神经生物学感觉系统视觉

神经生物学感觉系统视觉第1页，课件共88页，创作于2023年2月内容眼的折光系统（简单介绍眼的折光成像原理，重点介绍眼的近反射调节、眼的调节能力和折光能力异常）；重点介绍眼的感光换能系统（视网膜的结构特点，视网膜的两种感光细胞的特点、结构，光感受器的换能机制）；简单介绍视网膜对视觉信息的处理（视网膜上的五种神经细胞）；视野的概念；视觉信息的传入通路（视神经、视交叉、视束、外侧膝状体）；视皮层对视觉信息的处理。2第2页，课件共88页，创作于2023年2月第3页，课件共88页，创作于2023年2月380-760nm眼折光感光视神经大脑电磁波系统系统枕叶

瞳

角膜,房水

视网膜

孔

晶体，玻璃体照相机光圈

对焦

感光胶片视觉形成第4页，课件共88页，创作于2023年2月眼内与视觉信息传递有关的结构折光系统（refractivesystem）角膜（cornea)房水(Aqueoushumor)晶状体(crystallinelens)玻璃体(vitreoushumor)感光系统感光细胞（photoreceptor:rods,cones）双极细胞(bipolarcell)视神经节细胞(ganglioncell)第5页，课件共88页，创作于2023年2月眼的结构角膜房水玻璃体晶状体瞳孔巩膜脉络膜视网膜视神经第6页，课件共88页，创作于2023年2月第7页，课件共88页，创作于2023年2月曲率（Curvature

）折射率（Refractiveindex）折射（Refraction）

（一）眼的折光系统光学特性光的折射一、眼的折光系统第8页，课件共88页，创作于2023年2月光的物理传导途径折射(光线会聚作用)能力，用焦度表示。第9页，课件共88页，创作于2023年2月简化眼前后径为20mm的单球面折光体，折光率为1.333;入射光线只在由空气进入球形界面时折射一次，此球面的曲率半径为5mm，即节点在球形界面后方5mm的位置后主焦点正相当于此折光体的后极

第10页，课件共88页，创作于2023年2月利用简化眼可以算出正常人眼所能看清的物体的视网膜像大小的限度

视力或视敏度:

视网膜中央凹处一个视锥细胞的平均直径（5μm）第11页，课件共88页，创作于2023年2月眼在看近物时需进行调节第12页，课件共88页，创作于2023年2月（三）眼的近反射调节晶状体调节主要调节方式，晶状体变凸，增加折光能力瞳孔调节瞳孔缩小双眼球会聚第13页，课件共88页，创作于2023年2月1.晶状体调节模糊的图像信息皮层-中脑束正中核（中脑）睫状神经节睫状神经睫状肌环行肌收缩，悬韧带放松晶状体变凸，折光能力增加动眼神经核视区皮层第14页，课件共88页，创作于2023年2月眼调节前后睫状体位置和晶状体形状的改变实线为安静时的情况，虚线为看近物经过调节后的情况，注意晶状体的前凸比后凸明显第15页，课件共88页，创作于2023年2月第16页，课件共88页，创作于2023年2月2.瞳孔的调节

视区皮层→皮层-中脑束→正中核（中脑）→动眼神经核→睫状神经节→瞳孔括约肌收缩－瞳孔缩小

正常瞳孔的直径：1.5-8.0mm瞳孔近反射(瞳孔调节反射）：视近物时，可反射地引起两眼瞳孔缩小第17页，课件共88页，创作于2023年2月3.双眼会聚辐辏反射当双眼注视一个向眼移近的物体时，两眼的视轴可反射性地向鼻侧中线会聚视区皮层→皮层-中脑束（锥体束）→正中核（中脑）→动眼神经核→动眼神经→内直肌收缩→双眼会聚第18页，课件共88页，创作于2023年2月（五）眼的调节能力和折光能力异常正视眼：正常眼的折光系统非正视眼：眼的折光能力异常，或眼球的形态异常老视眼：有些眼静息时折光能力正常，但由于水晶体的弹性减弱或丧失，看近物时的调节能力减弱，此称为老视。

第19页，课件共88页，创作于2023年2月2.眼的折光能力异常非正视眼（异常眼，屈光不正）近视眼(myopia)远视眼(hyperopia)散光眼(astigmatism)第20页，课件共88页，创作于2023年2月21第21页，课件共88页，创作于2023年2月Myopia:nearsightedness（近视）

第22页，课件共88页，创作于2023年2月

ErrorsofrefractionHyperopia:farsightedness（远视）第23页，课件共88页，创作于2023年2月散光指角膜表面在不同方向上曲率半径不同。平行光线形成焦线，造成视物不清或物象变形。第24页，课件共88页，创作于2023年2月二、眼的感光换能系统第25页，课件共88页，创作于2023年2月（一）视网膜的结构特点structureofretina检眼镜通过瞳孔看到的眼底（左眼）视盘，视神经乳头，生理盲点中央凹，黄斑

