第9章 感觉器官的功能课件

第九章感觉器官的功能

Functionofthesensoryorgans

第一节:感受器和感觉器官

Sensoryreceptorandorgans一、两者的定义和分类

1.定义：

2.感受器的分类：①按分布部位分；②按接受刺激性质分；第9章感觉器官的功能二、感受器的一般生理特性

(一)适宜刺激adequatestimulus:特定的

最敏感(阈值最低)的能量变化形式。

(二)换能作用transduction:把刺激能量转换为传入神经的AP。

1.receptorpotential:以电紧张形式扩布至神经末梢

AP

2.generatorpotential:直接转为AP。

3.为局部慢电位,需总和后才转为AP。第9章感觉器官的功能光眼声耳化学舌Ap大脑第9章感觉器官的功能(三)编码作用sensorycoding1.概念:在换能同时,把刺激包含的环境变化的信息也转移到AP的组合和序列之中。2.刺激性质编码:①感受器种类;②特定传导通路;③大脑皮层特定部位。3.刺激的量(强度)编码:

①感受器电位的幅度、持续时间、波动方向等;②单一神经纤维AP频率；③参与传递信息的神经纤维数目。第9章感觉器官的功能蛙肌梭中刺激强度的编码模式图第9章感觉器官的功能(四)适应现象adaptation1.概念:当一恒定刺激作用于感受器时,虽刺激仍在持续作用，但感觉传入神经上AP的频率已开始逐渐下降的现象。2.分类及功能意义：①快适应感受器:如环层小体；有利于探索新异刺激；②慢适应感受器:如颈动脉窦；有利于对机体功能状态进行长时间监测，并随时调整。3.适应不是疲劳。第9章感觉器官的功能第二节视觉器官

Visualsenseorgan—eye

适宜刺激:波长380~760nm的电磁波第9章感觉器官的功能

一、眼折光系统的功能

Functionofthedioptricsystem

(一)折光系统的光学特性:

4种折射率不同的介质;4个曲率不同的折射面;折射主要发生在角膜前表面;6m以远平行光线成像在后主焦点即视网膜上第9章感觉器官的功能(二)简化眼reducedeye

根据相似三角形原理和简化眼参数可计算出正常眼能看清物体的最小视像(ab)大小为5m。(以AB=1.5mm,Bn=5m计)E1.5mm第9章感觉器官的功能(三)眼的调节Visualaccommodation

远点far-point第9章感觉器官的功能1.晶状体反射accommodationreflex

眼视近物→成像在视网膜后→视像模糊→视皮层→中脑正中核→动眼N缩瞳核→动眼N副交感F→睫状N节→睫状短N→睫状肌环行肌收缩→悬韧带松弛→晶状体靠弹性变凸(前面为主)→折射力增加→焦距缩短→物象前移→回到视网膜。第9章感觉器官的功能

视近物时视像前移过程第9章感觉器官的功能调节力Accommodationforce:眼作最大调节所能增加的折光力。可用近点表示。近点nearpoint:越近,弹性越好,调节力愈强

第9章感觉器官的功能眼调节前后晶状体形状改变

左：安静右：视近物睫状肌环行肌收缩睫状肌环行肌舒张第9章感觉器官的功能第9章感觉器官的功能2.瞳孔近反射nearreflexofthepupil

视近物→瞳孔缩小→减少球面像差和色像差→增加清晰度第9章感觉器官的功能球面像差及其消除球面像差:透镜边缘折射焦点比中央区更靠近透镜。色像差:红光焦点最远,紫光最近,其它光位于二者之间。第9章感觉器官的功能瞳孔对光反射

pupillarylightreflex

1.该反射不属于眼(近)调节范畴；第9章感觉器官的功能2.Reflexarc:光照瞳孔→视网膜→视神经→中脑顶盖前区换元→双侧动眼N缩瞳核→动眼N副交感F→瞳孔括约肌收缩→瞳孔缩小。另一侧瞳孔同时缩小，称为互感性对光反射consensuallightreflex。3.生理意义:调节入眼光量，不因过强而损伤，不因过弱而影响视觉。4.临床意义:判断麻醉深度；病危程度。第9章感觉器官的功能3.辐辏反射

convergencereflex

两眼成像在对称点形成单视；若成像在非对称点（如眼外肌麻痹）则出现复视(diplopia)第9章感觉器官的功能对称点以中央凹的中心点为准,整个中央凹及整个视网膜的上、下、左、右,凡同侧同距离之点均是对称点中央凹第9章感觉器官的功能(四)折光异常ametropia

近视、远视、老视、散光第9章感觉器官的功能1.近视myopia:前后径过长,折光力过强。远点、近点都近移第9章感觉器官的功能2.远视hyperopia:前后径过短,折光力过弱。远点消失、近点远移第9章感觉器官的功能3.老视

presbyopia:晶体弹性弱,调节力降低远点正常、近点远移第9章感觉器官的功能4.散光astigmatism角膜呈非正球面水平面上曲率半径大，焦点位于B;垂直面上曲率半径小，焦点位于G;第9章感觉器官的功能二、感光系统的功能

