第四章 感觉器官

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• 感受器:分布在体表或组织内部的一些 专门感受机体内、外环境变化的结构或 装置。
• 感觉器官:功能上高度分化的感受细胞与其附属 结构共同组成的器官
• 第一节 概述 • 要点提示:感受器的一般生理特性 • 难点提示:感受器的编码作用
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一、感受器的类型 根据所在的部位分: 外感受器 深感受器或本体感受器 内脏感受器
• 四、视觉传导路 • 光线——角膜——房水——晶状体——玻璃体— —视杆细胞、视锥细胞——双极细胞(一级神经 元)——神经节细胞(二级神经元)——视神经 (鼻侧纤维交叉、颞侧不交叉)——外侧膝状体 (三级神经元)——内囊——皮质形成视觉
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第三节 听觉器官和前庭器官 要点提示: 1.耳的基本结构 2.声波传导途径 3.前庭器官的结构 难点提示: 行波学说
• 不同重量的触压刺激是在单一传入纤维 上引起的冲动频率的改变
• (四)感受器的适应现象 • 感受器的适应:刺激作用于感觉器时,刺激继续作用, 传入神经纤维的冲动频率已开始下降。 • 快适应感受器,如:皮肤触觉感受器 • 慢适应感受器,如:肌梭、颈动脉窦压力感受器 • 想一想:适应可能的原因?
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丘脑中央辐射
痛 、 温 觉 和 粗 触 觉 传 导 路
( 躯 干 、 四 肢 )
背侧丘脑 腹后外侧核 脊髓丘系
脊髓灰质后角
Ⅰ,Ⅳ~Ⅶ
脊髓丘脑前束 脊髓丘脑侧束
脊神经节
• 刺激强度的编码: • 你认为刺激强度是如何编码的?
• 传入神经上动作电位的频率、信息传入的神 经纤维数目。
陈力超,顾蕴辉.神经元放电串中所含信息的编码理 论和分析方法.生理科学进展,1999.30(2):101~ 10
• 收缩时使瞳孔缩小 • 瞳孔扩张肌 : • 收缩时瞳孔散大
• 睫状体、脉络膜 • 3、内膜: • 视网膜(眼球壁的后2/3)
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视网膜分为四层: 色素细胞层 感光细胞层: 视杆、视锥细胞 双极细胞层 神经节细胞层 水平细胞 无长突细胞 网间细胞
• (二)眼折光装置 • 1、房水 • 睫状体血管和上皮细胞分泌——后房——瞳孔——前 房——虹膜角膜角——巩膜静脉窦——眼静脉。 • 2、晶状体: • 3、玻璃体:
(五)放大作用 (六)感觉的精确度 感受野 每个感觉神经元对刺激的反应都限定在所支配 的某个皮肤区域内 感觉信息传到中枢有那些作用: 1.调节机体适应内外环境的变化 2.保持大脑皮质的清醒状态 3.形成感觉 4.信息的储存
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第二节 视觉器官 要点提示: 1.眼的折光系统 2.视网膜的结构 3.感光系统 难点提示: 感受器电位(超极化)
• 外段: • 感光色素集中,光-电转换的部位。 • 视杆细胞呈长杆状,视锥细胞呈圆锥状。
• 盲点:节细胞层发出的神经轴突,在视 网膜表面聚合成一整束,在眼的后极出 眼球,视网膜表面形成视神经乳头。在 乳头的范围内,实际上没有视网膜特有 的细胞结构。
• (二)视网膜的两种感光换能系统 • 视杆系统:由视杆细胞和与它们相联系的双极细胞 和神经节细胞等成分组成。 • 视锥系统:由视锥细胞和与它们相联系的双极细胞 和神经节细胞等成分组成。 • 两种感光系统的区别 • 视杆系统 视锥系统 • 视网膜周边部 中心部 • 对光敏感 不敏感 • 分辨力差(精确性差) 高 • 分辨明暗 辨别颜色 • 会聚性联系 会聚少、 “一对一” • 暗光系统 昼光系统
• (二)感受器的换能作用 • 感受器的换能作用:将刺激能量转化为生物电变化或神 经冲动。 • 感受器电位:刺激作用于感受器时,产生局部电位变化。 • 感受器电位具有如下特征:
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①只有刺激作用于感受器区域时才发生 ②不传播 ③在一定限度内随刺激强度的增减而升降 ④在刺激连续的作用下,电位往往逐渐减小 ⑤无潜伏期 ⑥不易受局部麻醉药物影响
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 电-化学-电 双极细胞 (去或超极化型) 电-化学-电 神经节细胞 (动作电位)
• (四)视锥系统的换能和颜色视觉
• 色觉的三原色学说:
