1、第九章 感觉器官,第二节 视觉器官,二、视网膜的感光功能,3)神经细胞层 双极细胞层 节细胞层,2)感光细胞层,1)色素细胞层,1、视网膜的结构,(一)视网膜的结构和两种感光换能系统,两种感光细胞的结构,视盘 (Optic disk),内段,胞体,终足,外段,中央凹 (视黄斑),盲点,2、视网膜的两种感光换能系统,视杆系统(晚光觉系统): 呈聚合式联系 (视杆:双极:节细胞= m:n:1) 视锥系统(昼光觉系统):呈单线式联系 (视锥:双极:节细胞= 1:1:1),两种感光细胞的结构、功能比较,1、视紫红质的光化学反应及其代谢,(二)视杆细胞的感光换能机制,视杆细胞的感光色素: 视紫红质,视杆
2、细胞与视紫红质的光敏感性,视色素(视紫红质)的结构,视紫红质: 视蛋白视黄醛,视色素(视紫红质)的光化学反应及代谢,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,光 照,视紫红质分解变构,变视紫红质(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cGMPcGMP,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,视锥细胞有分别含有感红光色素、感绿光色
3、素、感蓝光色素三种。,(二)视锥细胞的换能机制和颜色视觉,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=111白色觉红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=410红色觉红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=281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,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 色弱:指对某些颜色的分辨能力比正
4、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:,三、视网膜的信息处理,适宜刺激 换能作用 编码 适应现象,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),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,神经元的反应形式,双极细胞: 给光通路(去极化谷氨酸受体) 撤光通路(超极化谷氨酸受体),神经节细胞: 中心给光反应神经元 中心撤光反应神经元,(一)暗适应与明适应,机制:是视紫红质的含量在暗处恢复的过
5、程。,暗适应曲线,1、暗适应:概念:指从明处暗处,最初看不清逐渐恢复暗视觉的过 程(约2530min)。,四、几种视觉生理现象,2、明适应: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)。机制:是视紫红质分解的过程。视杆色素在暗处大量蓄积+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。,(三)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。
6、,(二)瞳孔对光反射,(四)双眼视觉,概念:双眼同时视同一个物体产生的视觉,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;,双眼视觉的特点:,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;,立体视觉:概念:指双眼视觉对物体的“深度”(三维特性)的视觉。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)。,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);,(五)视后像与视觉融合,视后像:光刺激作用于视觉器官时,细胞的兴奋并不随着刺激的终止而消失,而能保留一短暂的时间的现象。这种在刺激停止后所保留下来的感觉印象称为后像。,正后像(视觉残留, 0.1-0.4s) 负后像(互补色),视觉融合:当闪光频率增加到一定的程度时,重复的闪光刺激可引起主观上的连续光感,这一现象称为融合现象。 融合现象是由于闪光的间歇时间比视后像的时间更短而产生的。,加州州长Stanford,摄影师Muybridge 1872,