感觉器官的结构与功能.ppt

第11章 感觉器官的结构与功能,第1节 感受器和感觉器官 第2节 眼的结构与视觉功能 第3节 耳的结构与功能,第1节 感受器和感觉器官,1 感受器(sensory receptor)：分布在体表或组织内部的一些专门感受刺激的结构或装置。 2 (特殊)感觉器官(special)sense organ：由感受器及其附属结构构成的感官。 3 感受器的分类： 根据分布部位分：内、外感受器，内感受器又分内脏感受器和本体感受器； 根据感受刺激的性质分：光感受器（视觉）、机械感受器（压力、牵张感受、听觉等）、温度感受器和化学感受器（味觉、嗅觉等）等。 4 感受器的一般生理特性,4 感受器的一般生理特性,4.1 感受器的适宜刺激 4.2 感受器的换能作用 4.3 感受器的编码功能 4.4 感受器的适应,4.1 感受器的适宜刺激,感受器都有自己最敏感、最容易接受的刺激形式，而对其它形式的刺激不敏感或不感受。 感受器的适宜刺激（adequate stimulus）：感受器最敏感的刺激。 感觉阈值（sensory threshold）：引起某种感觉所需要的最小刺激强度。,4.2 感受器的换能作用,换能作用：各种感受器的主要功能是将作用于它们的各种刺激能量转变为相应的传入神经末梢或特殊感受细胞的电反应，再进一步诱发传入神经纤维产生动作电位。 发生器电位（generator potential）：传入神经末梢的电反应。 感受器电位（receptor potential）：特殊感受细胞的电反应。 发生器电位和感受器电位只能以电紧张性扩播，可进行时间和空间总和。其感觉功能只有触发传入神经纤维产生动作电位才得以完成。,4.3 感受器的编码功能,编码功能（encoding）：感受器将外界刺激转换成神经AP时，不仅仅是发生了能量形式的转换，更重要的是将刺激所包含的环境变化信息也转移到了动作电位的系列中。 每种形式的刺激都包含性质和强度两种主要参数，与此对应在编码过程中也包含性质编码和强度编码。 感受器将刺激转变为传入神经纤维的AP时，通过AP的波幅、频率、参与冲动传入神经纤维的数量及冲动所到达的中枢部位，实现对刺激信号的编码。,4.4 感受器的适应,感受器的适应（adaptation）：指当刺激作用于感受器一定时间后，虽然刺激仍在继续作用，但传入神经纤维的冲动频率已开始下降。 不同感受器的适应差别较大。据此，感受器还可分为快适应感受器（如皮肤触觉感受器）和慢适应感受器（如肌梭、颈动脉窦压力感受器）。 快慢适应感受也是为了适应生理功能的需要。如颈动脉窦压力感受器是为了适应生理上需要长时间监控血压的变化。,第2节 眼的结构与视觉功能,1 眼的结构 2 眼的折光系统 3 眼的感光换能系统 4 与视觉有关的生理现象,1 眼的结构,1.1 眼球,眼球壁,眼内容物,1.2 眼副器,眼睑,结膜,泪器,眼外肌,1.3 眼血管,眼球壁,纤维膜,血管膜,角膜：前1/6,巩膜：后5/6,虹膜,睫状体,脉络膜,瞳孔(中央),瞳孔括约肌（环行）,瞳孔开大肌（轮辐状）,调节视力,产生房水,视网膜,如图,视网膜,虹膜部,睫状体部,盲部,视部,视神经盘,黄斑：中央凹。 为视轴正对的视觉最敏感部位,如图：A、B,右眼底,眼内腔及眼内容物,睫状体 后房 前房 前房角 巩膜静脉窦 眼静脉,房水回流：,眼内腔：前房、后房、晶状体腔。,眼内容物（折光介质）：房水、晶状体、玻璃体。