神经生物学课件chapter5A.ppt

第五章神经系统的感觉功能,一.视觉二.听觉三.味觉和嗅觉四.躯体感觉和痛觉五.平衡觉和本体感觉六.内脏感觉,一.视觉视觉的产生过程：外界光线进入人眼，经过折光系统的折光功能，在视网膜上形成清晰的物像；经过感光系统的感光换能作用，将光刺激转变为视神经上的神经冲动；神经冲动经视觉传导路传至视觉中枢，形成视觉。,一.视觉,1.视觉器官及视觉传导路：2.光感受器及其换能机制3.视网膜内的信息处理4.外侧膝状体的功能5.视觉皮层,眼球的结构,眼球壁：外膜：包括角膜和巩膜中膜：包括虹膜，睫状体和脉络膜内膜：包括视网膜的盲部和视部（黄斑，中央凹，视神经盘）内容物：房水晶状体玻璃体,(三)眼的调节,实际上,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。,这个过程即为眼的调节：晶状体调节、瞳孔调节和眼球会聚。,1.晶状体调节,物像落在视网膜后,视物模糊,皮层-中脑束,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,物像落在视网膜上,持续高度紧张睫状肌痉挛近视弹性老花眼,调节前后晶状体的变化,(四)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。,视觉传导路,视觉感受细胞,视觉感受器:视锥细胞视杆细胞适宜刺激:波长为380760nm的可见光。,视锥系统视杆系统感光细胞视锥细胞视杆细胞分布视网膜中央、黄斑视网膜周边区域特性对光敏感性差、感受强对光敏感性高、感受弱光刺激，视物精确度高、光刺激，视物精确度差、司昼光觉司夜光觉色素三种色素、产生色觉一种色素、产生明暗觉,2、眼的感光功能1）视网膜感光系统,（二）视网膜的光化学反应以视杆细胞为例,视紫红质在暗处合成，在光下分解；体内维生素A缺乏时，视紫红质合成减少，会造成夜盲症。,3.视杆细胞的感光换能机制,光照,视紫红质分解变构,无光照,变视紫红质(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cGMPcGMP,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,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）,视杆细胞感受器电位(超极化型),电紧张方式扩布,终足,双极细胞(去或超极化型),电-化学-电,电-化学-电,神经节细胞(动作电位),4.视锥细胞的感光换能机制和色觉,视锥细胞的感光换能机制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。三种视锥色素的区别是视蛋白的分子结构稍有不同，这种微小差异决定了对特定波长光线的敏感程度。视锥细胞的感光换能机制，目前认为与视杆细胞类似。视锥细胞的功能特点是分辨力强，并具有辨别颜色的能力。,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：若红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=111白色觉;若红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=410红色觉;若红、绿、蓝三种视锥细胞兴奋程度=281绿色觉。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：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。,三、几种视觉生理现象(一)暗适应与明适应,机制：是视紫红质的含量在暗处恢复的过程。,暗适应曲线,1.暗适应:概念：指从明处暗处,最初看不清逐渐恢复暗视觉的过程(约2530min)。,2.明适应：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)。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。,(二)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。,绿,红,蓝,白,生理盲点投射区位于视野的颞侧15处。,(三)双眼视觉和立体视觉1.双眼视觉:概念：指双眼同视一物体时的视觉。