第十章感觉器官ppt课件

.,1,第二节视觉器官,第一节概述,第四节前庭器官,第十章感觉器官,第三节听觉器官,第五节嗅觉和味觉,.,2,第一节概述一、感觉(sensation)感觉：是客观事物在人脑的主观反映。感觉的产生：感受器和感觉器官的感受刺激传导通路的信息传入中枢的整合分析二、感受器：是认识世界的第一环节，是能量转换的特殊结构。其分类：分布部位分：内、外感受器。刺激性质分：机械、化学、温度、光和声感受器等。结构形式分：简单：感受细胞、N末梢（痛、触等）。复杂：感受细胞非N附属结构=感觉器官,.,3,感觉器官：特化的感觉细胞连同它们的非神经性附属结构，构成了各种复杂的感受觉器官。如：视杆和视锥细胞听觉毛细胞等特殊感官：高等动物的视、听、平衡、嗅和味等感觉器官。,.,4,第二节视觉器官眼是动物体最重要的感觉器官,大约有95以上的信息来自视觉。眼的适宜刺激:是可见光(波长370740nm的电磁波)。,可见光,眼的折光系统,折射成像,视网膜的感光系统,换能作用,感受器电位视NAP,视觉中枢视觉,.,5,一、眼的折光系统及其调节(一)折光成像的光学原理,光线由一媒介进入另一媒介所构成的单球面折光体时，就会发生折射。折射能力(F2)的大小由该单球面折光体的曲率半径(r)和折射率(n2)决定。若空气的折射率n1，其关系式为：,F2(后主焦距),n2r,n2-n1,折光体的折光能力还可用焦度(D)表示：D=1/F21D=100度,F2越小，其折光能力越强；n2越大，其折光能力越强；r越小，其折光能力越强。,.,6,(二)眼的折光系统和成像,眼内折光系统的折射率和曲率半径,空气角膜房水晶状体玻璃体,折射率1.0001.3361.3361.4371.336曲率半径,7.8(前)10.0(前),6.8(后)-6.0(后),整体眼折光能力最强的是：空气-角膜界面。当不戴潜水镜潜水时,水中视物模糊的原因是空气-角膜界面的折射率所致。,1.折光系统：,.,7,视网膜：10层细胞，有感光细胞，视觉信号转为电信号，并初步处理。巩膜：外壳，结缔组织，支持作用。脉络膜：毛细血管，提供营养；前端接近晶体为虹膜。瞳孔：虹膜中央小孔。,.,8,2.简化眼：由于眼的折光系统是由多片凸透镜组成,为了研究和应用的方便,将其复杂的折光系统简化=简化眼：设眼球为单球面折光体：前后径为20mm,折射率为1.333,曲率半径为5nm,节点(n,光心)在角膜后方5mm处,前主焦点在角膜前15mm处,后主焦点在节点后15mm处。当平行光线(6m以外)进入简化眼，被一次聚焦于视网膜上,形成一个缩小倒立的实像。,简化眼中的AnB和anb是对顶相似三角形。如果物距和物体大小为已知，可算出物像及视角大小。,.,9,3视敏度(视力)：概念：指人眼分辨精细程度的能力。由简化眼模型，根据已知的物距和物体大小，可算出物像及视角大小。正常人眼在光照良好的情况下，在视网膜上的物像5m(视角1)能产生清晰的视觉。,1角的物像可分别刺激不相邻的两个感光细胞，其各自的感光信息传入才能分辨两个点。,.,10,视敏度的限度：用能分辨两点的最小视网膜上的物像(5m)或视角(1)表示。视力表是根据此原理设计的。E字的笔画粗细和缺口皆为1。,视角=1=1.0(5.0),视角=10=0.1(3.3),.,11,(三)眼的调节如前简化眼所述,当看6m以外的物体时，远物发出的光线(平行光线)入眼后,折射聚焦、成像在视网膜上，看清远物。但当看6m以内的近物时,近物发出的光线(是辐射状)入眼后,折射聚焦、应成像在视网膜之后,视物模糊不清。,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。,.,12,1.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,.,13,与晶状体调节的反射通路相似,不同之处为效应器(瞳孔括约肌收缩,瞳孔缩小)。