颞侧鼻侧第26页，课件共88页，创作于2023年2月盲点第27页，课件共88页，创作于2023年2月视网膜10层结构色素上皮层光感受器细胞层外界膜外颗粒层外网状层内颗粒层内网状层神经节细胞层神经纤维层内界膜第28页，课件共88页，创作于2023年2月感光换能的关键细胞色素上皮

pigmentcell感光细胞

photoreceptor

，

coneandrod双极细胞

bipolarcell

神经细胞

ganglioncell

第29页，课件共88页，创作于2023年2月1.色素上皮层不属于神经组织，血供来自脉络膜；作用：防止光的散射和反射，保证视网膜成像清晰；可伸缩的伪足，包被视杆细胞外段；参与感光细胞代谢。第30页，课件共88页，创作于2023年2月视杆细胞

2.视网膜感光细胞

视锥细胞外段内段终足第31页，课件共88页，创作于2023年2月

视锥细胞主要位于中心部位,形成一个10度的小凹;视杆细胞主要位于周边部位,小凹中无视杆细胞.（1）视杆和视锥细胞在视网膜的分布第32页，课件共88页，创作于2023年2月第33页，课件共88页，创作于2023年2月中央凹的剖面图.神经节细胞被挤向一边,保证了光线直接到达中央凹的光感受细胞第34页，课件共88页，创作于2023年2月（2）视杆细胞每个视杆细胞含近千个膜盘，每个膜盘含100万个视紫红质。视杆细胞外段比视锥细胞长，含视色素多。视杆细胞对光的反应慢，有利于光反应总和。第35页，课件共88页，创作于2023年2月（3）视锥细胞具有膜盘结构，每个视锥细胞含近1000~12000个膜盘，视色素较少三种视色素分别位于三种视锥细胞内。第36页，课件共88页，创作于2023年2月3.双极细胞和神经节细胞感光细胞→双极细胞→神经节细胞广泛存在会聚现象：视锥细胞会聚少，视杆细胞会聚多。水平细胞和无长突细胞→横向联系缝隙连接：终足之间，横向细胞之间生理性盲点化学性突触化学性突触第37页，课件共88页，创作于2023年2月（二）视杆细胞和视锥细胞分别与晚光觉和昼光觉有关两种感光细胞在视网膜的分布不同两个感光系统的会聚程度不同两种感光细胞在不同动物中的分布不同两种感光细胞含有的视色素不同第38页，课件共88页，创作于2023年2月（三）视杆细胞对光的敏感性高，能感受弱光刺激而引起暗视觉19世纪末，有人从视网膜中提取出一定纯度的视色素，在暗处呈紫红色，即视紫红质。最大吸收光谱500nm，与人在暗适应时的光谱曲线一致。第39页，课件共88页，创作于2023年2月视紫红质（rhodopsin）一种结合蛋白，由视黄醛（retinal）和视蛋白（opsin）结合而成。视黄醛由维生素A氧化而形成.分子量为40000，由视蛋白和视黄醛构成。光量子视紫红质视蛋白和全反型视黄醛。1.视紫红质的光化学反应第40页，课件共88页，创作于2023年2月41视蛋白11-顺型视黄醛光照视蛋白全反型视黄醛漂白无光照第41页，课件共88页，创作于2023年2月第42页，课件共88页，创作于2023年2月

视黄醛分子构象的这种改变，将导致视蛋白分子构象也发生改变，经过较复杂的信号传递系统的活动，诱发视杆细胞出现感受器电位。第43页，课件共88页，创作于2023年2月2.视杆细胞的感受器电位未光照时，视杆细胞的静息电位-30~-40mV。暗电流：外段持续Na+内流内段Na泵将Na+排出环磷酸鸟苷（cGMP）→Na通道开放→外段持续Na+内流→细胞膜去极化第44页，课件共88页，创作于2023年2月

光照前，视杆细胞外段膜对Na+通透性较大，有相当数量的Na+通道处于开放状态，有持续的Na+内流造成去极化电位

光照时超极化电位第45页，课件共88页，创作于2023年2月光量子视紫红质（受体）视蛋白分子的变构传递蛋白（Gt）磷酸二酯酶cGMP大量分解Na+通道开放减少膜电位向超极化方向改变第46页，课件共88页，创作于2023年2月第47页，课件共88页，创作于2023年2月

一个光子激活的视紫红质分子产生约500个转导蛋白分子，一个PDE(磷酸二酯酶)分子每秒使2000个cGMP分子分解，在光子吸收和cGMP失活间的级联反应能导致约106的放大作用。第48页，课件共88页，创作于2023年2月（四）视锥细胞具有明视觉功能，能感受色光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，造成其对不同波长的光线最敏感。波长3~4nm就能被人眼察觉。三色学说（19世纪初，Young和Helmholtz）第49页，课件共88页，创作于2023年2月三种视锥细胞的光波敏感范围不同第50页，课件共88页，创作于2023年2月视锥细胞与明视觉

