感觉器官的功能

感觉器官的功能,山西医科大学生理教研室 白晓洁,案例分析,研究表明，中国青少年近视趋于低龄化，全国现有盲人500多万，低视力者600多万，儿童斜弱视者1000万。而青少年近视率平均达40%，大学生近视率远远超过70%。 中国7至9岁低龄儿童的近视现象出现明显上升趋势，许多儿童在学龄前或早期就开始出现近视。 除部分因父母有高度近视的遗传外，其中大部分是因为青少年在学前就参与各种学前教育班、辅导班，加之电脑游戏、电视剧、电影充斥在日常生活中，导致孩子们用眼负荷过早增大。此外，生活水平提高、体格发育提前也是导致青少年过早近视的重要原因。,目前国内临床认可的矫正近视的方法主要有下三种： 1创伤性矫正：目前主要是PRK、LASIK等手术治疗 2非创伤性矫正：主要是验光配镜：包括配戴框架眼镜、新型隐形眼镜RGP镜、传统软性隐性眼镜、OK镜 3药物、器械治疗：目前的药物和器械治疗仅对于近视前期的视疲劳症状有一定疗效。,青少年选择近视矫正的方法必须是非创伤性：即不能对眼球进行手术性操作，这是因为青少年眼球尚未发育成熟、近视程度不稳定，若盲目接受手术，一、二年后视力极有可能回退，甚至影响眼球正常发育，造成手术后遗症。因此对青少年而言，发生近视后唯一的有效矫正方法方法就是验光配镜。,问题:,1.作为视觉器官,眼睛是如何感知光的刺激的?2.近视、远视、散光是如何形成的？如何进行矫正？3.眼睛在白天和夜晚的感光机制相同吗?4.眼睛为什么会辨别颜色?, 什么是感觉呢？ 感觉 (sense)是客观物质世界在人主观上的反映。 感觉是怎样产生的？ 首先是感受器或感觉器官接受环境的刺激，将其转变为生物电信号，沿一定途径传入中枢的相应部位，经过脑的分析处理产生主观意识上的感觉。 感觉是感受器或感觉器官，传入通路和感觉中枢三个部分共同活动的结果。,第一节 感受器及其一般生理特性,一，感受器、感觉器官的定义和分类：感受器(receptor) 是指分布在体表或组织内部专门感受机体内外环境变化的结构或装置.,感觉器官(sensory organ) ：感受细胞连同它们的附属结构（如眼的屈光系统、耳的集音与传音装置）。,远距感受器,接触感受器,感受器的分类,1.根据感受器分布部位的不同,内感受器,外感受器,本体感受器,内脏感受器,膝跳反射是指在膝半屈和小腿自由下垂时，轻快地叩击膝腱，引起股四头肌收缩，使小腿作急速前踢的反应。此反射属于腱反射。其感受器是能感受机械牵拉刺激的肌梭。,冲动由位于股神经内的传出纤维传递至效应器股四头肌的运动终板，从而引起被牵拉的肌肉收缩，使小腿前伸。 此反射通常受中枢神经系统的高级部位影响，其反应的强弱、迟速可反映中枢神经系统的功能状态，临床上用以检查中枢神经系统的疾患。,2.根据接受的刺激性质不同,光感受器,机械感受器,温度感受器,化学感受器,伤害性感受器,二、感受器的一般生理特性：(一) 感受器的适宜刺激 一种感受器通常只对某种特定形式的能量变化最敏感，这种形式的刺激就称为该感受器的适宜刺激。,感觉阈值,强度阈值,时间阈值,面积阈值,感觉辨别阈,(二) 感受器的换能作用： 感受器能把作用于它们的各种形式的刺激能量转换为传入神经的动作电位，这种能量形式的转换过程称为感受器的换能作用。,环层小体的发生器电位和动作电位的产生 用一个轻微的触压刺激作用于环层小体的表面上时，在靠近环层小体的神经纤维上可以记录到刺激所引起的电变化。