神经视觉生理.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,神经视觉生理,神经视觉生理,第1页,神经视觉生理,第2页,一、眼折光系统及其调整,（一）眼折光系统光学特征,一系列折光体，折光率和曲率半径均不一样,主焦点在视网膜上，平行光线（发光点在,6m,以外）不用调整恰好成像在网膜上。,眼分辨能力取决于：,1.,物体光线强弱，极限是必须引发感光细胞兴奋。,2.,物体在网膜上成像大小，其极限是,感光细胞直径。,神经视觉生理,第3页,（二）眼内光折射与简化眼,一系列折光体，折光率和曲率半径均不一样。角膜占,80%,。,主焦点在视网膜上，平行光线（发光点在,6m,以外）不用调整恰好成像在网膜上。,简化眼：正常眼等效光学模型，简单但折光效果相同,神经视觉生理,第4页,神经视觉生理,第5页,视力（视敏度，,visual acuity):,眼能看清物体大小极限。网膜像,5 m(,中央凹处视锥细胞平均直径）。,视力表,:,正常眼分辨能力为视角,1,分度（,1,）。即能看清物象视角为,1,分度物体眼睛为正常眼。距,5m,处视力表上标明视力为,1.0,E,字，其笔画之间空隙宽度视角为,1,，此时如能看清，则视力为,1.0,神经视觉生理,第6页,神经视觉生理,第7页,（三）眼调整（,accommodation),1.,晶状体调整,看远物 看近物,腱状肌松弛 腱状肌收缩,悬韧带担心 悬韧带松弛,晶状体扁平 晶状体变凸,折光能力降低 折光能力增高,不需调整，成像在网膜上 物象前移，成像在网膜上,神经视觉生理,第8页,神经视觉生理,第9页,腱状肌收缩，松弛腱状小带,神经视觉生理,第10页,晶状体调整反射过程：,视近物,含糊图象抵达视皮层,下行冲动经锥体束中皮层中脑束,中脑正中核,动眼神经中副交感节前纤维相关核团,睫状神经节,腱状肌环形肌收缩，,悬韧带松弛,晶状体变凸，折光能力增强,神经视觉生理,第11页,近点（,near point of vision):,晶状体作最大调整后眼能看清物体最近距离。,近点随年纪增加而延长：,8,岁：,8.6cm;20,岁：,10.4cm;60,岁：,83.3cm,2.,瞳孔调整,正常人瞳孔直径变动范围：,1.5-8mm,瞳孔调整反射：,看近物时双侧瞳孔缩小，看远物时双侧瞳孔散大。,瞳孔对光反射,（互感性对光反射）：强光时双侧瞳孔缩小，弱光时双侧瞳孔散大。,神经视觉生理,第12页,瞳孔对光反射过程：,强光照射视网膜,视神经,中脑顶盖前区（换元）,双侧动眼神经核,动眼神经副交感纤维传出,瞳孔括约肌收缩,瞳孔缩小,神经视觉生理,第13页,3.,双眼球会聚（辐辏反射）,当双眼注视近物时，两眼内直肌反射性收缩，使两眼球内收，视轴向鼻侧靠拢，其意义是使双眼看近物时物体成像在两眼视网膜对称点上，防止复视。,房水和眼内压,房水指充盈于眼前后房中液体。蛋白低，,HCO,3,-,高。,房水循环：睫状体脉络膜生成房水（机制不清）,后房瞳孔前房前房角巩膜静脉窦。,眼内压：我国成人正常值：,2.27-3.2kPa(17-24mmHg),。,青光眼：房水循环障碍。,神经视觉生理,第14页,神经视觉生理,第15页,神经视觉生理,第16页,神经视觉生理,第17页,（四）眼折光能力和调整能力异常,正视眼,:,即正常眼，眼折光能力正常，平行光线不需调整就可聚焦到网膜上，距离大于近点物体经过眼调整也能在网膜上形成清楚像。