,房水产生和回流障碍疾病：青光眼 晶状体疾病：白内障 玻璃体疾病：玻璃体炎,如图,眼睑,皮肤,皮下组织,肌层,睑板,睑结膜,结膜,泪器,泪腺,泪道：,泪点 泪小管 泪囊 鼻泪管,如图,眼外肌,提上睑肌：上提上眼睑,内直肌：使瞳孔转向内侧,外直肌：使瞳孔转向外侧,上直肌：使瞳孔转向内上,下直肌：使瞳孔转向内下,上斜肌：使瞳孔转向外下,下斜肌：使瞳孔转向外上,眼血管,眼动脉：发自颈内动脉。如图,眼静脉：注入颅内海绵窦。如图,2 眼的折光系统,眼折光系统的光学特性 眼的调节 眼的折光能力异常（Errors of refraction ）,眼折光系统的光学特性,简化眼：Reduced eye,n :节点 nodded point,*calculate the size of image（ab）,眼的调节,正常安静状态下，眼感觉6米以外的物体发出的光线都可认为是平行光，通过折射，眼不需要调节可在视网膜上清晰成像。 眼感觉6米以内的物体发出的光线为散射光，若不经调节，折射后必定成像于视网膜之后，在视网膜上形成的是不清晰的物像。 人之所以能看清6米以内一定距离范围内不同距离的物体，是通过眼的调节而实现的。 如图：因随年龄的增长使晶状体的弹性不同，看清物体的最近距离也不同。 眼的调节包括： 晶状体折光能力的调节 瞳孔的调节 眼球会聚,Newborn Adult Old,elasticity of the lens,near point： 8 y： 20 y： 60 y： 8.6 cm 10.4cm 83.3cm,晶状体折光能力的调节,睫状肌：环形,睫状小带 （晶状体悬韧带）,晶状体,近适应,远适应,瞳孔的调节,瞳孔近反射（瞳孔调节反射，near reflex of pupil，pupillary accommodation reflex ）：视近物时瞳孔缩小，从而减少入眼的光量以减少折光系统的球面像差和色像差，使视网膜形成的物像更清晰。 否则因角膜周边与中央的屈光率不同和对不同色光的折射率不同而产生球面像差和色像差。如图： 瞳孔对光反射（pupillary light reflex）：瞳孔大小随光照强弱而变小和大的反应。 反射路径：视网膜 视神经 视交叉 视束 上丘臂 顶盖前区 动眼神经副核 动眼神经 睫状神经节 睫状短神经 瞳孔括约肌收缩,眼球会聚,眼球会聚（辐辏反射，Convergence， convergence reflex）：视近物时双眼球内收及视轴向鼻侧（内侧）会聚的现象。 这种反射可以使双眼视近物时物体成像于两眼视网膜的对称点上，产生单一的清晰视觉和立体视觉。,眼的折光能力异常,近视（Myopia，Nearsightedness）：睫状肌痉挛，晶状体前后径变长（too long eyeball） ，使折光率增大（too much refractory power）， parallel light rays are focused in front of retina 。 如图： 远视（hyperopia，farsightedness）：睫状肌松弛，晶状体前后径变短（too short eyeball） ，使折光率降低（too much refractory thin）， parallel light rays are focused in behind of retina。 如图： 散光（astigmatism）：眼球表面任何一点的曲率半径变小，而与之垂直的方位上曲率半径相对增大，使通过眼球折光系统不同方位的光线在眼内不能同时聚焦，造成物像变形或视物不清。,3 眼的感光换能系统,3.1 视杆系统(暗视觉系统,scotopic vision) 3.2 视锥系统(明视觉系统,photopic vision) 3.3 视网膜对视觉信息的初步处理,3.1 视杆系统,视杆细胞外段(光电转换的关键部位)的超微结构特点: 如图11-7,视紫红质的光化学反应及其代谢: 组成:1分子视蛋白（opsin）和视黄醛（retinal）。 