rhodopsin)，无色觉 视锥细胞内有三种，有色觉Cat seesWe seeBee seesconerod 立立体影像的基本原体影像的基本原理是理是双目视差，人的双眼相距约双目视差，人的双眼相距约6.5cm6.5cm，两只眼睛同时观察物体时，

9、两只眼睛同时观察物体时，左，左眼看到物体的左眼看到物体的左侧面较多，右眼看到物体的右侧面较多，左右眼视网膜侧面较多，右眼看到物体的右侧面较多，左右眼视网膜上所成的像不同，这两个像经过大脑综合以后就能区分上所成的像不同，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉物体的前后、远近，从而产生立体视觉。3D电电视视Three-dimensional双眼观察物体的角度略有差异，因此能够辨别物体远近，产生立体的视觉。立体显示效果是通过在液晶面板上轮流播放左右眼的信号，用户借助同步开关的立体眼镜，将经过编码处理的3D视频影像独立送入人的左右眼把左右眼所看到的影像分离，即能体验触手可及

10、的立体影响。 Adequate stimulus16 -20000 Hz声波，声波，10003000 Hz最敏感最敏感 (人人) Hearing threshold刚能引起听刚能引起听觉的最小强度觉的最小强度 最大可听阈最大可听阈不仅引起听觉还引起鼓膜疼痛感觉的最大声音强度不仅引起听觉还引起鼓膜疼痛感觉的最大声音强度 听力曲线听力曲线由各振动频率的听阈连接成的曲线由各振动频率的听阈连接成的曲线 最大可听阈曲线最大可听阈曲线由各振动频率的最大可听阈连接成的曲线由各振动频率的最大可听阈连接成的曲线 Frequency range of hearing听力曲线和最大可听阈曲线之间的区域听力曲线和最大

11、可听阈曲线之间的区域耳廓耳廓收集声波、判别方向。收集声波、判别方向。外外耳耳道道长长2.5 cm，最，最佳共振频率佳共振频率3500 Hz，强度增加，强度增加10分贝。分贝。将将空气中的声空气中的声波能波能量高效地传到内耳淋巴液量高效地传到内耳淋巴液较好的频率响应，较小失真度较好的频率响应，较小失真度锤骨、砧骨和镫骨锤骨、砧骨和镫骨3块听小骨块听小骨-固固定角度的杠杆，长臂为锤骨柄，短臂为砧骨定角度的杠杆，长臂为锤骨柄，短臂为砧骨长突。长突。连接鼓室与鼻咽之间的通道。通连接鼓室与鼻咽之间的通道。通常闭合，吞咽、呵欠时开放。维持鼓膜两侧常闭合，吞咽、呵欠时开放。维持鼓膜两侧气压平衡。气压平衡。鼓

12、膜振动面积鼓膜振动面积 / 卵圆窗振动面积卵圆窗振动面积 = 18.6 / 1听骨链长臂听骨链长臂/短臂之比短臂之比 = 1.3 / 159.4mm23.2mm21. 气传导气传导： 声波振动声波振动外耳道外耳道鼓膜鼓膜听骨链听骨链前庭窗前庭窗(卵圆窗卵圆窗) 内耳内耳 鼓室内空气振动鼓室内空气振动蜗窗蜗窗(圆窗圆窗) 2. 骨传导：声波振动骨传导：声波振动颅骨振动颅骨振动耳蜗内淋巴振动耳蜗内淋巴振动传导性耳聋：气传导传导性耳聋：气传导 骨传导骨传导感音性耳聋：气传导感音性耳聋：气传导 骨传导骨传导正常正常时不重要，时不重要，听骨链损坏时听骨链损坏时重要重要，听，听觉敏觉敏感性降感性降低低（一

