神经系统的感觉功能---概述与视觉

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 第三节 反射活动的一般规律 第四节 神经系统的感觉功能---视觉 第五节 神经系统对躯体运动的调节 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
感觉概述 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）
动眼N副交感核(双侧)
睫状N节
瞳孔括约肌
瞳孔缩小(双侧)
3）眼球会聚
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)。 意义： 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
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。
谷氨酸 乙酰胆碱
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
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)。
⑵机制：是视 紫红质的含量 在暗处恢复的 过程。
暗适应曲线
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）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。
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
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：
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• 过程： 意义: ①调节光入眼量 ②减少球面像差和 色像差; ③协助诊断 强 光
视网膜感光细胞 视N
中脑的顶盖前区(双侧)
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。
(中央凹为主) 视锥:双极:节细胞=1:1:1 (呈单线式,分辨力强)
结
视杆细胞 视网膜周边部
(向外周递减) 视杆:双极:节细胞=多:少:1 (呈聚合式,分辨力弱)
构 联系方式 特
征 感光色素
种族差异 适宜刺激 光敏感度 能 分 辨 力 作 专司视觉 用 视 力
有感红、绿、蓝光色素3种 只有视紫红质1种
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： In cells in vitro
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
4. 适应现象(感受刺激的持续性)：指对同一刺
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
3、感受器电位 及动作电位
视杆细胞 感受器电位 (超极化型) 电紧张方式扩布 终 足
乙酰胆碱
谷氨酸
谷氨酸 电-化学-电 双极细胞 (去或超极化型) 谷氨酸 电-化学-电 神经节细胞 (动作电位)
5、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
折光体的折光能力还可用焦度(D)表示： D = 1/F2 1D = 100度
2、眼的折光系统和成像
1）折光系统： 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 7.8(前) 10.0(前) 曲率半径 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 59D
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
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 全反型视黄醛+视蛋白
醇脱氢酶
视蛋白+11-顺视黄醛
视黄醛还原酶
视黄醛异构酶 (暗处，需能)
激的持续作用, 感受器反应逐渐降低的现象 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
视觉
眼的适宜刺激:可见光(波长370～740nm的电磁波)
眼的折光与感光系统
折射成像 可见光 眼的折光系统
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
三原色学说可以较好地解释色盲和色弱的发病机制
色觉障碍：
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。
调节前后晶状体的变化
持续高度紧张→ 睫状肌痉挛→近视
弹性↓→老花眼
物像落在视网膜上
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 反射通路： 与晶状体调节的 反射通路类同。
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
换能作用 视网膜的感光系统
视觉中枢→视觉 Biblioteka Baidu受器电位→视N冲动
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： n2 ·r F2 ＝ n 2 - n1 (后主焦距) 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。
(不同的视蛋白 + 视黄醛) (视蛋白 + 视黄醛) 鸡、爬虫类仅有视锥细胞 鼠、猫头鹰仅有视杆细胞
功
强光 低(强光→兴奋) 强(分辨微细结构) 明视觉 + 色觉 强
弱光 高(弱光→兴奋) 弱(分辨粗大轮廓) 暗视觉 + 黑白觉 弱
（二）视觉产生的机制
1、两种感光细胞的结构和感光物质
视干细胞与视紫红质的光敏感性
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：
① 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 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; ③ 双眼视觉视野比单眼视觉大得多; ④ 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。
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：
①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)；
②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)。
（一）视网 膜的结构 1、视网膜 的构成
神经细胞层
感光细胞层 色素细胞层
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)
2、视网膜的两种感光换能系统
1）两种感光细胞的结构、功能比较 项 目 视锥细胞 分 布 视网膜黄斑部
11-顺视黄醇(VitA)
异构酶
全反型视黄醇(VitA)
2、感光细胞的感光换能机制
光 无 光 照
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
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）
换能作用:
适宜刺激 感受器
感受器电位的特性：
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 ④能以电紧张的形式作近距 离的扩布
跨膜信号转换
感受器电位
传入神经
(启动电位或发生器电位) ③可总和
神经冲动(AP)
3. 编码作用(感受刺激的信息整合作用)
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 皮层-中脑束 视物模糊 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↑