,2.瞳孔调节正常人的瞳孔直径变动在1.58.0mm之间。,瞳孔近反射意义：,瞳孔近反射：当视近物时,除发生晶状体的调节外,还反射性的引起双侧瞳孔缩小。,瞳孔近反射通路:,瞳孔缩小后,可减少折光系统的球面像差和色像差,使视网膜成像更为清晰。,晶状体调节的能力有一定的限度。这个限度用近点(能看清物体的最近的距离)表示。,近点越近，说明晶状体的弹性越好。,.,14,瞳孔对光反射：概念：瞳孔的大小还随光照强度而变化,强光下瞳孔缩小,弱光下瞳孔扩大,称为瞳孔对光反射。特点：具有双侧效应(互感性对光反射),即不仅光照侧瞳孔缩小,而且对侧瞳孔也缩小。,过程：,意义:,调节光入眼量:强光时缩小,保护视网膜;弱光时散大,增加视敏度;减少球面像差和色像差;协助诊断:通过观察缩瞳的程度、速度和双侧效应等,帮助判断中枢神经系统病变部位、全身麻醉的深度和病情危重程度。,.,15,过程：,强光,视网膜感光细胞,视神经,中脑的顶盖前区(双侧),动眼神经副交感核(双侧),睫状神经节,瞳孔括约肌,瞳孔缩小,.,16,当双眼凝视一个向前移动的物体时,两眼球同时向鼻侧会聚的现象称为眼球会聚。它也是一种反射活动,其反射途径与晶状体调节反射基本相同，不同之处主要为效应器(内直肌)。意义：使物像分别落在两眼视网膜的对称点上,使视觉更加清晰和防复视的产生。,3.眼球会聚,(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。,.,17,1.近视眼:多数由于眼球的前后径过长,或角膜和晶状体曲率半径过小,折光能力过强。故远处物体的平行光线被聚焦在视网膜的前方,以致视远物模糊不清;而近处物体发出至眼的辐射光线,眼不需调节或作较小的调节,就能使光线聚焦在视网膜上而看清近物。因此,近视眼的远点比正视眼的近,远视力差,近视力正常。矫正：配戴适宜凹透镜。,2.远视眼:多数由于眼球的前后径过短,或折光系统的折光能力过弱。故远处物体的平行光线被聚焦在视网膜的后方,以致视远物模糊不清;而近处物体发出至眼的辐射光线,眼需作更大程度的调节,才能使光线聚焦在视网膜上而看清近物。因此,远视眼的近点比正视眼的远,看远物、看近物都需要调节,故易发生调节疲劳。矫正：配戴适宜凸透镜。,.,18,3.散光眼:角膜或晶状体(常发生在角膜)的表面不呈正球面,曲率半径不同,入眼的光线在各个点不能同时聚焦于一个平面上,造成在视网膜上的物像不清晰或变形,从而视物不清或视物变形。矫正：配戴适当的柱面镜,在曲率半径过大的方向上增加折光能力。,.,19,(一)视网膜的结构,二、眼的感光系统及其功能,1.色素细胞层内含黑色素颗粒和VitA，对感光细胞有营养和保护作用：,可遮蔽来自巩膜侧的散射光线(光线过强时，伸出伪足样突起包被视杆细胞外段，减少光刺激)；吞噬感光细胞外段脱落的视盘；传递来自脉络膜的营养物质。,.,20,视杆细胞的代谢方式是外段的根部不断生成而顶部不断脱落。视锥细胞的代谢方式可能与此不同。,2.感光细胞层外段呈圆盘状重叠成层，感光色素镶嵌在盘膜中，是光-电转换产生感受器电位的关键部位。产生的感受器电位以电紧张方式扩布到终足。,.,21,3.神经细胞层细胞层间存在着复杂的突触联系，有化学性突触和电突触，可纵向和水平方向传递信号。当最初产生的视觉电信号，将首先在这些细胞层中处理与加工。,.,22,4.两种感光细胞与神经细胞的联系方式:视锥细胞：呈单线式联系(视锥:双极:节细胞=1:1:1)；视杆细胞：呈聚合式联系(视杆:双极:节细胞=mn:n:1)。,.,23,项目视锥细胞视杆细胞,分布视网膜黄斑部视网膜周边部,联系方式视锥:双极:节细胞=1:1:1视杆:双极:节细胞=多:少:1,(呈单线式,分辨力强)(呈聚合式,分辨力弱),感光色素有感红、绿、蓝光色素3种只有视紫红质1种,(不同的视蛋白+视黄醛)(视蛋白+视黄醛),种族差异鸡、爬虫类仅有视锥细胞鼠、深海鱼类仅有视杆细胞,适宜刺激强光弱光,光敏感度低(强光兴奋)高(弱光兴奋),分辨力强(分辨微细结构)弱(分辨粗大轮廓),专司视觉明视觉+色觉暗视觉+黑白觉,视力强弱,(中央凹为主)(向外周递减),结构特征,功能作用,1.