13、）耳蜗的结构（一）耳蜗的结构顶盖膜顶盖膜蜗神经蜗神经耳 蜗 横 断 面 图耳耳 蜗蜗 螺螺 旋旋 器器 示示 意意 图图1 1. . 基底膜的振动：声波振动基底膜的振动：声波振动外耳道外耳道鼓膜鼓膜听骨链听骨链卵圆窗卵圆窗外淋巴外淋巴和内淋巴振动和内淋巴振动基底膜振动基底膜振动毛细胞和盖膜相对位置毛细胞和盖膜相对位置关系变化关系变化毛细胞顶毛细胞顶端端纤毛弯曲或摆动纤毛弯曲或摆动毛细胞电位变化毛细胞电位变化 听神经动作电位听神经动作电位。基基底膜长底膜长30 mm，底，底部窄，顶部窄，顶部逐渐加宽，螺旋器高度和重量随之增大。部逐渐加宽，螺旋器高度和重量随之增大。 愈愈靠近基底膜底部，共振频率愈

14、靠近基底膜底部，共振频率愈高高基底膜最大振幅所在位置短声刺激引起的微音器电位和听神经动作电位短声刺激引起的微音器电位和听神经动作电位CM微音器电位；AP听神经动作电位 A 与B对比明，声音位相改变时，微音器电位位相倒转，但神经动作电位位相不变；C：在白噪音作用下，AP 消失，CM仍存在机制：静毛的弯曲使毛机制：静毛的弯曲使毛细胞顶部的阻抗改变。细胞顶部的阻抗改变。向长纤毛方向弯曲，顶向长纤毛方向弯曲，顶部表面的阻抗减小，电部表面的阻抗减小，电流增大，去极流增大，去极化；化；向向短纤毛方向弯曲则相短纤毛方向弯曲则相反。反。 把引导电极放在内耳圆窗附近，把引导电极放在内耳圆窗附近，当给予一个短声刺

15、激时，可记录到微音器电位之后的听当给予一个短声刺激时，可记录到微音器电位之后的听神经的复合动作电位。神经的复合动作电位。 起源于基底膜不同部位的多条神经纤维的放电，在起源于基底膜不同部位的多条神经纤维的放电，在一定声音刺激强度范围内，动作电位振幅随声音刺激强一定声音刺激强度范围内，动作电位振幅随声音刺激强度增大而增大。度增大而增大。 在安静时有自发放电，在安静时有自发放电，1-100/s。单条听神经纤维与某一频率纯音发生反应时所需的刺单条听神经纤维与某一频率纯音发生反应时所需的刺激强度最小，这个频率被称为该神经纤维的最佳频率。激强度最小，这个频率被称为该神经纤维的最佳频率。每条纤维的最佳反应频

16、率的高低，取决于该纤维末梢每条纤维的最佳反应频率的高低，取决于该纤维末梢在基底膜上分布的位置，而这一部位正好是该频率的在基底膜上分布的位置，而这一部位正好是该频率的声音所引起的最大振幅行波的所在部位。声音所引起的最大振幅行波的所在部位。 五五 内内耳的平衡感觉功能耳的平衡感觉功能 正常姿势的正常姿势的维持维持: :前前庭器官庭器官、视觉器官和本体感觉感受器的协同活、视觉器官和本体感觉感受器的协同活动动 椭圆囊、球囊、三个半规管中的毛细胞结构类似，顶端有纤毛，其中一根最长，位于细胞顶端一侧边缘处，为，其余较短，为。静纤毛向动纤毛方向弯曲静纤毛向动纤毛方向弯曲去极化去极化达阈电位达阈电位传入神经冲动传入神经冲动(兴奋兴奋)动纤毛向静纤毛方向弯曲动纤毛向静纤毛方向弯曲超极化超极化传入神经冲动传入神经冲动(抑制抑制)内耳有三对半规管内耳有三对半规管(semicircular canal)毛细胞位于壶腹嵴毛细胞位于壶腹嵴(ampulla) 直立时：沿水平方向旋转，刺激水平半规管直立时：沿水平方向旋转，刺激水平半规管如如：电梯突然上升：电梯突然上升伸肌抑制，腿屈曲伸肌抑制，腿屈曲 电梯突然下降电梯突然下降伸肌紧张，腿伸直伸肌紧张，腿伸直 汽汽车突然加速车突然加速背肌紧张而后仰背肌紧张而后仰 汽汽车突然减速车突然减速背肌抑制而前倾背肌抑制而前倾当前庭器官