分解过程：视黄醛为11顺型（弯曲），光照使其变为全反型（直），并使视蛋白构像改变，同时经复杂的信号转导系统的活动诱发视杆细胞出现感受器电位。 合成过程：亮处分解的视紫红质，在暗处可逆性地重新合成，即视黄醛全反型变为11顺型，并很快与视蛋白结合。合成与分解的平衡点决定于光照强度。11顺型视黄醛来自色素细胞层中的维生素A（全反型视黄醇），在耗能条件下变成11顺型视黄醇进入视杆细胞，再氧化成11顺型视黄醛。因此，维生素A不足会引起夜盲症（nyctalopia）。,感受器电位的产生:当视网膜受光照时，外段膜两侧电位暂时地向超极化方向变化，表现为一种超极化型的慢电位（由-30-40mV降为-60mV）。,(rhodopsin),3.2 视锥系统,视锥系统外段有类似视杆系统的盘状结构，含有三种特殊的视色素（Visual pigment），分别存在于不同的视锥细胞中。视色素也都含11顺型视黄醛，只是视蛋白分子存在微小差异。 换能机制同视杆系统。 视锥细胞的功能特点是辨别颜色（色视觉，color vision）。人能辨别可见光谱范围内波长增减超过3-5nm的不同颜色（约150种左右）。 色盲（color blindness）的原因是缺乏视锥细胞。色弱是视锥细胞功能不足。,3.3 视网膜对视觉信息的初步处理,视网膜对视觉信息的初步处理是感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）、水平细胞、双极细胞和无长突细胞之间复杂的综合作用的结果。 后三种细胞虽无产生动作电位的能力，但在前一级细胞的影响下，既能产生超极化型慢电位也能产生去极化型慢电位，并进一步诱发产生神经节细胞产生动作电位。如图11-8。,4 与视觉有关的生理现象,4.1 暗适应和明适应 4.2 视野 4.3 视后像与融合现象 4.4 双眼视觉,4.1 暗适应和明适应,暗适应（dark adaption）：是人从亮处进入暗处一段时间后才恢复视力的过程。正常需25到30分钟。这是视杆细胞内感光色素在暗处时再合成增加的结果。 明适应（light adaption）：是人从暗处进入亮处一段时间后才恢复视力的过程。正常只需1分钟。这是视锥细胞内感光色素在明处突然大量分解的结果。,4.2 视野,视野(visual field)：是单眼固定注视前方一点不动所能看到的空间范围。 视轴是注视点到眼底黄斑的连线。视野的大小是能看到的空间最大界限与视轴的夹角来表示。 不同颜色目标物的视野不同。大小依次为：白色、黄蓝色、红色、绿色。 视网膜和特定视觉传导路的病变都会影响特定视野的缺损。,4.3 视后像与融合现象,视后像：是注视一个闪光的光源或亮物，然后闭上眼睛，仍可感到一个形状和大小与该光源物体相似的光斑的主观视觉后效应。 融合现象：是当闪光频率增加到一定程度时，重复的闪光刺激可引起主观上的连续光感的现象。 临界融合频率：是能引起闪光融合的最低频率。其高低与光线强弱成正比。,4.4 双眼视觉,双眼视觉（binocular vision）是双眼同时看一个物体时产生的视觉。 双眼视同一物体虽然在两侧视网膜上各形成一个完整的物像，但循各自传导路到中枢后，主观上感觉只是一个物体。其前提条件是由物体同一部分来的光线应成像在两侧视网膜的对称点上。 双眼视物可产生更精确的立体感，也可扩大视野。