第四章+感觉器官1－视觉.ppt

1、第四章 感觉器官,教学目标：掌握感受器和感觉器官的定义，掌握感受器的一般生理特性。掌握视觉的感受原理。掌握听觉的感受原理。 课时：4,第一节 概 述 第二节 视 觉 器 官 第三节 听 觉 器 官 第四节 前 庭 器 官,第一节 概 述,感受器（感受细胞）：分布在体表或组织内部的一些专门感受机体内、外环境改变的结构或装置。 根据特化程度可分为两类： 1.一般感受器，分布于全身各部，如触、压、痛、温度觉感受器和位于肌、腱、关节、内脏、心血管的感受器。 2.特殊感受器，只分布在头部，包括嗅、味、视、听和平衡的感受器。,根据所在部位和所接受刺激的来源可分三类：,1. 外感受器 分布在皮肤、粘膜、视器

2、和听器 等处，接受来自外界环境的刺激，如触、压、痛、温度、光、声等物理和化学刺激。 2. 内感受器 分布在内脏和血管等处，接受来自内环境的物理或化学刺激，如压力、渗透压、温度、离子及化合物浓度等。 3. 本体感受器 分布在肌、肌腱、关节和内耳位觉器等处，接受机体运动和平衡时产生的刺激。,感觉器官：感受细胞与一些神经结构、非神经附属结构一起构成感觉器官，如眼、耳等。 感觉：感受细胞把机体内、外环境中的各种刺激转变为电位变化，并以神经冲动的形式通过感觉神经纤维传向中枢神经系统的特定部位，最后经过大脑皮层的分析和综合产生各种感觉。,感受器的一般生理特性:,1.感受器的适宜刺激(感受刺激的特异敏感性)

3、： 指感受器对之最敏感的刺激感受器的适宜刺激。如：视网膜对380780nm光波，听感受器对1620000Hz频率的声波最敏感。 感觉阈(阈值)：能引起感觉传入冲动产生的最小的适宜刺激强度。 非适宜刺激也可使某种感受器反应，但需刺激强度大，如压眼球产生光感。,2.感受器的换能作用(感受刺激的能量转换性)： 指感受器接受到适宜刺激后，通过跨膜信号转换过程，感受器细胞发生膜电位的变化。 适宜刺激感受器跨膜信号转换感受器电位(感觉神经末梢上的称启动电位或发生器电位) 传入神经神经冲动(AP)。 3.感受器的编码作用(感受刺激的信息整合作用): 换能过程中,将刺激的信息(质和量)包含在新的动作电位之中。

4、 感觉中枢正是根据这些信号的特定排列组合,进行分析综合,获得各种主观感觉。 刺激性质的编码 刺激强度的编码,4.感受器的适应现象(感受刺激的持续性)： 指感受器对同一刺激的持续作用,其反应逐渐降低的现象。(如嗅觉) 产生机制：适应现象的机制比较复杂，可发生在感受器的换能过程、离子通道的功能状态、感受器细胞与感觉传入纤维之间的突触传递特性等不同阶段。 类型与意义： 快适应感受器：嗅觉、触觉。 慢适应感受器：痛觉、血压。,第二节 视 觉 器 官 眼是人体最重要的感觉器官,大约有95以上的信息来自视觉。 眼的适宜刺激:是可见光(波长380780nm的电磁波)。,可见光,眼的折光系统,折射成像,视网膜

5、的感光系统,换能作用,感受器电位视NAP,视觉中枢视觉,视器,眼球,眼球壁,外 膜 （纤维膜）,中 膜 （血管膜）,内 膜 （视网膜）,内容物,房水 晶状体 玻璃体,眼副器,包括眼睑、结膜、泪器、眼球外肌,角膜 巩膜,虹膜 睫状体 脉络膜,虹膜部 睫状体部 视部,盲 部,一、眼的构造,(一)眼球eyeball,前极 后极 眼轴 视轴,1、眼球壁 （1）纤维膜(外膜) 角膜:cornea 无色透明 无血管 感觉神经丰富 具有屈光作用 巩膜:sclera 巩膜静脉窦 sinus venosus sclera,（2）血管膜(中膜) 虹膜 iris 睫状体 ciliary 脉络膜 choroid,（3

6、）视网膜retina(内膜) 分两层: 色素上皮层 视细胞 神经层 双极细胞 节细胞,分两部: 盲部和视部 两个概念 盲点 黄斑,2、眼球内容物,（1）眼房与房水 眼房 房水aqueous humor 房水循环 睫状体后房前房巩膜静脉窦 睫前静脉眼静脉,瞳孔,前房角,（2）晶状体lens （3）玻璃体vitreous body,二、眼的成像与折光调节,(一) 眼的折光系统和成像,眼内折光系统的折射率和曲率半径,空气 角膜 房水 晶状体 玻璃体,折射率 1.000 1.336 1.336 1.437 1.336 曲率半径,7.8(前) 10.0(前),6.8(后) -6.0(后),整体眼折光能力