视网膜存在三种视锥细胞，分别含有对红、绿、蓝三种光线敏感的视色素。

当一定波长的光线作用于视网膜时，以一定的比例使三种视锥细胞分别产生不同程度的兴奋，这样的信息传至中枢，就产生某一种颜色的感觉第51页，课件共88页，创作于2023年2月缺乏某种视锥细胞，可导致色盲或色弱第52页，课件共88页，创作于2023年2月色觉异常色盲：对全部颜色或某些颜色缺乏分辨能力的色觉障碍（辨色能力丧失）。丧失一种：二色视觉。如红色盲、绿色盲、蓝色盲。丧失两种：一色视觉，即全色盲。只能辨别光线明暗。第53页，课件共88页，创作于2023年2月

视杆细胞视锥细胞

分布视网膜周边部视网膜中心部,尤其黄斑光敏感度高低光分辨力低高辨色无有视色素视紫红质红绿蓝三种视色素功能暗视觉明视觉第54页，课件共88页，创作于2023年2月小结第55页，课件共88页，创作于2023年2月三.视网膜可对视觉信息进行初步处理视网膜的五种神经细胞：光感受器细胞、水平细胞、双极细胞、无长突细胞和神经节细胞。视杆、视锥、水平、双极细胞：局部电位视杆、视锥细胞→超极化慢电位→突触前膜递质释放减少（谷氨酸）→下一级神经细胞→神经节细胞总和，产生AP第56页，课件共88页，创作于2023年2月水平细胞无长突细胞第57页，课件共88页，创作于2023年2月神经节细胞感受野神经节细胞感受野：受到光刺激时，使一个神经节细胞发生反应的视网膜上特定区域中心-周边拮抗式的同心圆结构分为：给光-中心细胞和撤光-中心细胞可能是同时对比现象的神经生理学基础。第58页，课件共88页，创作于2023年2月从光感受器细胞到双极细胞的直接与非直接通路

嵌入型双极细胞（去极化型）平面型双极细胞（超极化型）第59页，课件共88页，创作于2023年2月谷氨酸光感受器去极化双极细胞（抑制性受体）超极化双极细胞（兴奋性受体）去极化超极化水平细胞

抑制性递质GABA光照第60页，课件共88页，创作于2023年2月中心—外周形节细胞感受野.第61页，课件共88页，创作于2023年2月当亮暗边界落在节细胞感受野中时，节细胞的信号输出.第62页，课件共88页，创作于2023年2月对比对于明暗感觉的影响第63页，课件共88页，创作于2023年2月四.视觉中枢对视觉信息进行综合处理（一）视觉信息经视觉传入通道传向大脑皮层视觉中枢第64页，课件共88页，创作于2023年2月第65页，课件共88页，创作于2023年2月

两侧视网膜中,右侧视野的相应节细胞的轴突汇合形成左侧视束;反之,形成右侧的视束左右视束的组成第66页，课件共88页，创作于2023年2月视觉通路视神经→视交叉→视束→外侧膝状体→视辐射→大脑皮层初级视皮层（17区）：大脑半球内侧面枕叶皮层的距状沟上缘：视网膜上半部投射下缘：视网膜下半部投射后部：中央凹黄斑区前部：视网膜周边区视束中少量纤维到达上丘和顶盖前区。第67页，课件共88页，创作于2023年2月放射自显影技术第68页，课件共88页，创作于2023年2月

组织染色显示神经元胞体;,腹侧的两层细胞(1层和2层)尤其大外侧膝状体(LGN)得分层和投射短尾猿的LGNLGN呈现6层的分层结构第69页，课件共88页，创作于2023年2月视网膜向LGN各层的信号输入第70页，课件共88页，创作于2023年2月视网膜向LGN各层的信号输入第71页，课件共88页，创作于2023年2月初级视皮层皮层的分区第72页，课件共88页，创作于2023年2月第73页，课件共88页，创作于2023年2月外侧膝状体初级视皮质视辐射视辐射:从外膝状体到初级视皮质的投射纤维第74页，课件共88页，创作于2023年2月（二）视皮层对视觉信息进行分析视网膜神经节细胞轴突、外侧膝状体、初级视皮层具有点对点的投射关系。视觉传导通路的不同部位受损时，可引起不同的视野缺损。第75页，课件共88页，创作于2023年2月视觉投射损伤造成的视野缺陷第76页，课件共88页，创作于2023年2月视觉投射损伤造成的视野缺陷第77页，课件共88页，创作于2023年2月视觉投射损伤造成的视野缺陷第78页，课件共88页，创作于2023年2月3.视皮层的方位柱视皮层的感觉柱称为方位柱，每一柱都对某一特定方向的光带做出最佳反应。第79页，课件共88页，创作于2023年2月初级视皮层简单细胞的感受野第80页，课件共88页，创作于2023年2月方向选择性的神经元

对有向光的反应第81页，课件共88页，创作于