• 若红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度 =1∶1∶1→白色觉; • 若红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度 =4∶1∶0→红色觉; • 若红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度 =2∶8∶1→绿色觉。 • (五)色觉异常 • 色盲、色弱
触-压觉
温觉 冷觉
神经末稍
神经末稍 神经末稍
动脉氧分压
脑脊液pH值 血浆葡萄糖
神经末稍
延髓腹外侧区感受器 下丘脑某些细胞
痛觉
游离神经末稍
血浆渗透压
下丘脑前部某些细胞
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二、感受器的一般生理特性 (一)感受器适宜刺激 感受器适宜刺激:引起感受器反应敏感性最高或阈值最小的刺激 问题1:感受器的适宜刺激需满足哪些条件外? 刺激的三个条件: 刺激强度 刺激持续的时间 刺激强度对时间的变化率 刺激的性质 神经特殊能量学说: (1)一定刺激引起一定感官的特殊感觉,彼此不能互相替代. (2)同一刺激作用于不同的感官引起不同的感觉. (3)不同的刺激作用于同一感官引起同一的感觉。
• (三)眼折光异常 • 1.近视 :眼球的前后径过长
• 2.远视:眼球前后径过短 • 3.散光: 正常眼的折光系统的各折光 面都是正球面的,散光是折光面(通常 见于角膜)在某一方位上曲率半径变小, 而在与之相垂直的方位上曲率半径变大。
• 三、眼的感光功能
• • • • • • (一)视锥细胞和视杆细胞 由外向内依次为: 外段 内段 胞体 终足
• (六)视敏度和视野 • 视敏度:如果一个人能在5米 远的标准距离处分辨1分视角 的视标开口,(开口1.5mm, 在视网膜上成的像高度为5um, 视锥细胞的直径(4-4.5um)), 则其视力为1.0;如果在同样 距离能分辨2分视角的视标开 口,则其视力为0.5,低于正常 视力。在大多数国家,视力低 于0.5者不允许开车,视力低 于0.05者在法律上被认为是 盲人。 一种对数视力表, 1.0为5.0(1分角),0.1为 4.0(10分角)。
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一、耳的结构 (一)外耳 外耳包括耳廓、外耳道和鼓膜。 1.耳廓:收集声波 2.外耳道: 3.鼓膜:鼓膜随声波振动,把声波传人中耳。 (二)中耳 中耳包括鼓室和咽鼓管。 1.鼓室: 鼓膜和内耳之间 听小骨
• 2.咽鼓管 • 主要作用:中耳内的空气跟外界空气相通,内、外的 气压维持乎衡。 • 中耳增压效应有两个因素: • (1)鼓膜(55mm2)和卵圆窗膜(3.2mm2 )的面积大 小有差别 • (2)听骨链中杠杆长臂和短臂之比约1.3:1 • (三)内耳 • 内耳位于颞骨内 • 迷路 • 耳蜗、前庭和半规管
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• 视野:指单眼固定不动注视前方一点时,该眼所 看到的空间范围。
绿



• (七)明适应和暗适应 • 明适应:从暗处到明处,最初出现耀眼的光感, 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。 • 暗适应:从明处到暗处,最初看不清,逐渐恢 复视觉的过程(约25~30min)。 • 机制:视紫红质的含量在暗处恢复的过程。
感觉类型
视觉 听觉 嗅觉 味觉 旋转加速度 直线加速度
感受器结构
视杆和视锥细胞 毛细胞 嗅神经元 味感受细胞 毛细胞(三半规管) 毛细胞(椭圆囊和球囊)
感觉类型
关节位置和运动觉 肌肉长度 肌肉张力 动脉血压 肺扩张 头部血液温度
感受器结构
神经末稍 神经末稍(肌梭) 神经末稍(腱器官) 神经末稍 神经末稍 下丘脑某些神经元
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初中生物 第六章第一节:人体对外界环境的感知 第一单元:眼和视觉 观察与思考:眼球结构与照相机结构示意图 人眼球的基本结构和功能 视觉的产生、调节 近视与预防
• 眼球和附属结构
• 一、眼球的构造 • 眼球:眼球壁和眼球内容物
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(一)眼球壁 由外、中、内三层膜组成。 1、外膜: 角膜(前1/6)、巩膜 2、中膜: 虹膜 瞳孔括约肌:
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根据基本结构分: 简单感受器 复杂感受器 特殊感受器
• 根据感受器对刺激的敏感性或感受刺激类型的 不同分为: • • • • • 化学感受器 痛感受器(损伤性刺激感受器) 温度感受器 机械感受器(本体感受器) 光感受器
压力感受器
结合刺激物和所引起的感觉或效应的性质来分类,人体主要 感觉类型和相应的感受器如表所示。
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(三)视杆细胞的感光换能 视紫红质:视蛋白、视黄醛 夜盲症 视盘 想一想:这么大量视紫红质分子的意义什么?