Functionofthephotosensorysystem(一)视网膜(retia)的结构特点

1.由四层细胞构成；

2.除色素细胞层外,余层均参与信息传递;3.感光细胞层有视杆(rods)和视锥(cones)

两种细胞。第9章感觉器官的功能视网膜的主要细胞层次第9章感觉器官的功能(二)视网膜的两种感光换能系统

1.视杆系统

2.视锥系统

第9章感觉器官的功能1.Rods:①分布在偏离中央凹20mm的周边部，与两类神经细胞多呈会聚联系;②功能上对光敏感，分辨力低，无色觉，在弱光下起作用，属晚(暗)光觉系统;③视色素为视紫红质(rhodopsin)。2.Cones:①分布在中央部(中央凹)，多呈单线联系;②功能上对光敏感性差，分辨力高，有色觉;

在强光下起作用，属昼(明)光觉系统；③含三种吸收光谱特性不同的视锥色素(红、绿、蓝)。3.盲点(blindspot):黄斑鼻侧3mm,视N始端。第9章感觉器官的功能感光细胞的分布第9章感觉器官的功能感光细胞与神经细胞联系第9章感觉器官的功能(三)视杆细胞感光换能机制第9章感觉器官的功能1.视紫红质Rhodopsin

的发现(1877年)置蛙于暗室,眼视明亮窗子,一定时间后遮光,剔出视网膜,明矾固定,可见有白色窗子影象，周边衬以紫红色。第9章感觉器官的功能2.Rhodopsin

的光化学反应

视紫红质=

视蛋白+11-顺视黄醛视蛋白全反型视黄醛

11-顺视黄醛

VitA(全反型视黄醇)

夜盲症Nyctalopia强光下分解暗光下合成第9章感觉器官的功能视杆细胞的感受器电位1.未光照时:RP=-30mV~-40mV(小于一般细胞RP);

此时外段膜Na+通道开放,Na+内流入细胞(去极化);而内段Na+泵不断把胞内Na+泵出胞外,维持膜内外Na+的平衡。形成了从内段流向外段的暗电流(darkcurrent)。2.光照时:视紫红质吸收光量子→构象改变→变视紫红质Ⅱ中介

→

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

→

cGMP浓度下降

→

Na+通道关闭→暗电流减弱或消失→超极化型感受器电位。第9章感觉器官的功能第9章感觉器官的功能(四)视锥细胞和色觉Conesandcolorvision

三原色学说

红绿蓝

4:1:0

红

2:8:1

绿第9章感觉器官的功能三种视锥细胞

红、绿、蓝420nm534nm564nm色盲:缺乏色觉;色弱:辨色能力低第9章感觉器官的功能三、视网膜的信息处理

visualimformationprocessing

光→两种感光细胞→超级化型感受器电位→以电紧张形式扩散到终足→释放递质Glutamate→双极细胞(促离子受体、促代谢受体)→部分双极细胞产生去极化慢电位、部分双极细胞产生超极化慢电位(提供了对比机制)→神经节细胞→两种慢电位总和→神经节细胞去极化→阈电位→神经节细胞产生AP.第9章感觉器官的功能第9章感觉器官的功能四、与视觉有关的现象visualphenomena

1.暗适应和明适应

darkadaptationandlightadaptation第9章感觉器官的功能2.视野visualfield颞侧鼻侧第9章感觉器官的功能3.视敏度(视力)Visualacuity

5m远看清1.0行字母E0.1行E为1.0行E的10倍，如在50m看清则视力也是1.0第9章感觉器官的功能

d(视力表与被测者距离)5mV(实测视力)===1.0D(正常看清1.0行E的距离)5m若：

2.5mV(实测视力)==0.55m10mV(实测视力)==2.05m----------第9章感觉器官的功能4.视后像和融合现象

aftereffectandfusionphenomenon1.视后像:注视一光源或亮物体,当撤光(如闭眼)后,尚可在一极短瞬时间内残留光感,其形状和大小与光源或物体相似。2.融合现象:重复闪光刺激人眼,当频率较低时，产生一闪一闪的光感;当频率增加到一定程度时，则产生连续光感。引起闪光融合的最低频率成为临界融合频率(criticalfusionfrequency)。3.中等光照强度下,临界融合频率为25次/秒第9章感觉器官的功能5.双眼视觉binocularvision

(1)

扩大视野;

(2)

弥补盲点blindspot;

(3)

立体视觉stereopsis;第9章感觉器官的功能第三节听觉器官

Auditorysenseorgans

一、听阈与听域

Auditorythresholdandaudiblearea人耳能感受的振动频率:20~20000Hz(1000~3000Hz最敏感);声强:0.0002~1000dyn/cm2第9章感觉器官的功能外耳、中耳为传音功能内耳(耳蜗)为感音功能第9章感觉器官的功能第9章感觉器官的功能(二)中耳的功能

1.鼓膜特性:频率响应好,不失真,复制外加振动频率,与其同始同终。

2.听骨链增压作用:交角杠杆(增压22.4倍)

