神经生物物理视觉

关于神经生物物理视觉1第1页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五2右眼球的水平切面图第2页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五3角膜角膜的基质是呈片状结构的胶原纤维，其有组织的排列使角膜对光保持良好的透明度。角膜正常情况下没有血管，通过扩散作用从空气和周围结构获取氧气。故角膜移植后一般不产生免疫反应。角膜内只有一对神经末梢，切断后几周内即可再生。第3页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五4晶状体经悬韧带与睫状体连接固定，由弹性膜和复杂的透明纤维系统组成。一生中晶状体纤维不断增生，形成皮质层，旧纤维被挤向中心，形成晶状体核。年轻人晶状体富有弹性，随着年龄的增大，逐渐变硬，晶状体核略呈黄色，透明性变差，甚至变为不透明（白内障）。第4页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五5房水玻璃体房水充满角膜和晶状体之间的空间。营养作用。玻璃体是一种胶状物质，主要由很细的胶原纤维组成，充满晶状体和视网膜的广大空间。正常为透明，病理情况下变得浑浊。99%为水，其余成分为胶原及透明质酸。第5页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五6视网膜显著特点为各类细胞分层有序的排列。视网膜显示的分层结构：在三组细胞层之间插入两个突触层。光感受器的胞体位于外核层，包括视杆细胞和视锥细胞。内颗粒层有三类基本神经元胞体：水平细胞、双极细胞、无长突细胞。第6页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五7外网状层中，光感受器与水平细胞、双极细胞发生突触联系。内网状层为双极细胞、无长突细胞与神经节细胞发生突触联系的部分。神经节细胞是整个视网膜的输出神经元，其轴突沿视网膜边缘行走，在视盘处聚集形成视神经，把所有视觉信息由眼传至高级视觉中枢。4.3.1视网膜的结构与功能第7页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五8第8页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五9视杆细胞与视锥细胞光线颜色数目分布第9页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五10明视觉和暗视觉视杆细胞，光强敏感度高，光颜色分辨差视锥细胞，光强敏感度低，光颜色分辨强颜色分辨以中央凹为最佳第10页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五11颜色视觉颜色基本属性：色泽、饱和度和亮度色泽是表示颜色属性的基本量，如红绿蓝等饱和度指有色组分相对物色组分的比例，即颜色深浅。亮度指颜色的无色组分在灰度等级上的相对位置，即通常的亮暗。第11页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五12色觉的三变量性两种不同的颜色相混合可以产生另一种颜色。色觉的三变量性：任何颜色都可以用三种合适选择的单色光的混合所复现国际上约定，这三种原色为红绿蓝。第12页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五13色觉缺陷道尔顿是有历史记载的第一个红绿色盲者。异常三色觉者或色弱者。二色觉者，对于颜色的比配，用两种原色即可。如红色盲把红与黑、深灰、褐色相混淆。全色盲，通常有畏光症。色觉缺陷主要是遗传性的，有清楚的遗传规律。第13页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五14视网膜的主要突触类型常型突触，与神经系统其他部分化学突触相似。带型突触，在突触前膜有一条电子致密带或杆。基部连接，主要在光感受器和双极细胞之间。缝隙连接，常见于光感受器终末之间、水平细胞之间，偶尔也见于双极细胞终末或双极细胞终末和无长突细胞突起之间。第14页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五15第15页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五16第16页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五17第17页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五18光感受器——L-谷氨酸水平细胞——γ-氨基丁酸双极细胞——可能：乙酰胆碱、甘氨酸无长突细胞——5种肯定的神经活性物质和8种神经肽递质第18页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五19视网膜内各种细胞的电活动感受细胞水平细胞双极细胞无足细胞神经节细胞第19页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五20纵向传递感受细胞（传入成分）－－中间神经元－－神经节细胞水平作用在感受细胞的传入水平（水平细胞）在神经节细胞的传出水平（无足细胞）