当刺激强度依次增大时，记录到的发生器电位依次增大（abc），当电位达到一定值时（d），它会突然转变成膜的快速自动去极，产生一次锋电位（动作电位）。,感受器电位:受到刺激时,感受器细胞产生的过渡性电位变化.,发生器电位:受到刺激时,在传入神经末梢产生的过渡性电位变化.,对于神经末梢感受器来说,发生器电位就是感受器电位.,对于特化的感受器来说,发生器电位是感受器电位传递至神经末梢的那一部分.,感受器电位和发生器电位具有局部兴奋的性质.可以真实地反映和转换外界刺激信号所携带的信息.,只有传入神经纤维产生动作电位,才标志着感受器换能作用的完成.,(三) 感受器的编码作用： 感受器在把刺激信号转换成动作电位的过程中，不但可以发生能量形式上的转换，同时还能把刺激信号中所包含的各种信息转移到传入神经纤维动作电位的排列和组合之中。 刺激强度：动作电位频率和被兴奋的神经纤维数目 感觉的性质：传入冲动到达大脑皮层的特定部位,(四) 感受器的适应现象： 以同一强度的刺激持续作用于某种感受器时，随着刺激时间的延长感受器的阈值会逐渐升高，即对该刺激变得不敏感。,快适应感受器,对于刺激的变化十分灵敏,适于传递快速变化的信息,有利于机体探索新异的物体或障碍物,有利于感受器和中枢再接受新的刺激.,慢适应感受器,有利于机体对某些功能进行长时间持续的监测,并根据其变化随时调整机体的活动.,第二节 眼的视觉功能,眼内与产生视觉直接有关的结构是眼的折光系统和视网膜.,折光系统包括角膜、房水、晶状体和玻璃体。,视网膜上所包含的感光细胞（视锥细胞和视杆细胞）以及与其相联系的双极细胞和视神经节细胞，构成眼的感光系统。,人眼的适宜刺激是波长为380-760nm的电磁波。,一，眼的折光系统及其调节:折光系统角膜，房水，晶状体和玻璃体；,射入眼内的光线，通过角膜、房水、晶状体和玻璃体四种折射率不同的介质，并通过四个屈光度不同的折射面（即角膜的前表面和后表面，晶状体的前表面和后表面）。 正常成人眼不进行调节时，它的折光系统后主焦点的位置，恰好是视网膜所在的位置。,简化眼（reduced eye）：眼的折光系统的等效光学模型。其光学参数与正常人眼折光系统总的光学参数相等。,正常人眼在光照良好的情况下，如果物体在视网膜上的成像小于5m，一般不能产生清晰的视觉，这表明正常人的视力有一个限度。,眼的调节：,1.晶状体的调节,晶状体的调节能力可用近点表示 近点：指眼睛在尽最大能力调节时所能看清物体的最近距离。晶状体的弹性与年龄有关 老视：由于年龄的原因造成晶状体的弹性明显下降的人，看近物时看不清楚，这种现象称为老视（老花眼）。,2瞳孔的调节：引起瞳孔调节的情况可以有两种：所视物体的远近和进入眼内光线的强弱。近反射（ near reflex):对光反射（light reflex):由于瞳孔对光反射反应灵敏，便于检查，临床常常把它作为判断中枢神经系统病变的部位，全身麻醉的深度和病情危重程度的重要指标。,3眼球会聚（辐辏反射）： 当双眼注视一个由远移近的物体时，两眼视轴向鼻侧会聚的现象，称为双眼球会聚。也称为辐辏反射。 其意义在于使物像落在两眼视网膜的对称点上，不发生复视。