3-1视觉神经生理学

1、1/100,浙江大学 信息学部 光电信息工程学系 2014-10-11,章海军,第三章 视觉神经生理学 系统,2/100,实践：观察(或拍摄)瞳孔直径变化,3/100,复习：视觉光学系统的结构,角膜、房水、(瞳孔)、晶状体、玻璃体、(视网膜),4/100,远视眼：平行光线聚焦在视网膜后,近视眼：平行光线聚焦在视网膜前,O,O,O,O,5/100,6/100,7/100,第三章 视觉神经生理学系统,3.1 视觉神经生理学系统概述 3.2 视网膜的信息传递 3.3 视觉通路与视皮层 3.4 视觉电生理 3.5 中心视野与周边视野,8/100,视觉系统，包括从角膜到视网膜的视觉光学系统，以及从视网膜

2、到视皮层的视觉神经生理学系统两大部分。,9/100,身高1.6米的人站在20米远处，其在观察者视网膜上的像的高度约为多少？,1.6mm,10/100,相距20米的两个人，能够互相看清楚对方的眼睛吗？,视觉神经生理学系统视锥细胞直径24m,视觉光学系统眼睛像尺寸约25m，4视角,3-0,11/100,12/100,视觉的形成过程示意图,晶状体,角膜,视神经,视觉通路,13/100,外界光线经眼球光学系统投射到视网膜上，由视网膜的视细胞将光信号转换成电信号，并经双极细胞、神经节细胞和视神经纤维将信号传递出眼球，再逐级传递到视皮层形成视觉。,14/100,视网膜的“倒长”结构,15/100,生理盲点

3、,注视点,？,16/100,17/100,3.2.1 视细胞,视色素, 视细胞：视网膜上的光感受细胞，分为,视锥与视杆细胞,700 万个,1.2 亿个,18/100, 3-00,19/100, 视细胞及其功能(分工)比较表,20/100,视细胞的光反应,21/100,22/100,23/100,视细胞在视网膜上的位置,24/100,视细胞在视网膜上的位置,25/100,视锥细胞对颜色的感知,26/100,3.2.2 视网膜的细胞连接, 纵向连接：视细胞双极细胞神经节细胞 横向连接：水平细胞、无足细胞（有利于运动视觉）,27/100,横向信息交流,28/100,视网膜的结构与信息传递，光线方向？

4、,图3-6，删此神经节细胞,29/100, 3-1,30/100,视觉通路：由视神经、视交叉、视束、外侧膝状体、视放射、视皮层(视中枢)组成。,31/100,视觉通路（Visual pathway）,32/100,3.3.1 视神经纤维, 视神经纤维：神经节细胞的轴突，人眼平均视神经纤维数 为(10.081.61)105，视神经纤维平均直径0.990.04m， 视神经盘面积仅为2.280.61mm2。,23mm2,33/100,视神经纤维长度？,最长的神经纤维长度？,坐骨神经1.2 m,10-厘米量级,34/100,压迫颅内视神经,35/100,36/100,神经细胞 Nerve cell,树

5、突 Dendrites 突触 轴突 Axon 神经纤维 nerve fiber,神经细胞间的信号传递,Axon,Dendrites,37/100,毒品与中毒？,38/100,视神经纤维的传输速率, 单根视神经的传输速率：5 Bit/s（报道数据） 单眼视神经的传输速率：5 MB/s（报道数据）,如果这样计算 每秒25帧 分辨率1280*720 RGB三色 看电影时视觉 每秒传输GB量级 Why？,39/100,信息整合,40/100,视细胞、双极细胞、神经节细胞的电反应, 感受野,光敏面,41/100,光敏元件的光敏面,光敏元件,42/100,3.3.2 视交叉, 视交叉：来自鼻侧的那部分视神

6、经进行交叉，其信息最终 到达对侧的那一半大脑视皮层。,人 类：半半交叉 一般动物：部分不交叉 低等动物：完全交叉,功效和用途： 有共同的视野 立体视觉等,43/100,44/100,45/100,46/100,完全交叉,47/100,部分交叉,48/100,部分交叉,49/100,兔子眼中的世界？,50/100,3.3.3 视束, 视束：视交叉与外侧膝状体之间的那段视神经纤维束，称 为视束。右侧视束由来自右眼颞侧的视神经和左眼鼻侧的 视神经组成；左侧视束由来自左眼颞侧的视神经和右眼鼻 侧的视神经组成。,视束的损伤可能 导致偏盲（hemianopsia）,51/100,3.3.4 外侧膝状体及视