,第3节 耳的结构与功能,1 耳的结构 2 听觉功能 3 平衡觉功能,1 耳的结构,外耳 中耳 内耳 前庭蜗神经 内耳的血管和淋巴,外耳,右耳模式图（前面观）,耳郭 外耳道 鼓膜,中耳,右耳模式图（前面观）,乳突窦 乳突小房 鼓室 咽鼓管,鼓室,上壁：鼓室盖，邻颅中窝。,下壁：颈静脉壁,前壁：颈动脉壁,后壁：乳突壁,外侧壁：鼓膜壁,内侧壁：迷路壁,鼓室壁,内容物,锤骨 砧骨 镫骨,鼓膜壁,内耳,骨迷路（右耳外面观） 耳蜗 骨性半规管,膜迷路 膜半规管：壶腹嵴，位觉感受器，感受旋转变化运动的刺激。 椭圆囊、球囊：椭圆囊斑、球囊斑，位觉感受器，感受直线变速运动的刺激。 蜗管：螺旋器（Corti器）为听觉感受器,前庭蜗神经,为第八对脑神经,包括: 前庭神经:传递位觉冲动。其双极细胞位于内耳道底的前庭神经节，细胞的周围突分布于球囊斑、椭圆囊和壶腹脊的毛细胞，其中枢突组成前庭神经，经内耳门入颅。 蜗神经:传递听觉冲动（声波刺激）。其双极细胞位于蜗轴内，形成蜗神经节，细胞的周围突分布于螺旋器的毛细胞，中枢突集中成蜗神经穿过内耳道底，经内耳门入颅。,内耳的血管和淋巴,内耳的动脉来自基底动脉的迷路动脉，在内耳道底分为前庭支和耳蜗支，分布于前庭器和听觉感受器。 来自耳蜗和前庭的静脉汇成迷路静脉，出内耳门汇入附近的硬脑膜静脉窦（岩上窦、岩下窦和横窦）。 迷路的内淋巴，由蜗管外侧壁的血管纹分泌产生，经内淋巴管、内淋巴囊渗出至周围的血管丛；外淋巴经小管与蛛网膜下腔直接相通。,2 听觉功能,2.1 声音的物理特性 2.2 外耳和中耳的功能 2.3 内耳的功能： 传音：将前庭窗（卵圆窗）所受到的声能刺激转变为耳蜗基底膜的振动。 感音：将基底膜毛细胞的机械振动转变为听神经的神经冲动。 2.3.1 耳蜗的结构特点 2.3.2 耳蜗的感音换能作用 2.3.3 听神经动作电位,2.1 声音的物理特性,人耳蜗可感受的空气振动频率范围为16-20000Hz。 听阈(hearing threshold) ：对每一振动频率刚好能引起听觉的最小振动强度（声压）。 最大可听阈：对每一振动频率刚能引起鼓膜痛感的振动强度。 听域(frequency range of hearing)：是不同频率的听阈和最大可听阈分别连成曲线所夹的面积。如图：,听阈,最大可听阈,听域,2.2 外耳和中耳的功能,外耳：集音、定位、传音和共鸣作用。 中耳：传音、增压（鼓室面积与卵圆膜面积比约为17，听骨链长短臂之比为1.3,使中耳传音过程增压22倍）和平衡鼓室与空气压差（咽鼓管与外界相通）。 声音传向内耳的途径： 气传导（air coduction）:声波经外耳引起鼓膜振动，经听骨链和卵圆膜进入耳蜗。 骨传导(bone conduction):声波引起颅骨振动，再引起颅骨骨质中的耳蜗淋巴的振动。,2.3.1 耳蜗的结构特点,2.3.2 耳蜗的感音换能作用,基底膜的振动：耳蜗顶主要感受低频振动，耳蜗底主要感受高频振动。由于基底膜的振动轴与盖膜的振动轴不一致，导致基底膜毛细胞弯曲，从而引起毛细胞兴奋。,耳蜗内的电活动： 耳蜗内电位(endocochlear potential)：是耳蜗未受刺激时，耳蜗内外淋巴间的电位差。 微音器电位(microphonic potential)：是耳蜗受声音刺激时，耳蜗及其附近结构记录到的一种具有交流性质的、频率和幅度与耳蜗的声波振动完全一致的电位变化。如图：,2.3.3 听神经动作电位,它是耳蜗对声音刺激的一系列反应中最后出现的电位变化，是耳蜗对声音刺激进行换能和编码作用的总结果。 特征频率：是只需很小的刺激强度就能引起某单一听神经纤维发生兴奋的特定的纯音频率。其由该神经纤维末梢在基底膜的分布位置决定的。 听神经上传播的动作