,眼的折光异常（屈光不正）1：近视（myopia)2: 远视（hyperopia)3: 散光 (astigmatism),二，眼的感光功能: 眼的感光换能系统由感光细胞（视椎细胞、视杆细胞）双极细胞和视神经节细胞构成，其基本功能是感受光刺激，并将其转换为神经纤维上的电活动。,(一) 视网膜的结构特点,视网膜的结构特点,1.色素细胞层：2.感光细胞层： 视锥细胞 视杆细胞3. 双极细胞层：4. 节细胞层：,2.视网膜的两种感光换能系统 ：1，视杆系统（晚光觉系统） 2, 视锥系统（昼光觉系统）,(二)视杆细胞的感光原理,视紫红质是视杆细胞内的感光物质,1. 视紫红质的光化学反应,合成和分解过程的快慢取决于光线的强弱 在视紫红质分解和再合成的过程中，有一部分视黄醛被消耗，这最终要靠由食物进入血液循环（相当部分贮存于肝）中的维生素A来补充。,2.视杆细胞的感受器电位,未受光照时，视杆细胞的静息电位只有3040mV，光照时，外段膜短暂地向超极化方向变化，这种超极化慢电位即为视杆细胞的感受器电位。,视锥细胞的感光原理与色觉,视锥细胞的视色素也是由视蛋白和11-顺视黄醛结合而成，但视蛋白的分子结构略有不同。由于视蛋白分子结构中的这种差别，决定了这三种感光色素对不同波长的光线最敏感，即分别对红，绿，蓝三种颜色的光线最敏感。光照时，其外段膜也发生同视杆细胞类似的超极化型感受器电位。 色觉：辨别颜色是视锥细胞的重要功能。色觉是不同波长的光线作用于视网膜后在人脑引起的主观感觉。,三原色理论: 认为在视网膜上分布有三种不同的视锥细胞，分别含有对红、绿、蓝三种光敏感的视色素。某一波长的光线作用于视网膜时，可以一定的比例使三种视锥细胞分别产生不同程度的兴奋，信息传至中枢就产生某一种颜色的感受。 色盲 色弱,(四)视网膜中的信息传递,视杆与视锥细胞是视觉通路中的光感受器。在光刺激作用下，它们产生电信号（换能作用），这些电信号在视网膜内还要经过复杂的神经元网络的传递，最后由神经节细胞发出的神经纤维以动作电位的形式传向中枢。,三，与视觉有关的几种生理现象:（一）视力/视敏度 ：定义：指眼对物体细微结构的分辨能力，也即分辨物体上两点间最小距离的能力。视力的好坏通常是以视角的大小作为衡量标准。 视角：,（二）视野 ：定义：单眼固定地注视前方一点不动时，该眼所能看到的最大范围。白光视野最大，绿光最小。颞侧、下方视野较大，鼻侧、上方视野较小（受面部结构影响）。检查视野有助于诊断眼和脑部的病变。,（三）暗适应与明适应1暗适应(dark adaptation):,暗适应曲线 空圈表示用白光对全眼的测定结果；实圈表示用红光对中央凹测定的结果（即表示视锥细胞单独的暗适应曲线，因中央凹为视锥细胞集中的部位，且红光不易被视杆细胞所感受）,（三）暗适应与明适应2.明适应(light adaptation): 明适应出现较快，约需一分钟即可完成。 耀眼的光感主要是由于在暗处蓄积起来的合成状态的视紫红质在进入亮处时先迅速分解，因为它对光的敏感性较视锥细胞中的感光色素为高；只有在较多的视杆细胞色素迅速分解之后，对光较不敏感的视锥细胞色素才能在亮光环境中感光。,（四）双眼视觉： 单视：来自物体同一部分的光线成像于两眼视网膜的相应点上，产生单一物体的视觉，称为单视。 复视：如果物像落在两眼视网膜的非相应点上，产生互相重叠的两个物体的感觉，称为复视。 立体视觉：在用双眼视物时，不但能感觉到物体的大小，而且还能感觉到距离物体的远近和物体表面的凹凸情况。