视杆细胞感受器电位的产生 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,一定 Na+ 内流 ( 暗电流 ) 去极化 状态。
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Ⅱ激活膜盘传递蛋白(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 神经节细胞动作电 位 • 感受器电位:超极化 • 原因:Na+通道开放减少 • 视杆细胞没有产生动作电位的能力
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二、听觉生理 (一)声波在耳内的传导和感受 (二)耳对声音信号的初步分析 行波学说:声波引起基底膜振动,不同声波引 起基底膜最大振幅部位不同。 • (三)声源定位 • 双耳听觉存在着时间差、强度差和位相差
● 听 觉 的 产 生 过 程 声波振动→外耳(耳廓→外耳道)→中 耳(鼓膜→听小骨→卵圆窗)→内耳(耳蜗的 内淋巴液→螺旋器→声-电转换)→神经冲 动→听觉中枢→听觉。
光 照
无 光 照 cGMP含量高 cGMP依赖性Na+通道开放
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↓
外段膜Na+持续内流 +通道关闭 cGMP 依赖性 Na (内段膜Na+泵泵出Na+) 暗电流 外段膜Na+内流↓(内段膜Na+泵继续) 静息电位 (-30~-40mv)
• (三)眼附属结构 • 眼眶、眼外肌、眼睑,结 膜、泪器
• 二、眼的成像与折光调节 • (一)眼的成像
• (二)眼折光力的调节 • 主要改变晶状体形状来调节
• 视觉——视区皮层——锥体束中(皮层-中脑 束)——中脑正中核——(动眼神经)有关核 团——睫状神经节——睫状肌——悬韧带——晶 状体 • 除晶状体变化外,还出现瞳孔缩小、两眼会聚。
• (三)感受器的编码作用 • 不同的刺激会产生不同的感觉,不同感觉的产生是因 为传到大脑皮层神经冲动的大小不同吗? • 不同感觉的产生决定于: • 刺激的性质 • 被刺激的感受器 • 冲动传到的大脑部位 • 刺激的性质编码: • 专一感受器 • 专一传导通路 • 大脑皮层特定部位
• 特定性质的刺激特定感受器特定传导通路 特定中枢兴奋特定感觉或反射
• 证据:
• 1.用不超过单个视锥细胞直径的细小单色光束 检查视锥细胞,得到的光谱吸收曲线,一类的吸 收峰值在420nm外,一类在531nm外,一类在 558nm外,差不多正好相当于蓝、绿、红三色光 的波长。
• 2.用微电极记录单个视锥细胞感受器电位的 方法,不同单分光引起的超极化型感受器电 位的大小,不同视锥细胞峰值出现的情况符 合于三原色学说。 • 3.临床上色盲和色弱的被认为是由于缺乏对 某种波长光线敏感的视锥细胞所致。 • 关于色觉的形成以及信息的编码处理查看: • 刘睿 褚仁远.从视锥细胞到脑—色觉形成的 神经通路.国际眼科纵览,2006 ,30(6) • 王智勇 ,瞿佳.色觉形成的生物学机制研究进 展. 眼视光学杂志,2005,7(3)。
• (四)听觉传导通路 • 声波——外耳道——鼓膜——听小骨——卵圆窗 膜——前庭阶(外淋巴)——基底膜及蜗管内淋 巴——毛细胞——耳蜗神经节(双极细胞,一级 神经元)——蜗神经——蜗神经核(二级神经 元)——(部分交叉)交叉和不交叉的合成外侧 丘系——内侧膝状体(三级神经元)——内囊— —皮质颞横回
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