,非正视眼：,眼折光能力异常，或眼球形态异常，平行光不能在平静未调整眼网膜上聚焦。包含三种：,近视（,myopia):,眼球前后径过长（轴性近视）,折光系统折光能力过强（屈光性近视）,平行光线被聚焦在视网膜前方,神经视觉生理,第18页,近视眼特点：近点小于正视眼；看近物清楚，看远物不清楚。,纠正方法：凹透镜,2.,远视（,hyperopia):,眼球前后径过短（轴性远视）,折光系统折光能力太弱（屈光性远视）,平行光线被聚焦在视网膜后方,近视眼特点：,近点小于正视眼；看远物和近物均不清楚,纠正方法：凸透镜,神经视觉生理,第19页,3.,散光（,astigmatism):,角膜表面不呈正球面（不一样方位曲率半径不等）,或晶状体表面曲率异常,平行光线进入眼内不能形成焦点，而形成焦线,视物不清或物像变形,散光眼纠正方法：柱面镜,神经视觉生理,第20页,神经视觉生理,第21页,二、视网膜结构和两种感光换能系统,视觉形成：包含物理、化学、意识、心理、哲学范围,（一）视网膜结构特点,透明神经组织膜，厚,0.1-0.5mm,，,10,层（简化为,4,层）,色素上皮层（外层）：起源非神经组织，血供来自脉络膜,功效：屏障、支持、吞噬、包被（多巴胺受体）,感光细胞层：视杆细胞、视锥细胞（光感受细胞）,双极细胞层：,神经节细胞层：,神经视觉生理,第22页,神经视觉生理,第23页,视网膜纵向联络：四层细胞,视网膜横向联络：水平细胞、无长突细胞,色素上皮,外网状层,视杆细胞、视锥细胞,网间细胞,水平细胞,内网状层,双极细胞,无长突细胞,神经节细胞层,神经视觉生理,第24页,神经视觉生理,第25页,视网膜细胞之间两类突触：化学突触,电突触,盲点（,blind spot),：,在视乳头部位，黄斑向鼻侧,3mm,处，直径,1.5mm,，无感光细胞分布，单眼视物时有盲点。,黄斑：,中央凹及其周围很小区域，有视锥细胞，无视杆细胞，有最高视敏度。,神经视觉生理,第26页,神经视觉生理,第27页,（二）视网膜两种感光换能系统,1.,视杆系统（晚光觉系统）,由视杆细胞（,rods),和与它们相联络双极细胞、神经节细胞等组成，对光敏感性高，能感受弱光，但分辨率低，无色觉。,2.,视锥系统（昼光觉系统）,由视锥细胞（,cones),和与它们相联络双极细胞、神经节细胞等组成，对光敏感性低，只能感受强光，但但分辨率高，有色觉。,神经视觉生理,第28页,外段：视色素,内段：细胞器,胞体：细胞核,终足：突触,神经视觉生理,第29页,证实两种相对独立感光换能系统存在主要依据：,分布不一样,视杆细胞,-,外围多,视锥细胞,-,中央多，中央凹处只有视锥细胞,2,）联络方式不一样,视杆系统,高度汇聚：,多个（,250,）视杆细胞,几个双极细胞一个神经节细胞,特点：分辨能力低，总和,视锥系统,低度汇聚，无汇聚（单线联络），辐散式,特点：,分辨能力高,神经视觉生理,第30页,3,）种系差异：,只在白昼活动动物（爬虫类，鸡等）仅有视锥细胞而无视杆细胞；只在夜间活动动物（猫头鹰等）仅有视杆细胞而无视锥细胞。,4,）视色素不一样：,视杆细胞,只有一个视色素，即,视紫红质,（,rhodopsin),视锥细胞含有三种视色素，分别对红、绿、蓝三种光敏感，符合色觉三原色学说,神经视觉生理,第31页,三、视杆细胞感光换能机制,19,世纪末发觉视紫红质，暗处呈紫红色，其吸收光谱基础上和晚光,觉对光谱不一样个别敏感性曲线一致。