长臂(锤骨柄):短臂(砧骨长突)=1.3:1

鼓膜:卵圆窗=55mm2:3.2mm2=17.2:13.鼓膜张肌与镫骨肌作用:减小听骨链振幅,保护感音装置

4.咽鼓管的作用:平衡鼓室内外压力第9章感觉器官的功能第9章感觉器官的功能第9章感觉器官的功能(三)声音传入的途径

1.空气的传导(气导)2.骨传导(骨导)

声波→外耳→鼓膜→听骨链→

卵园窗→耳蜗→淋巴液→基底膜→听毛细胞→微音器电位→

听神经Ap→颞叶→产生听觉声波↓颅骨↓第9章感觉器官的功能外淋巴液外淋巴液内淋巴液第9章感觉器官的功能正常:

气导>骨导传导(音)性耳聋:

气导<骨导感音(神经)性耳聋:

气导、骨导均减弱第9章感觉器官的功能三、内耳(耳蜗)的功能

Functionofthecochlea

第9章感觉器官的功能(一)基底膜振动的行波理论travelingWavetheory1.以行波方式从底部开始，向蜗顶传播;2.声波频率不同，行波传播的远近和最大振幅出现部位不同：

蜗底第9章感觉器官的功能

声波频率愈高→行波传播愈近→最大振幅→靠近卵圆窗即蜗底；

声波频率愈低→行波传播愈远→最大振幅→靠近蜗顶。

∴蜗底受损影响高频音听力；蜗顶受损影响低频音听力；第9章感觉器官的功能3.对声音频率(音调)的分析：

(1)每一频率声波都有一个基底膜最大振幅区→此区毛细胞受刺激最强→该处的听神经纤维的传入冲动最多。(2)来自基底膜不同部位的听神经纤维的传入冲动→达听皮层不同部位→产生不同的音调感觉。

(3)外毛细胞与基底膜的谐振频率相同。声波达基底膜谐振区时,该区外毛细胞发生伸缩活动可：①增强基底膜振动,抵消基底膜本身阻尼→增强了基底膜对声波反应灵敏度和频率分析能力；②同时亦提高了内毛细胞的频率选择性。第9章感觉器官的功能(二)毛细胞兴奋与感受器电位

excitationandreceptorpotentialofthehaircells1.毛细胞兴奋过程:外毛细胞顶部纤毛受盖膜与基底膜振动剪切力作用，内毛细胞顶部纤毛受内淋巴冲击作用而发生弯曲和偏转→引起了毛细胞兴奋→将机械能转变为生物电；2.感受器电位变化方向与纤毛受力方向有关:纤毛向一个方向弯曲,出现去极化电位；向相反方向弯曲,出现超极化电位。第9章感觉器官的功能(三)耳蜗的生物电现象

bioelectricphenomenonincochlea

1.静息电位restingpotential0mv+80mv-80mv第9章感觉器官的功能

⑴耳蜗内电位(endocochlearpotential,EP)即内淋巴电位(endolymphaticpotential)=+80mV

血浆K+内淋巴

K+蓄积机制:血管纹Na+泵∵K+>Na+,∴正电位

血浆

Na+内淋巴低Na+⑵毛细胞静息电位RP=-80mV⑶毛细胞的顶部、底部膜内外电位差不同：

顶部膜内外电位差=160mV(浸浴于内淋巴中)

底部膜内外电位差=80mV(浸浴于外淋巴中)第9章感觉器官的功能2.耳蜗微音器电位

cochlearmicrophonicpotential(CMP)

第9章感觉器官的功能⑴定义:

①声波刺激后,在耳蜗及其附近结构所记录到的频率及幅度与声波一致的电位变化;

②是多个毛细胞感受器电位的复合表现。⑵特性:

①具有交流性质；②无真正阈值；③无潜伏期和不应期；④不易疲劳，不发生适应；⑤在听域范围内，CMP能复制声波频率；⑥在低频范围内，振幅随声压增大而增大;⑦对缺氧和深麻醉相对不敏感。第9章感觉器官的功能

四、听神经的动作电位

actionpotentialoftheauditorynerve

(一)听神经复合动作电位compoundactionpotential反映听神经的兴奋状态。其振幅取决于声音强度、兴奋的纤维数目、各纤维放电同步化程度。第9章感觉器官的功能(二)听神经单一纤维的动作电位

actionpotentialofthesinglefiber

1.具有“allornone”性质；

2.安静时有自发放电;声音刺激时放电频率增加;

3.每条纤维有自己感受的特征(声音)频率(最佳频率):用此频率声音刺激只需最小强度即能使该神经兴奋;characteristicfrequency

4.特征频率的高低取决于该纤维在基底膜起源部位:该部位正是该频率声音引起行波最大振幅的部位,即特征频率高的纤维起源于蜗底,特征频率低的纤维起源于蜗顶。第9章感觉器官的功能∴当声音强度较弱时,神经信息由少数对该频率敏感的纤维向中枢传递;

当某一频率声音强度↑时,能使更多的纤维兴奋,由这些纤维的传入冲动共同向中枢传递该声音的频率和强度信息。对于人耳所感受声音的频率和强度的复杂变化，人耳可通过复杂的基底膜振动形式和听神经兴奋及其组合来区分不同音