两种感光细胞的结构、功能比较,(二)视网膜的两种感光换能系统,.,24,2.视紫红质的光化学反应,视紫红质,光,视蛋白+11-顺视黄醛,视黄醛还原酶,11-顺视黄醇(VitA),全反型视黄醇(VitA),醇脱氢酶,全反型视黄醛+视蛋白,视黄醛异构酶,(暗处，需能),异构酶,注：视黄醛的构象改变导致视蛋白分子构象也改变，是诱发换能的关键过程。分解与合成速度取决于光强：暗处分解合成，亮处分解合成，强光处于分解状态。分解与合成过程中要消耗一部分视黄醛，需血液循环中的VitA补充，缺乏VitA夜盲症。,.,25,3.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）,.,26,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),.,27,4.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。,.,28,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。色觉是一种复杂的物理和心理现象。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：假设视网膜中存在着分别对红、绿、蓝光特别敏感的3种视锥细胞或3种感光色素;当这3种视锥细胞受到不同比例的三原色光刺激时,各自将发生不同程度的兴奋,这样的信息由专线传入中枢,经视中枢整合后便产生各种色觉。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。,.,29,三、鱼类的趋光性及光诱捕鱼,趋光反应：鱼类在感知人工光线刺激后以产生定向运动。负趋光：鱼离开光源，或从相对高的照明区进入较低的照明区。底栖鱼类正趋光：鱼类被光源吸引，聚集在一定的照明区。中上层鱼类,.,30,第三节听觉器官,耳是听觉的外周感觉器官。外耳：耳廓、外耳道。中耳：鼓膜、听小骨、咽鼓管和听小肌。内耳：,概述：,耳蜗。,.,31,声波振动外耳(耳廓外耳道)中耳(鼓膜听小骨卵圆窗)内耳(耳蜗的内淋巴液螺旋器声-电转换)神经冲动听觉中枢听觉。,听觉的产生过程,一、外耳和中耳的功能(一)外耳的功能,2.外耳道:,1.耳廓:利于集音;判断声源：依据声波到达两耳的强弱和时间差判断声源。,传音的通路;增加声强:与4倍于外耳道长的声波长(正常语言交流的波长)发生共振,从而增加声强。,.,32,结构特点:是一个具有一定紧张度、动作灵敏、斗笠状的半透明膜,面积约5090mm2,对声波的频率响应较好,失真度较小。,(二)中耳的功能1.鼓膜:,功能作用:,能如实地把声波振动传递给听小骨。,.,33,2.听小骨:结构特点:,由锤骨-砧骨-镫骨依次连接成呈弯曲杠杆状的听骨链。这一杠杆系统的长臂为锤骨柄、短臂为砧骨长突、支点恰好在整个听骨链的重心上。,长臂长度短臂长度=1.31功能作用:,增强振压(1.3倍),减小振幅(约1/4),防止卵圆窗膜因振幅过大造成损伤。,.,34,经听骨链的传递使声压增强1.3倍;,鼓膜有效振动面积与卵圆窗面积之比为：鼓膜的传递将使声压增强17倍;,55mm23.2mm2=171,3.鼓膜-听骨链-卵圆窗:功能：构成传音的有效途径,具有中耳传音增压效应(171.322倍)。机制:,.,35,4.咽鼓管:(1)结构特点:是鼓室与咽腔相通的管道,其鼻咽部的开口通常呈闭合状态,当吞咽、打呵欠或喷嚏时则开放。(2)功能作用:调节鼓膜两侧气压平衡、维持鼓膜正常位置、形状和振动性能。