,（一）视紫红质光化学反应及其代谢,人暗视觉与视杆细胞视紫红质光化学反应有直接关系：,全部视杆细胞中都发觉了一样视紫红质，它对蓝光有最大吸收能力，而这与人眼对弱光下对蓝绿光（波长,500nm,）感觉最明亮（不是感觉到了蓝绿色）事实相一致。,神经视觉生理,第32页,神经视觉生理,第33页,视紫红质组成：,视蛋白（,opsin)+,视黄醛（,retinene,，,11-,顺视黄醛）,视蛋白特点：与,G,蛋白耦联受体家族分子结构相同,（,7,个跨膜区）,与,受体氨基酸序列有显著同源性,视黄醛由维生素,A,在酶作用下氧化生成,视紫红质光化学反应：,光照,视紫红质,视蛋白,+,视黄醛（全反型）,视蛋白构象改变,视杆细胞感受器电位,神经视觉生理,第34页,一个光量子,11-,顺视黄醛,全反型视黄醛,11-,顺视黄醛,光照,全反型视黄醛,全反型视黄醛,异构酶,11-,顺视黄醇,11-,顺视黄醛,视杆细胞,色素上皮细胞,异构酶,（暗光处）,神经视觉生理,第35页,11-,顺视黄醛,光照,全反型视黄醛,全反型视黄醛,全反型,视黄醇,（维生素,A,）,异构酶,11-,顺视黄醇,11-,顺视黄醛,视杆细胞,色素上皮细胞,全反型视黄醛转变为,11-,顺视黄醛另一个路径：,神经视觉生理,第36页,神经视觉生理,第37页,强光,视紫红质合成 视紫红质分解,弱光,强光下视紫红质几乎全被分解，视杆细胞感光功效丧失，感光由视锥细胞代替。,暗适应：,视紫红质分解速度比合成速度快得多，人由强光环境突然进入暗环境时，视觉暂时丧失，称暗适应。,主要原因是视紫红质来不及充分合成。,夜盲症：,长久维生素,A,缺乏，不能及时补充视紫红质光化学反应过程中丧失视黄醛。,神经视觉生理,第38页,（二）视杆细胞外段超微结构和感受器电位产生,视杆细胞外段结构,视盘,光电转换部位。,人：,1000,视盘,/,视杆细胞，每个视盘有视紫红质,100,万个。,视杆细胞外段较长，能够对更大角度入射光线起反应。,视杆细胞对光反应比视锥细胞慢，有利于光反应总和，视网膜能觉察出单个光量子。,视杆细胞静息电位较小：,-30mV,-40mV,，不能产生动作电位。,（外段静息钠内流，内段钠泵连续活动，以维持膜内外,Na,+,平衡）。,光照,感光细胞（视杆、视锥细胞）,超级化,（超级化型感受器电位）,神经视觉生理,第39页,神经视觉生理,第40页,视杆细胞外段膜,超级化型感受器电位,产生机制：,视紫红质（光受体）吸收光子,11-,顺视黄醛,全反型视黄醛,变视紫红质,II,传递蛋白,Gt,磷酸二脂酶,cGMP,Na+,通道开放,超级化型感受器电位,神经视觉生理,第41页,神经视觉生理,第42页,超级化型感受器电位,反馈环路：,弱光,Na+,通道开放,Ca2+,内流增加,-,磷酸二脂酶,+,Ca2+,内流降低,强光,Na+,通道关闭,神经视觉生理,第43页,四、视锥系统换能和颜色视觉,三种视锥色素，分别存在于三种视锥细胞外段中。,三种视锥色素都含有一样,11-,顺视黄醛，只是视蛋白分子结构有微小差异，后者决定了其结合视黄醛光敏感波长。,视锥细胞含有区分颜色能力,颜色视觉是一个复杂物理心理现象，视觉是一个主观感觉。,人眼可分辨约,150,种颜色，波长介于,400-750nm,。波长差,3-5nm,，即为不一样颜色。,不是一个视锥细胞针对一个颜色，现只发觉三种视锥细胞，分别,对红、绿、蓝光敏感。