神经系统的感觉功能与视觉

第四节神经系统的感觉功能---视觉第三节反射活动的一般规律第六节神经系统对内脏活动的调节第七节脑的高级功能与电活动第五节神经系统对躯体运动的调节第三章神经系统第一节神经元与神经胶质细胞第二节神经元间的信息传递一、感觉(sensation)感觉：是客观事物（某种特性）在人脑的主观反映感觉的产生：①感受器和感觉器官的感受刺激②传入通路的信息传入③中枢的整合分析感觉与知觉（多种特性，甚至多种事物的综合感觉）感觉概述二、感受器：1、分布部位分：内感受器：本体感受器；内脏感受器外感受器：距离感受器：视、听、嗅接触感受器：触、压、味、温2、刺激性质分：光感受器机械感受器化学感受器温度感受器伤害性感受器3、结构形式分：简单：感受细胞、N末梢（痛、触等）。复杂：感受细胞＋非N附属结构=感觉器官三、感受器的一般生理特性:1.适宜刺激（感受刺激的特异敏感性）：感受器最敏感的刺激＝感受器的适宜刺激感觉阈(阈值)：强度阈值：能引起感觉传入冲动产生的最小适宜刺激强度时间阈值面积阈值感觉辨别阈2.换能作用(感受刺激的能量转换性)：感受器的换能作用：将各种形式的刺激能量转换为传入神经的动作电位感受器电位①感受器的局部电位发生器电位感受器局部电位的特点：特异性受体决定刺激性质产生动作电位的阈值取决于时空总和②传入神经动作电位与EPP一样，是局部电位：①电位幅度在一定范围内与刺激强度成正比②不具有“全或无”的特征③可总和④能以电紧张的形式作近距离的扩布适宜刺激感受器跨膜信号转换感受器电位(启动电位或发生器电位)传入神经神经冲动(AP)换能作用:感受器电位的特性：3.编码作用(感受刺激的信息整合作用)对刺激信息的编码作用（局部电位和动作电位的编码作用）刺激信息：性质：感受器上的特异蛋白质或离子通道部位：感受器的分布强度：感受蛋白或离子通道受适宜刺激影响的强度特性时间：感受蛋白或离子通道受适宜刺激影响的时间特性Incellsinvitro产生机制：感受器的换能过程离子通道（膜）的功能状态细胞活动特性突触传递特性中枢信息整合类型类型与意义：快适应感受器：嗅觉、触觉慢适应感受器：痛觉、血压4.适应现象(感受刺激的持续性)：指对同一刺激的持续作用,感受器反应逐渐降低的现象可见光眼的折光系统折射成像视网膜的感光系统换能作用感受器电位→视N冲动视觉中枢→视觉眼的折光与感光系统视觉眼的适宜刺激:可见光(波长370～740nm的电磁波)一、眼的折光系统及其调节1、折光成像的光学原理光线由一媒介进入另一媒介所构成的单球面折光体时，就会发生折射。折射能力(F2)的大小由该单球面折光体的曲率半径(r)和折射率(n2)决定。若空气的折射率n1，其关系式为：F2＝(后主焦距)n2·rn2-n1折光体的折光能力还可用焦度(D)表示：D=1/F21D=100度F2越小，其折光能力越强；n2越大，其折光能力越强；r越小，其折光能力越强。2、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1.0001.3361.3361.4371.336曲率半径7.8(前)10.0(前)6.8(后)-6.0(后)6m以外的光线可认为近于平行光。人眼的总折光能力为59D1）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5mm,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、眼的调节正常人眼看近物时，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。眼的调节：晶状体调节、瞳孔调节眼球会聚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→近视弹性↓→老花眼调节前后晶状体的变化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1.5～8.0mm之间⑴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。意义：反射通路：与晶状体调节的反射通路类同。⑵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(双侧)①调节光入眼量②减少球面像差和色像差;③协助诊断意义:过程：反射途径：与晶状体调节反射基本相同，不同之处主要为效应器(内直肌)。3）眼球会聚使物像分别落在两眼视网膜的对称点上,使视觉更加清晰和防复视的产生意义：4、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,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、眼的感光系统结构及其功能神经细胞层感光细胞层色素细胞层（一）视网膜的结构1、视网膜的构成1)两种感光细胞的分布2）两种感光细胞与神经细胞的联系方式:①视锥细胞：呈单线式联系(视锥:双极:节细胞=1:1:1)②视杆细胞：呈聚合式联系(视杆:双极:节细胞=m:n:1)项目视锥细胞视杆细胞分布视网膜黄斑部视网膜周边部联系方式视锥:双极:节细胞=1:1:1视杆:双极:节细胞=多:少:1(呈单线式,分辨力强)(呈聚合式,分辨力弱)感光色素有感红、绿、蓝光色素3种只有视紫红质1种(不同的视蛋白+视黄醛)(视蛋白+视黄醛)种族差异鸡、爬虫类仅有视锥细胞鼠、猫头鹰仅有视杆细胞适宜刺激强光弱光光敏感度低(强光→兴奋)高(弱光→兴奋)分辨力强(分辨微细结构)弱(分辨粗大轮廓)专司视觉明视觉+色觉暗视觉+黑白觉视力强弱(中央凹为主)(向外周递减)结构特征功能作用1）两种感光细胞的结构、功能比较2、视网膜的两种感光换能系统1、两种感光细胞的结构和感光物质（二）视觉产生的机制视干细胞与视紫红质的光敏感性视锥细胞有分别含有感红光色素、感绿光色素、感蓝光色素三种。