,咽鼓管粘膜上的纤毛运动可排泄中耳内的分泌物。,.,36,二、内耳耳蜗的功能,(一)结构特点:,内耳耳蜗形似蜗牛壳,其骨性管道约2转,蜗管腔被前庭膜和基底膜分隔为三个腔:前庭阶、蜗管和鼓阶。,34,.,37,在蜗顶部以蜗孔使二阶相互沟通，其内充满外淋巴。,Na+很低,K+很高。其原因与蜗管外侧壁的血管纹细胞膜上的Na+-K+泵：泵K+入内淋巴量泵Na+回内淋巴量有关。,内淋巴:,蜗管:,是个盲管,管内充满内淋巴。,前庭阶和鼓阶:,.,38,基底膜的宽度与不同频率的声波行波传播在基底膜上的最大振幅部位图,基底膜:由辐射状纤维丝(200003000根)构成,其宽度愈近蜗底部愈窄,愈近蜗顶部愈宽;每一听丝上有一个螺旋器(科蒂器)。,.,39,螺旋器:由内、外毛细胞、支持细胞及盖膜等构成。每个毛细胞的顶部都有数百条排列整齐的听毛,有些较长的听毛埋置于盖膜中。螺旋器浸浴在内淋巴中。,听毛,毛细胞,听神经,.,40,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,听神经动作电位,(二)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。1.换能过程:,.,41,鱼类的听觉器是内耳，而侧线器官和气鳔亦参与或辅助内耳的听觉作用。,骨鳔鱼类：韦伯氏器与鳔相连。鳔的振动通过韦伯氏器传到球囊。,鱼类：内耳没有耳蜗。司听觉的器官是耳石器官的球状囊、瓶囊和侧线。,.,42,第四节前庭器官,前庭器官,前庭,椭圆囊,球囊,半规管,下半规管,水平半规管,上半规管,+,椭圆囊,球囊,腔内充满内淋巴。,鱼类：侧线器官,.,43,.,44,囊斑和壶腹嵴是感受头在空间的位置以及动物体运动状态的装置。,囊斑和壶腹嵴的结构,囊斑,壶腹嵴,动毛：1条，一侧边缘,静毛：60-100条,.,45,一、毛细胞（前庭器官和侧线器官的感受细胞）,当动毛和静毛都处于自然状态时：,膜电位：-80mV(静息电位),神经冲动：频率中等(背景放电),当静毛向动毛侧偏曲时：,膜电位：-80mV-60mV(去极化),神经冲动：频率(兴奋),当静毛向静毛侧偏曲时：,膜电位：-80mV-120mV(超极化),神经冲动：频率(抑制),.,46,二、椭圆囊的功能,耳石膜是一胶质板,内含许多细小的耳石(碳酸钙结晶)和蛋白质,其比重大于内淋巴,任何原因引起耳石膜与毛细胞的纤毛发生相对位移(直线变速运动),都是囊斑的适宜刺激。,(一)囊斑的适宜刺激椭圆囊的囊斑位于椭圆囊的前壁下部、内壁底部,囊斑中的毛细胞呈水平位,纤毛朝上,纤毛的游离端均嵌在毛细胞上方的耳石膜中。,.,47,当水平面直线加减速运动时,因耳石膜的惯性便与纤毛发生相对位置的改变,从而使一部分毛细胞兴奋,一部分则抑制。,结论：,椭圆囊囊斑的适宜刺激是头部水平方向的直线加减速运动。,.,48,(二)椭圆囊的功能1.感受水平平面上头部的直线加减速运动,产生运动感觉。2.调整躯体肌的紧张性,引起姿势调节反应,维持身体平衡。,.,49,三、球囊的功能,(一)囊斑的适宜刺激,球囊囊斑位于球囊的内侧壁,囊斑中的毛细胞呈斜挂位(与地面垂直),纤毛朝外侧壁水平伸出,纤毛的游离端也嵌入悬在纤毛一侧的耳石膜中。,.,50,当垂直直线加减速运动时,因耳石膜的惯性便与纤毛发生相对位置的改变,从而使一部分毛细胞兴奋,一部分则抑制。,结论:球囊囊斑的适宜刺激是头部垂方向的直线加减速运动。,.,51,(二)球囊的功能1.感受垂直平面上头部的直线加减速运动,产生运动感觉。2.调整躯体肌的紧张性,引起姿势调节反应,维持身体平衡。3.过久、过强的刺激也可引起植物神经性反应(运动病)。4.也感受静态时头部相对于重力方向的位置变化。,.,52,四、半规管的功能(一)壶腹嵴的适宜刺激,1.结构特点：三条半规管各处于一个平面,彼此间约互成直角。每条半规管有一个壶腹嵴：壶腹帽是一胶状物、呈悬浮状态、具有