,神经视觉生理,第44页,神经视觉生理,第45页,神经视觉生理,第46页,三原色学说,该学说认为视网膜分布有三种视锥细胞，分别含有对红、绿、蓝光敏感视色素；当某一波长光线作用于视网膜时，以一定百分比使三种视锥细胞分别产生不一样程度兴奋，在中枢产生某一个颜色感觉。,三原色学说证据,用细小单色光逐一检验在体视锥细胞，发觉有三种类型，其吸收峰值 分别为,560nm,（红）、,530nm,（绿）、,430nm,（蓝）。,用玻璃微电极统计单个视锥细胞感受器电位，发觉不一样单色光照射引发超级化感受器电位峰值出现情况亦符合三原色学说。,神经视觉生理,第47页,色盲：,对全部颜色或一些颜色缺乏分辨能力。,1.,全色盲：,只能分辨光线明暗，呈单色视觉。罕见，多为遗传。,2.,个别色盲：,红色盲、绿色盲、蓝色盲。可能是分别缺乏对应某种视锥细胞所致。,色弱：,对某种颜色识别能力降低，原因是视锥细胞反应能力减弱，多为后天性。,神经视觉生理,第48页,神经视觉生理,第49页,对比色学说,三原色学说不能解释颜色对比现象。,颜色对比现象，,对比色（互补色）,黄,-,蓝 红,-,绿 黑,-,白,颜色对比现象只出现在对比色之间。,对比色学说：,在视网膜中存在着三种物质，各对一组对比色刺激起性质相反反应，如一个物质在蓝光作用时合成，黄光作用时分解，等等，于是就引发颜色对比现象。,神经视觉生理,第50页,神经视觉生理,第51页,五、视网膜信息处理,视觉信息在视网膜神经元网络传递过程复杂：经过多级神经元接替和中介，各种神经递质传递，即信息在视网膜经历了初步加工处理。,视杆（视锥）细胞,谷氨酸双极细胞,去极化型谷氨酸受体,双极细胞,超级化型谷氨酸受体,双极细胞去极化,双极细胞超极化,神经视觉生理,第52页,谷氨酸,谷氨酸,神经视觉生理,第53页,无长突细胞：,约,30,类，功效各异：,1.,给光反应型,2.,撤光反应型,3.,光源方位敏感型,神经节细胞：,大致有三类：,1.,小感受野型：一个或一小组双极细胞视野，对物体细节特征编码。,2.,大感受野型：对几百个双极细胞视野总和，携带物体定位信息，而非物体细节信息。,3.,光源方位敏感型：对移动物体反应强。,神经视觉生理,第54页,“,像素,”,分解：,视觉信息经视网膜处理后，最终由不一样神经节细胞携带不一样视觉,“,像素,”,信息：,波长,亮度,亮度改变,我国在视网膜信息处理研究方面现实状况,复旦大学,-,杨雄里院士,神经视觉生理,第55页,六、与视觉相关其它现象,（一）暗适应和明适应,暗适应（,dark adaptation,):,由亮到暗，暂时看不见，逐步看得见。机制：在亮处视紫红质被分解，突然进入暗处来不及充分合成。,暗适应两个阶段：第一阶段（,7min)-,视锥细胞色素合成,第二阶段,(25-30min)-,视紫红质合成,明适应（,light adaptation,):,由暗到亮，短暂刺眼，视物不清，逐步恢复。机制：在暗处视紫红质大量积蓄，遇强光快速分解。,神经视觉生理,第56页,神经视觉生理,第57页,（二）视野（,visual field),单眼固定注视前方一点所能看到范围。用在各个方位上看见物体最大界限与视轴夹角表示。,（二）双眼视觉和立体视觉,相当点,双眼视觉（,binocular vision),优点：立体感，填补盲点,神经视觉生理,第58页,神经视觉生理,第59页,神经视觉生理,第60页,