7、放射,外侧膝状体是视觉的皮质下中枢，位于大脑脚外侧，视丘枕的下外面，为间脑（后丘脑）的一部分， 视觉信息在此进行中继转换 。视放射是来自外侧膝状体的神经纤维。,鼻侧的一半视神经纤维交叉到对侧的外侧膝状体，另一半不交叉的视神经纤维各自直达同侧的外侧膝状体。视网膜左半边的信息，到达左侧的外侧膝状体，视网膜右半边的信息，到达右侧的外侧膝状 体。,52/100,3.3.5 视皮层,视皮层（视觉中枢）位于大脑左右两半球的后部，它相当于Brodmann大脑机能分区定位图的17区，以及部分18区和19区。狭义而言，只有17区才称为视区。,53/100,54/100,敲击后脑，为何会眼冒金星？,敲击视皮层产生

8、的电脉冲与 实际看到星星时一样,55/100,大脑视皮层（视中枢）,视 区,18,19,17,56/100,正确的睡眠姿势,57/100,58/100,正确的睡眠姿势,利于心脏和视中枢,59/100, 视皮层(视中枢)的信息处理, 视神经一部分直接到达中脑上丘，完 成瞳孔对光的生理反射。主动、被动, 来自视觉通路的信息，到达位于大脑左右半球 后部的视皮层(视中枢)，Brodmann大脑机能定 定位图的17区，部分18区和部分19区。, 视觉中枢神经细胞：圆形对称型细胞 简单型 细胞 复杂型细胞 超复杂型细胞 教皇细 胞。,60/100,视觉 通路,61/100,简单细胞,62/100,复杂细胞

9、,63/100,超复杂细胞,64/100,把微电极插入活体动物的视网膜或视神经，记录在一定光照下产生的电信号的方法，称为视觉电生理。（实际操作时，并非将电极插入）, 视觉电生理,眼电图（EOG）,视网膜电图（ERG）,视觉诱发反应（VER）,65/100,66/100,67/100,相关技术脑电图的检测,68/100,脑电波控制 ,69/100,意念(脑电波)控制飞机,Whats New,70/100, 眼电图（EOG） 测量视网膜静息电位。 视网膜电图（ERG） 测量视网膜对光刺激产生的梯度反应。 视觉诱发反应（VER） 测量视区皮质对视觉刺激引起的电反应。,71/100,实例：视觉诱发反应

10、综合测试 请读出字的“颜色”，而不是字的“发音”,红橙黄绿青蓝紫,72/100,3.5 视野中心视野与周边视野, 视野 眼睛所看到的范围。视野分为周边视野(球面 视野)与中心视野(平面视野)。 特点：上下窄，水平宽。,73/100,视野很开阔,74/100,视野受限制,75/100,3.5.1 中心视野, 中心视野：围绕注视点30视角内的视野，也称平面 视野。,其中： 黄斑部的视野范围约为5， 中央凹的视野范围约为120， 中心视野颞侧15.5处为生理盲点。, 3-2,飞蚊症？ 视野中移动的黑点和黑区等,76/100,3.5.2 周边视野, 周边视野：中心视野以外的视野，广义地，眼睛注 视某一

11、点时的整个范围，也称球面视野。 分为单眼视野和双眼视野（可达124视角）， 又分为静态视野和动态视野。,视野检查作用： 早期诊断视网膜脱落、青光眼、偏盲、黄斑部病 变等,77/100,人类的双眼视野,78/100,金茂大厦 88层 高420.5米,离金茂大厦多远才能看整体？,79/100,在什么情况下，可就近 将金茂大厦完整呈现在视野中,80/100,81/100,82/100,83/100,马的单眼与双眼视野,84/100,家猪的双眼视野,85/100,鸟禽类的双眼视野,86/100,猫头鹰的双眼视野,87/100, 3-3,88/100,人眼动态视野与速度的关系, 在静止状态下，160180度；