7、最强的是：空气-角膜界面。 当不戴潜水镜潜水时,水中视物模糊的原因是空气-角膜界面的折射率所致。,1.折光系统,2.简化眼：设眼球为单球面折光体：前后径为20mm,折射率为1.333,曲率半径为5nm,节点(n,光心)在角膜后方5mm处,前主焦点在角膜前15mm处,后主焦点在节点后15mm处。 当平行光线(6m以外)进入简化眼，被一次聚焦于视网膜上,形成一个缩小倒立的实像。,简化眼中的AnB和anb是对顶相似三角形。如果物距和物体大小为已知，可算出物像及视角大小。,3视敏度(视力)： 概念：指人眼分辨精细程度的能力。 由简化眼模型，根据已知的物距和物体大小，可算出物像及视角大小。 正常人眼在光

8、照良好的情况下，在视网膜上的物像5m(视角1)能产生清晰的视觉。,1角的物像可分别刺激不相邻的两个感光细胞，其各自的感光信息传入才能分辨两个点。,视敏度的限度：用能分辨两点的最小视网膜上的物像(5m)或视角(1)表示。 视力表是根据此原理设计的。E 字的笔画粗细和缺口皆为1 。,视角 = 1 = 1.0 (5.0),视角 =10 = 0.1 (3.3),(二)眼的调节,实际上,正常人眼看近物时，眼折光系统的折光能力能随物体的移近而相应的改变,使物像仍落在视网膜上，看清近物。,这个过程即为眼的调节：晶状体调节、瞳孔调节和眼球会聚。,1.晶状体调节,物像落在视网膜后,视物模糊,皮层-中脑束,中脑正

9、中核,动眼神经副交感核,睫短N,睫状肌收缩,悬韧带松弛,晶状体前后凸,折光能力,物像落在视网膜上,持续高度紧张睫状肌痉挛近视,调节前后晶状体的变化,弹性老花眼,视觉调节 睫状体，晶状体 睫状小带连一起 睫状体内睫状肌 收缩舒张调视力 视近肌缩小带松 晶体变凸高度曲 视远肌舒小带紧 晶体变薄折射低,晶状体调节的能力有一定的限度。这个限度用近点(能看清物体的最近的距离)表示。,近点越近，说明晶状体的弹性越好。,不同年龄的调节能力,2.瞳孔调节 正常人的瞳孔直径变动在1.58.0mm之间。 瞳孔近反射： 当视近物时,除发生晶状体的调节外,还反射性的引起双侧瞳孔缩小。其反射通路与晶状体调节的反射通路相

10、似,不同之处为效应器(瞳孔括约肌收缩,瞳孔缩小)。,意义：瞳孔缩小后,可减少折光系统的球面像差和色像差,使视网膜成像更为清晰。,瞳孔对光反射： 瞳孔的大小还随光照强度而变化,强光下瞳孔缩小,弱光下瞳孔扩大,称为瞳孔对光反射。 意义:调节光入眼量 减少球面像差和色像差; 协助诊断 过程：强光视网膜感光细胞视N中脑的顶盖前区(双侧)动眼N副交感核(双侧)睫状N节瞳孔括约肌瞳孔缩小。,当双眼凝视一个向前移动的物体时,两眼球同时向鼻侧会聚的现象称为眼球会聚。 它也是一种反射活动,其反射途径与晶状体调节反,3.眼球会聚,射基本相同，不同之处主要为效应器(内直肌)。 意义：使物像分别落在两眼视网膜的对称点

11、上,使视觉更加清晰和防复视的产生。,(三)眼的折光异常,正常眼(正视眼)通过调节,可以分别看清远、近不同的物体。 若眼的折光能力异常,或眼球的形态异常,平行光线不能在视网膜上清晰成像,称为屈光不正(非正视眼)。 常见的有远视、近视和散光。,1.近视眼:多数由于眼球的前后径过长,或角膜和晶状体曲率半径过小,折光能力过强，近视眼的远点比正视眼的近,远视力差,近视力正常。 矫正：配戴适宜凹透镜。,2.远视眼:多数由于眼球的前后径过短,或折光系统的折光能力过弱，远视眼的近点比正视眼的远,看远物、看近物都需要调节,故易发生调节疲劳。 矫正：配戴适宜凸透镜。,3.散光眼:角膜或晶状体(常发生在角膜)的表面

