第九章-感觉器官的功能.ppt

1、第九章 感觉器官的功能 Function of the sensory organs 第一节:感受器和感觉器官 Sensory receptor and organs 一、两者的定义和分类 1.定义 ： 2.感受器的分类：按分布部位分； 按接受刺激性质分；,感 受 器 与 感 觉 器官 区 别,二、感受器的一般生理特性 (一)适宜刺激adequate stimulus : 特定的 最敏感(阈值最低)的能量变化形式。 (二)换能作用transduction :把刺激能量转 换为传入神经的AP。 1.receptor potential:以电紧张形式扩 布至神经末梢AP 2.generator p

2、otential:直接转为AP。 3.为局部慢电位,需总和后才转为AP。,光 眼,声 耳,化学 舌,Ap,大脑,(三)编码作用sensory coding,1.概念:在换能同时,把刺激包含的环境变化的信息也转移到AP的组合和序列之中。 2.刺激性质编码:感受器种类;特定传导通路;大脑皮层特定部位。 3.刺激的量(强度)编码: 感受器电位的幅度、持续时间、波动方向等;单一神经纤维AP频率；参与传递信息的神经纤维数目。,数字示汉字代码,(四)适应现象adaptation,1.概念:当一恒定刺激作用于感受器时,虽刺激仍在持续作用，但感觉传入神经上AP的频率已开始逐渐下降的现象。 2.分类及功能意义：

3、 快适应感受器:如环层小体；有利于探索新 异刺激； 慢适应感受器:如颈动脉窦；有利于对机体 功能状态进行长时间监测，并随时调整。 3.适应不是疲劳。,第二节 视觉器官Visual sense organeye适宜刺激:波长380760nm的电磁波,一、眼折光系统的功能 Function of the dioptric system (一)折光系统的光学特性: 4种折射率不同的介质;4个曲率不同的折射面;折射主要发生在角膜前表面;6m以远平行光线成像在后主焦点即视网膜上,(二)简化眼 reduced eye 根据相似三角形原理和简化眼参数可计算出正常眼能看清物体的最小视像(ab)大小为5m。(以

4、AB=1.5mm,Bn=5m计),E 1.5mm,(三) 眼的调节 Visual accommodation 远点 far-point,1.晶状体反射 accommodation reflex 眼视近物成像在视网膜后视像模糊视皮层中脑正中核动眼N缩瞳核动眼N副交感F 睫状N节睫状短N 睫状肌环行肌收缩 悬韧带松弛晶状体靠弹性变凸(前面为主) 折射力增加焦距缩短 物象前移 回到视网膜。,视近物时视像前移过程,调节力 Accommodation force:眼作最大调 节所能增加的折光力。可用近点表示。 近点 near point: 越近,弹性越好,调节力愈强,眼调节前后晶状体形状改变左：安静 右

5、：视近物,睫状肌环 行肌收缩,睫状肌环行肌舒张,2.瞳孔近反射near reflex of the pupil 视近物瞳孔缩小减少球面像差 和色像差增加清晰度,瞳孔小，景深大,瞳孔大，景深小,球面像差及其消除,球面像差:透镜边缘折射焦点比中央区更靠近透镜。 色像差:红光焦点最远,紫光最近,其它光位于二者之间。,3. 辐辏反射 convergence reflex,两眼成像在对称点形成单视；若成像在非对称点（如眼外肌麻痹）则出现复视(diplopia),对称点,以中央凹的中心点为准,整个中央凹及整个视网膜 的上、下、左、右,凡同侧同距离之点均是对称点,中央凹,(四) 折光异常 ametropia

6、 近视、远视、老视、散光,1. 近视 myopia:前后径过长,折光力过强。 远点、近点都近移,2. 远视 hyperopia:前后径过短,折光力过弱。 远点消失、近点远移,3. 老视 presbyopia:晶体弹性弱,调节力降低 远点正常、近点远移,4. 散光 astigmatism,角膜呈非正球面,水平面上曲率半径大，焦点位于B; 垂直面上曲率半径小，焦点位于G;,瞳孔对光反射 pupillary light reflex,1.该反射不属于眼(近)调节范畴；,2.Reflex arc:光照瞳孔视网膜 视神经 中脑顶盖前区换元 双侧动眼N缩瞳核动眼N副交感F 瞳孔括约肌收缩 瞳孔缩小。另一侧

