1、眼的视觉功能(Vision),SHEN YI（沈逸）Department of NeurobiologyZJU School of M,1,外界物体光线折光系统 视网膜成像感光换能系统生物电信号视网膜初步处理传入中枢大脑皮层形成视觉,2,1. 眼的适宜刺激(adequate stimulation) 380760 nm的电磁波2. 眼的折光系统(refraction system) 复杂的光学系统 媒质（折光体）: 角膜、房水、晶状体、玻璃体（折射率不同） 折射界面: 角膜前、后表面，晶状体前、后表面（屈光度不等） 入眼光线主要折射发生：角膜前表面,一、人眼的折光系统是一个复杂的也是可以调节的
2、光学系统,3,角膜折射率空气折射率,4,5,Reduced eye,AB (物体大小),Bn (物体至节点距离),ab (物像的大小),nb (节点至视网膜距离),=, 简化眼(reduced eye)模型单球面折光体 前后径20 mm ;入射光线仅由空气进入球面时折射一次，折射率1.333;折射界面的曲率半径是5 mm, 即节点(nodal point)在球面后5 mm处；后主焦点位于该折光体后极：人眼视网膜(安静不调节时),人的视力有一个限度：能看清楚的最小视网膜像,6,最小视网膜像的大小 = 一个视锥细胞的平均直径！,3. 眼的调节(accommodation of the eye) 视
3、近物时的近反射&不同光照强度引起的瞳孔反射远点(far point of vision)：通常将眼不作任何调节时所能看清楚的最远物体所在之处称为远点 6 m远物眼的调节-近反应(near response)或近反射(near reflex) 发生在视近物(分解，视网膜对弱光敏感*明处：分解合成，视杆细胞几乎失去感受光刺激的能力，视锥系统就取代成为强光感受系统,28,* 视杆细胞的感受器电位 (receptor potential) -静息电位: 30 40 mV -暗环境中存在两种电流： Na+经过外段膜上的cGMP门控通道内流而产生，使膜发生去极化； K+通过内段膜上的非门控钾敏感通道外流引
4、起的，使膜发生超级化 -视杆细胞通过其内段膜上高密度钠-钾泵的活动，能保持细胞内Na+、K+浓度的相对稳定,29,-暗电流(dark current)：在无光照时胞质内cGMP浓度较高， 能维持cGMP 门控通道处于开放状态，因而可产生稳定的内向电流（ Na+ 电流） -感受器电位: 超极化慢电位 光照视紫红质变视紫红质(生色基团由11-顺型视黄醛变构为全反型视黄醛过程中的短寿中介物)膜盘中的转导蛋白Gt被激活磷酸二酯酶激活外段胞质cGMP(cGMP分解为无活性5- GMP) 外段膜上cGMP 门控通道关闭暗电流 内段膜上K+内流持续膜超极化（-70 mV）,视杆细胞静息电位较低的原因,30,
5、视杆细胞感受器电位的产生机制,31,视锥系统的换能和颜色视觉(color vision)颜色视觉：不同波长的可见光刺激人眼后在脑内所引起的一种主观感觉基本属性：色调、饱和度和亮度*三色学说(trichromatic theory)：感光细胞水平的信号编码 -推测:各种不同颜色的光可通过红、绿、蓝光以不同比例组合而成；视网膜上分布三种视锥细胞，分别含对红、绿、蓝色光敏感的视色素，某一波长的光线使三种视锥细胞按一定的比例产生不同程度的兴奋，视觉中枢接受来自这3种视锥细胞的传入信息后，经过一定的加工处理就能产生某种特定颜色的感觉。 -证据: 视网膜上存在三类吸收光谱，其峰值分别为564、534和42
6、0 nm，相当于红、绿、蓝色光的波长 -色盲和色弱(color blindness & weakness)*色对比现象和对比色学说 (contrast color )：神经通路的编码颜色是由红、黄、蓝、绿4种原色按照不同比例组合而成的，又称四色学说,32,人视网膜中3种不同视锥细胞对不同波长光的相对敏感性,564534420,33,4. 与视觉有关的若干生理现象,1)视力或视敏度(visual acuity) *定义：眼对物体细小结构的分辨能力，以视角倒数表示 * 其正常值(1.01.5) (视角倒数) *影响视力的因素：眼的屈光能力、光的波长（颜色）、物体大小、亮度的对比、平均亮度、观察的时
7、间、视杆和视锥细胞在视网膜上的不同分布等,34,2)暗适应和明适应 *暗适应(dark adaptation)：人眼在暗处对光的敏感度逐渐提高的过程（视觉阈值两次下降） *明适应(light adaptation)：几秒钟可以完成。视紫红质分解，产生耀眼的光感；分解后视锥色素才能在亮处感光而恢复视觉,视觉阈值于进入暗处的前7 min内明显, 为视锥色素合成，以后再次明显, 2530 min时到最低, 为视杆色素合成,35,3)视觉融合(fusion)现像和视后像(after-image) 融合现象：闪光重复刺激人眼，当频率增加到一定程度时（超过几十周/秒）主观上将产生连续感光 由光感受器时间分
8、辨特性所决定的，在时间上发生了总和 临界融合频率(critical fusion frequency, CFF)：能引起闪光融合的最低频率，中等光照强度下，约为25次/秒 (电影) 影响因素：光照强度、闪光颜色、视角大小、年龄、药物等。中枢神经疲劳可引起CFF下降，因此可作为中枢疲劳的指标） 视后像：注视一个光源或较亮的物体，然后闭上眼睛，这时可感觉到一个光斑，其形状和大小均与该光源或物体相似 主观的视觉后效应，通常几秒到几分钟，是视觉时间分辨特性有关的另一个现象,36,4视野(vision field)：指单眼固定注视前方一点时该眼所能看到的空间范围 * 视觉通路的损伤可引起视野的缺损 * 最大界限：和视轴所成夹角的大小来表示 在同一光照下: 白色黄蓝色红色绿色 颞侧和下方鼻侧和上方 *临床检查视野有助于眼和视觉通路受损的诊断,甲：双眼(左眼为虚线，右眼为实线)视野；乙：单眼(右眼)视野,37,5. 视觉传入通路：,视野缺损,距状沟投射,视觉传入通路,38,后,中,前,思考题：1. 当被视物体由远移近时，眼将发生哪些调节才能产生清晰视觉？其机制如何？2. 何谓老视、近视、远视与散光？原因何在？如何矫正？3. 何谓瞳孔对光反射？有何生理、病例意义？4. 视网膜两种感光换能系统学说的主要内容及主要依据。,39,