特点：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；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;双眼视觉视野比单眼视觉大得多;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:概念：指双眼视觉对物体的“深度”(三维特性)的视觉。特点：立体视觉只是对物体感知相对“深度”的经验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,二.听觉,(一)听觉器官及听觉传导路（二）听觉器官对声音的感受和分析（三）听神经纤维发放的频率和时间特性（四）各级中枢对听觉信息的处理,(一)听觉器官及听觉传导路1.听觉器官,外耳中耳内耳,2.声波在耳内的传导途径,2.声波在耳内的传导途径,A.正常情况下，声波在耳内的主要传导途径：（气体传导）声波外耳门外耳道鼓膜听骨链前庭窗前庭阶外淋巴蜗孔前庭膜蜗管内淋巴基底膜螺旋器毛细胞兴奋蜗窗鼓阶,声波在耳内的传导途径,B正常情况下，声波在耳内的非主要传导途径（骨传导）：声波颅骨前庭阶或鼓阶外淋巴螺旋器蜗管内淋巴C.非正常情况下（鼓膜受损时），声波在耳内的传导途径：声波外耳门外耳道中耳鼓室螺旋器基底膜鼓阶蜗窗,3.听觉传导路,声波螺旋器的毛细胞听神经蜗神经背、腹核双侧外侧丘系颞横回听辐射内侧膝状体,听觉的产生过程：声波经外耳、中耳传至内耳，被耳蜗中的毛细胞感受，产生神经冲动，经蜗神经传入中枢，最后在大脑皮层听觉中枢形成听觉。,（二）听觉器官对声音的感受和分析,1.感受器对声音的感受：1）音频(音调)解释内耳对频率分析的学说-位置共振学说A.共振学说：解剖发现内耳基底膜上有24000条纤维，每一条纤维与特定的频率共振，进而使临近相应毛细胞兴奋，不同部位的纤维共振时，形成对不同的音频信号分析。,（二）听觉器官对声音的感受和分析,B.行波学说：当声音振动中耳听骨链振动卵圆窗振动前庭阶外淋巴+基底膜上下振动，以行波方式从蜗底向蜗顶传播,同时振幅也逐渐加大,到基底膜的某一部位,振幅达到最大,以后则很快衰减。基底膜的最大振幅区为兴奋区,该部位的毛细胞受到刺激而兴奋,从而引起不同音调的感觉。蜗底的基底膜窄与高频信号共振，蜗顶的基底膜宽与低频信号共振。,1.内耳对音频(音调)的辩别：,1.内耳对音频(音调)的辩别：主要依靠基底膜的振动位置：即蜗底感受高音调；蜗顶感受低音调。,行波学说模式图,蜗底感受高低音调,蜗顶感受低音调,耳蜗对音调的初步分析是:蜗底感受高音调,蜗顶感受低音调。动物实验和临床上对不同性质耳聋原因的研究结果也支持这一理论。如蜗底部损坏时,高音调的感受发生障碍;而蜗顶部损坏则低音调的感受消失。,2.对音强(响度)的辩别:主要取决于基底膜的振幅大小(音频不变)：与毛细胞的敏感性和背景声音有关：背景声音：环境中的一般噪音基底膜处于轻微的振动毛细胞接受新的声音刺激时敏感性。毛细胞的敏感性：听神经中的传出纤维也可控制毛细胞的兴奋性,所以当人集中注意力听时,往往可以听到较微弱的声音。,声波,外耳道,鼓膜,听骨链,卵圆窗,前庭阶外淋巴,基底膜,毛细胞顶端膜上的机械门控阳离子通道开放,激活毛细胞底部膜电压依赖性Ca2+通道,毛细胞去极化感受器电位(微音器电位),螺旋器上下振动,毛细胞的听毛弯曲,内淋巴中K+顺电-化学梯度扩散入毛细胞内,Ca2+入胞毛细胞释放递质,毛细胞的听毛与盖膜发生交错的移行运动,3.耳蜗的感音换能作用耳蜗的功能之一是声-电转换的换能作用。换能过程:,听神经动作电位,（三）听神经纤维发放的频率和时间特性,锁相排放（发放）：低频时，神经纤维在每一个声波周期，同步发放一次，高频时，则每隔几个周期发放一次，相隔周期数固定发放的时间与声波周期固定相位相应，称为锁相排放。,（四）各级中枢对听觉信息的处理,1.通过对输入信息的反复采样和统计处理来提高分辨率。2.通过检测和比较复杂声中多种同步的参数变化来提高分辨率。,三.味觉和嗅觉,（一）味觉：1.味觉感受器的结构及功能2.味觉传导路（二）嗅觉：1.嗅觉感受器的结构及功能2.嗅觉传导路,Taste味觉Tastebuds味蕾,3.味觉的感受,1）酸味舌两侧味蕾中味细胞膜上的受体氢离子选择性阻断微绒毛顶端的钠离子通道钠离子/钙离子内流味觉感受细胞去极化,3.味觉的感受,2）咸味舌前两侧的味蕾中味细胞膜上的受体选择性打开微绒毛顶端的钠离子通道钠离子内流味觉感受细胞去极化,3.味觉的感受,3）甜味舌尖部的味蕾中味细胞膜上的受体G-PrcAMP关闭微绒毛顶端的钾离子通道钾离子胞内积聚味觉感受细胞去极化AP,3.味觉的感受,4）苦味舌后的味蕾中味细胞膜上的受体G-PrIP3/DG选择性打开微绒毛顶端的钠离子通道钠离子内流味觉感受细胞去极化,4.影响味觉形成的因素,A.温度：20-30度范