12、不呈正球面,曲率半径不同,入眼的光线在各个点不能同时聚焦于一个平面上,造成在视网膜上的物像不清晰或变形,从而视物不清或视物变形。 矫正：配戴适当的柱面镜,在曲率半径过大的方向上增加折光能力。,二.眼的感光系统 (一).视网膜的结构和功能特点 1.主要细胞层 色素上皮 感光细胞: 视杆细胞 视锥细胞 双极细胞层 与感光细胞终足发生突触联系 与神经节细胞发生突触联系 神经节细胞层,2.视网膜的两种感光换能系统 (1).视杆系统(rods system) 分布:视网膜周边 联系:会聚式联系 多个视杆C与一个双极C联系 多个双极C与一个节C联系 感光色素:一种(视紫红质) 功能:暗视觉(光敏感度高)

13、无色觉 分辨力差,(2).视锥系统(cones system) 分布:视网膜中央 联系:单线式联系 一个视锥细胞与一个双极细胞联系 一个双极细胞与一个节细胞联系 感光色素:红.绿.蓝三种光敏感色素 功能:昼光视觉(光敏感度低) 有色觉 分辨力高,(3).举例说明 鸡视网膜仅有视锥细胞 (无暗视觉) 猫头鹰视网膜仅有视杆细胞 (无昼光视觉),(二).视杆细胞的感光换能机制 1.结构特点 由外段、内段、胞体和终足构成。 外段：圆柱状 膜盘(近千个） 视紫红质(100万个),2.视紫红质(rhodopsin)的光化学反应 (1).视紫红质的结构 结合蛋白 一分子是视黄醛(retinal) (11-顺

14、视黄醛,生色基团) 一分子是视蛋白(opsin) (348AA, 7个螺旋区),(2).分解反应 光照视紫红质 (视黄醛和视蛋白分 离)视黄醛变构为全反型视蛋白分 子变构信号转导系统感受器电位,(3).合成反应 A.在暗光条件下 B.关键是全反型视黄醛复转为11-顺视 黄醛 a.色素上皮摄取全反型视黄醛,异构酶将其转为11-顺视黄醛,11-顺视黄醛返回视杆细胞与视蛋白结合; b.全反型视黄醛转变为全反型视黄醇, 异构酶将其转为11-顺视黄醇,11-顺 视黄醇转为11-顺视黄醛。,C.维生素A(全反型视黄醇)可用于合成 和补充消耗 维生素A缺乏夜盲症 (4).分解与合成反应的平衡点取决于 光强度

15、 暗光:合成分解 亮光:分解合成,3.视杆细胞感受器电位的产生 (1).静息电位:-30-40mV 外段膜有一定数量的化学(cGMP)门控Na+通道开放: A.一定Na+内流(暗电流)去极化状态 B.少量Ca2+内流抑制鸟苷酸环化酶 (GC),加强磷酸二脂酶(PDE)对 通道负反馈调控,(2).感受器电位的产生过程 外段膜视紫红质吸收光量子视黄醛 变构为全反型变视紫红质激活 膜盘传递蛋白(transducin,Gt)激活 邻近磷酸二酯酶(GC)cGMP大量分 解胞浆cGMPcGMP门控Na+通 道关闭Na+内流超极化终足释 放递质 神经节细胞AP,(三).视锥系统与色觉 1.与视杆系统的比较

16、(1).视盘含三种视锥色素 (视蛋白+11-顺视黄醛) 仅视蛋白分子结构与视紫红质稍 不同 (2).感光换能机制相似 (3).有色觉,2.颜色视觉的机制 (1).颜色的物理特性 -视觉光波波长范围:380-760nm -波长3-5nm的变化:不同颜色(150多种) -任何一种颜色可由红.绿.蓝(三原色) 光线按比例混合而得(牛顿色盘),(2).颜色视觉的三原色学说 A.视网膜有对红.绿.蓝色特敏感的三 种视锥C(含三种相应的光敏感色素);,B.仅感红视锥C兴奋红色觉 仅感绿视锥C兴奋绿色觉 仅感蓝视锥C兴奋蓝色觉 三种视锥C不同比例兴奋不同色觉 同等比例兴奋白色觉 C.色盲:缺乏某种或某些视锥C 色弱:某种或某些视锥C光反应较弱,(四).与视觉有关的现象 1.视力(visual acuity) (1).定义 眼对物体细小结构的分辨能力。 (2).测量原理 正常眼能看清楚的最小视网膜象为指 标,相当于视网膜中央凹处一个视锥 细胞的平均值经（45m）,(3).方法 Snellen图标(几组大小不一的字母E） A.正常标准视力(1.0): 5m处, E字符笔画的宽度1.5mm, 视角 为1分, 视网膜象4-5 m,2.明暗适应 (1).明适应(light adaption) 现象: 暗处进入亮光处