视色素（视紫红质）的结构三种视锥色素的区别是视蛋白的分子结构微小差异决定对特定波长光线的敏感程度视色素（视紫红质）的光化学反应视紫红质光视蛋白+11-顺视黄醛视黄醛还原酶11-顺视黄醇(VitA)全反型视黄醇(VitA)醇脱氢酶全反型视黄醛+视蛋白视黄醛异构酶(暗处，需能)异构酶2、感光细胞的感光换能机制无光照cGMP含量高cGMP依赖性Na+通道开放外段膜Na+持续内流(内段膜Na+泵泵出Na+)静息电位（-30～-40mv）光照视紫红质分解变构变视紫红质Ⅱ(中介物)激活盘膜上的传递蛋白(G蛋白)激活磷酸二酯酶分解cGMP→cGMP↓cGMP依赖性Na+通道关闭外段膜Na+内流↓(内段膜Na+泵继续)感受器电位(超极化型)电紧张方式扩布终足视杆细胞感受器电位(超极化型)电紧张方式扩布终足双极细胞(去或超极化型)电-化学-电电-化学-电神经节细胞(动作电位)3、感受器电位及动作电位谷氨酸谷氨酸乙酰胆碱乙酰胆碱谷氨酸谷氨酸4、神经元的反应形式5、视感觉的神经投射与整合（四）几种视觉生理现象1、暗适应与明适应⑵机制：是视紫红质的含量在暗处恢复的过程。暗适应曲线1）暗适应:⑴概念：指从明处→暗处,最初看不清→逐渐恢复暗视觉的过程(约25～30min)。2）明适应：⑴概念：从暗处→明处,最初看不清(耀眼的光感)→片刻后恢复明视觉的过程(约1min)。⑵机制：是视紫红质分解的过程。∵杆素在暗处大量蓄积+对光的敏感度强,∴到明亮处被迅速大量分解,产生和传入大量视觉冲动,从而出现耀眼的光感。2、视敏度(视力)：⑴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。正常人眼在光照良好的情况下，在视网膜上的物像≥5μm(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。⑵视敏度的限度：用能分辨两点的最小视网膜上的物像(5μm)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)3、色觉色觉是感光细胞受到不同波长的光线刺激后,产生的视觉信息传入视觉中枢引起的主观感觉。19世纪初,Young和Holmholtz依据物理学上三原色混合理论提出了视觉三原色学说：红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=1∶1∶1→白色觉红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=4∶1∶0→红色觉红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=2∶8∶1→绿色觉三原色学说可以较好地解释色盲和色弱的发病机制①色盲：指对某一种或某几种颜色缺乏分辨能力。●色盲有红色盲、绿色盲、蓝色盲和全色盲。●通常将红-绿色盲认为全色盲,因视紫红质也可分辨蓝色。●色盲绝大多数是遗传性的②色弱：指对某些颜色的分辨能力比正常人稍差。●色弱的产生并不是由于缺乏某种视锥细胞,而是由于某种视锥细胞的反应能力较正常人为弱;多为后天因素引起。色觉障碍：4、双眼视觉和立体视觉1）双眼视觉:指双眼同视一物体时的视觉。特点：④③②①双眼视觉能增加对物体距离、三维空间的判断准确性,从而形成立体感。双眼视觉视野比单眼视觉大得多;双眼视觉的视野大部分重叠,互相弥补,故无生理盲点投射区;双眼视觉是由于来自物体同一部位的光线，成像于两侧视网膜的“对称点”上，经视觉中枢整合后只产生一个“物体”的感觉；2）立体视觉:⑴概念：指双眼视觉对物体的“深度”(三维特性)的视觉。⑵特点：产生立体视觉的主要因素是视网膜像位差，故单眼视物时，也能产生一定程度的立体感觉(但比双眼视觉的准确性差)。②立体视觉只是对物体感知相对“深度”的经验：即判断一点比另一点的远近(判断有一定的限度：1m远的物体两点差1.5mm)；①5、视野概念：指单眼固定不动注视前方一点时,该眼所看到的空间范围。范围：上眼框和鼻粱遮挡的缘故，单眼视野的下方＞上方；颞侧＞鼻侧三种视锥细胞在视网膜中的分布不匀,色视野的白色＞黄蓝＞红色＞绿色绿红蓝白生理盲点投射区位于视野的颞侧15°处。绿红蓝白物体是交叉成像(上下、左右交叉)于视网膜上视野检查协助诊断视网膜疾患时,视野的缺陷应根据交叉成像原则诊断视网膜的病变部位视觉传递中的局部损伤与视野缺失6、视后像与视觉融合视后像与互补色视反应时间与视觉融合视反应范围与视觉重组（Binding)7、视觉相对运动现象动眼肌位置感觉与视网膜动感成像8、视觉与躯体平衡及前庭反射视觉的中脑核团与小脑