,听觉器官：,听觉(hearing)的外周感受器官是耳，它由外耳、中耳和内耳的耳蜗组成。 由声源振动引起空气产生的疏密波，通过外耳和中耳组成的传音系统传递到内耳，经内耳通过换能和编码作用将声波的机械能转变为听神经纤维上的神经冲动，后者传送到大脑皮层的听觉中枢，产生听觉。,一，外耳和中耳的功能：,一，外耳和中耳的功能：,（一）外耳的功能：（二）中耳的功能：1，鼓膜2，听骨链：锤骨，砧骨，镫骨3，咽骨管,（三）声波传入内耳的途径：1.气传导主要途径：声波外耳道鼓膜 听骨链前庭窗膜耳蜗。次要途径（当正常气传导途径的结构损坏时）：声波外耳道鼓膜 鼓室气体振动蜗窗（前庭窗下方）耳蜗。2.骨传导声波颅骨振动耳蜗内淋巴振动。,二，内耳的感音功能：,（一）基底膜的振动与行波学说,（二）耳蜗及蜗神经的生物电现象,1，耳蜗静息电位,（二）耳蜗及蜗神经的生物电现象,2，耳蜗微音器电位,（二）耳蜗及蜗神经的生物电现象,3，蜗神经动作电位,（二）耳蜗及蜗神经的生物电现象,总结： 耳蜗在没有声音刺激时存在静息电位，当有声音刺激时，在静息电位的基础上，使耳蜗毛细胞产生微音器电位，进而触发蜗神经产生动作电位，该神经冲动沿着蜗神经传入听觉中枢，经分析处理后引起主观上的听觉。,三，听阈和听域：,听阈：对于每一种频率的声波，都有一个产生听觉所必须的最低振动强度。最大可听阈：如果振动频率不变，振动强度在听阈以上增加时，听觉的感受也会增强，但超过一定限度时，人所感受到的就不再是正常的听觉，而会产生鼓膜的疼痛感，这个限度称为最大可听阈。,听域：以声波的频率为横坐标，强度（或声压）为纵坐标，由于对每一个声波频率都有它自己的听阈和最大可听阈，如图所示。其中下方曲线表示不同频率振动的听阈，上方曲线表示它们的最大可听阈，两者所包含的面积则称为听域。,人的正常听域图中心斜线区表示通常的语言区，下方斜线区表示次要语言区。(1dyn10-5N),前庭器官：,前庭器官由内耳中的三个半规管、椭圆囊和球囊组成，是人体对自身的姿势和运动状态以及头部在空间的位置的感受器，在保持身体的平衡中起重要的作用。尽管它们是内耳的一部分，但是在功能上不属于听觉器官。,（一）前庭器官的感受细胞,（二）半规管的功能感受旋转变速运动,（三）椭圆囊和球囊的功能感受头部的空间位置和直线变速运动,（四）前庭反应,（一）前庭器官的姿势反射 当进行直线变速运动时，可刺激椭圆囊和球囊，反射性地改变颈部和四肢紧张的强度。 在作旋转变速运动时，可刺激半规管，反射性地改变颈部和四肢肌紧张的强度，以维持姿势的平衡。,（四）前庭反应,1 前庭器官的姿势反射总结： 当发生直线变速运动或旋转变速运动时，产生的姿势反射的结果，常同发动这些反射的刺激相对抗，其意义在于有利于使机体尽可能地保持在原有空间位置上，以维持一定的姿势和平衡。,（四）前庭反应,2 前庭器官的内脏反应 当半规管感受器受到过强或长时间刺激时，可通过前庭神经核和网状结构的联系引起自主神经功能失调，导致心率加快，血压下降，呼吸频率增加，出汗及恶心、呕吐等现象。,（四）前庭反应,3 眼震颤 是躯体旋转运动时出现的眼球的特殊运动，常被用来判断前庭功能是否正常。,其他感觉器官,一、嗅觉器官 二、味觉器官 三、皮肤的感觉功能,总结-概念（一）,感觉感受器（receptor)感觉器官感受器的适宜刺激(adequate stimulus)