第20页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五21第21页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五22感觉细胞超极化反应呈分级电位不出现全或无的峰电位感受野狭窄对光点起反应光环作用不明显。第22页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五23水平细胞超极化电位很大的感受野光点敏感光环敏感不是全或无的第23页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五24双极细胞信息纵向传递光点作用于感受野中心则超极化光环作用，中心和周围反应明显不同光点加光环结合第24页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五25无足细胞在内网状层记录到它的反应在短暂的去极化电位上附加了少数小的峰电位主要是分级电位小峰的多少不依赖于刺激强度。第25页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五26神经节细胞光刺激产生大的动作电位，其频率正比于膜去极化的程度。第26页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五27第27页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五284.3.2感受器电位早感受器电位ERP晚感受器电位LRP都发生在视网膜电图的最前面先出现的是早感受器电位后出现的是晚感受器电位第28页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五29在一定的刺激强度范围内，早感受器电位的振幅随刺激强度的增大而增大，呈直线关系。不同时相时，两位相大小各自变化。不受缺氧影响不受KCl溶液影响，没有Na离子仍可记录到早感受器电位。不受视细胞膜电位影响第29页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五30早感受器电位发生机制实验表明胞外离子对早感受器电位没有明显影响。说明其不是由于细胞膜的通透性变化所产生的，而是一种新异的生物电现象。目前实验结果表明早感受器电位是由光所引起的光色素分子的形状变化所造成的。第30页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五31晚感受器电位性质继早感受器电位之后，且还没完全消失时出现的一个较慢的电位变化。与视网膜电图中α波潜伏期相同。振幅是毫伏级与早感受器电位的关系还不清楚脊椎动物的视杆与视锥细胞产生的晚感受器电位全是超极化反应。而无脊椎的呈去极化反应。第31页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五32晚感受器电位的发生机制产生视神经冲动主要是依赖于晚感受器电位的作用。离子学说：视色素吸收光子后，产生大量阳离子流动，故有放大作用。第32页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五33ERG的临床应用为视网膜功能的测试提供了一种直接的测试手段，是眼科的常规检查方法。遍及许多视网膜疾患，主要有夜盲、视网膜色素变性、黄斑变性、眼内肿瘤、糖尿病性视网膜炎等等。如视网膜色素变性患者在晚期ERG消失，而在早期，其他方法尚不能察觉时即可发现其变化。第33页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五34第34页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五35影响视网膜电图的因素刺激强度持续时间刺激光的光谱成分，如红光还是蓝光光照面积和区域刺激方式，如单次还是重复等眼睛生理状态第35页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五364.3.3视觉信息初步视杆和视锥细胞产生的电信号，在视网膜内经过复杂的细胞网络的传递，最后由神经节细胞发生动作电位的形式传向中枢。视网膜内各种细胞间所谓排列和联系非常复杂，细胞间与信息传递有关的化学物质种类繁多，故视觉信息从感光细胞向节细胞传递时，必然要经历种种改变。这实际就是视网膜本身对视觉信息的初步处理。第36页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五37初步确定，双极细胞、水平细胞和多数无长突细胞同两种感光细胞一样，没有产生动作电位的能力（但部分无长突细胞可产生动作电位），这三种细胞与感光细胞不同的是，它们在前一级细胞影响之下，即能产生超极化型慢电位，也能产生去极化型慢电位（相当于一般神经元突触后膜处的IPSP和EPSP）。所有这些慢电位只能作电紧张性的扩布，影响突触前膜递质释放量的改变，从而引起下一级细胞产生慢电位变化。第37页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五38慢电位传递到神经节细胞体时，后者有产生动作电位的能力，当两种形式的慢电位总和的结果使节细胞的静息膜电位能够去极化到阈电位水平时，才会产生“全或无”式的动作电位，作为视网膜的最后输出信号传向中枢。第38页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五39神经节细胞分类X-细胞Y-细胞W-细胞第39页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五40X-细胞细胞反应的空间总和性质是线性的，时间上是持续性的。具有同心圆式的“中心-周边感受野”，感受野较小。对不同波长的光反应不同，对光的强度变化不敏感。第40页，共43页，2022年，5月20日，14点33分，星期五41Y-细胞细胞反应的空间总和性质是非线性的，时间上表现为瞬变型，细胞具有“中心-周边感受野”，感受野较大。对光的强度变化敏感，对不同波