7、瞳孔同时缩小，称为互感性对光反射consensual light reflex。 3.生理意义:调节入眼光量，不因过强而损伤，不因过弱而影响视觉。 4.临床意义:判断麻醉深度；病危程度。,二、感光系统的功能 Function of the photosensory system (一)视网膜(retia)的结构特点 1.由四层细胞构成； 2.除色素细胞层外,余层均参与信息传递; 3.感光细胞层有视杆(rods)和视锥(cones) 两种细胞。,视网膜的主要细胞层次,(二) 视网膜的两 种感光换能系统 1.视杆系统 2.视锥系统,1.视杆C:分布在偏离中央凹20mm的周边部，与两类神经细胞多呈会

8、聚联系; 功能上对光敏感，分辨力低，无色觉， 在弱光下起作用，属晚 (暗)光觉系统; 视色素为视紫红质(rhodopsin)。 2.视锥C: 分布在中央部 (中央凹)，多呈单线联系; 功能上对光敏感性差，分辨力高，有色觉; 在强光下起作用，属昼(明) 光觉系统； 含三种吸收光谱特性不同的视锥色素(红、绿、蓝)。 3.盲点(blind spot):黄斑鼻侧3mm,视N始端。,感光细胞的分布,感光细胞与神经细胞联系,(三) 视杆细胞感光换能机制,1. 视紫红质 Rhodopsin 的发现(1877年),置蛙于暗室,眼视明亮窗子,一定时间后遮光,剔出视网膜,明矾固定,可见有白色窗子影象，周边衬以紫红

9、色。,2. Rhodopsin 的光化学反应 视紫红质 = 视蛋白 + 11-顺视黄醛 视蛋白 全反型视黄醛 11-顺视黄醛 Vit A(全反型视黄醇) 夜盲症 Nyctalopia,强光下分解,暗光下合成,视杆细胞的感受器电位,1.未光照时:RP= -30mV-40mV (小于一般细胞RP); 此时外段膜Na+通道开放,Na+内流入细胞(去极化);而内段Na+泵不断把胞内Na+泵出胞外,维持膜内外Na+的平衡。形成了从内段流向外段的暗电流(dark current)。 2.光照时:视紫红质吸收光量子构象改变变视紫红质中介 激活 transducin(Gt) 的G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶外段

10、胞内cGMP分解 cGMP浓度下降 Na+通道关闭暗电流减弱或消失超极化型感受器电位。,终足神经递质释放,超极化型感受器电位,外段视盘膜Na+通道关闭，Na+内流,cGMP分解，cGMP,激活磷酸二酯酶（效应器酶）,激活G蛋白（传递蛋白，Gt）,变视紫红质,视紫红质,1个光量子,(四) 视锥细胞和色觉Cones and color vision 三原色学说,红 绿 蓝 4 : 1 : 0 红 2 : 8 : 1 绿,三种视锥细胞 红、绿、蓝,420nm,534nm,564nm,色盲:缺乏色觉; 色弱:辨色能力低,三、视网膜的信息处理visual imformation processing,光

11、两种感光细胞超级化型感受器电位以电紧张形式扩散到终足释放递质双极细胞(促离子受体、促代谢受体)部分双极细胞产生去极化慢电位、部分双极细胞产生超极化慢电位(提供了对比机制)神经节细胞两种慢电位总和神经节细胞去极化阈电位神经节细胞产生AP.,四、与视觉有关的现象visual phenomena 1. 暗适应和明适应 dark adaptation and light adaptation,2. 视野visual field,颞 侧,鼻 侧,3.视敏度(视力) Visual acuity 5m远看清1.0行字母E,0.1行E为1.0行E的10倍，如在50m看清则视力也是1.0,d(视力表与被测者距离

12、) 5m V(实测视力) = = =1.0 D(正常看清1.0行E的距离) 5m 若： 2.5m V(实测视力)= =0.5 5m 10m V(实测视力)= =2.0 5m -,4. 双眼视觉 binocular vision (1) 扩大视野; (2) 弥补盲点 blind spot; (3) 立体视觉 stereopsis;,第三节 听觉器官Auditory sense organs,一、听阈与听域 Auditory threshold and audible area,人耳能感受的 振动频率: 2020000Hz (10003000Hz 最敏感) ; 声强:0.0002 1000dyn/

13、cm2,外耳、中耳为传音功能 内耳 (耳蜗) 为感音功能,二、外耳与中耳的传音功能 Sound transmission in external and middle ear (一) 外耳的功能 1.耳廓:集音;判断声源； 2.外耳道:传音作用；共鸣作用:与 波长4倍于其长度 (2.5cm4=10cm) 的 声波发生共振，据此计算，最佳共振频 率约为3800Hz,强度增强10decibel(dB),(二) 中耳的功能 1.鼓膜特性:频率响应好,不失真,复制外加振动 频率,与其同始同终。 2.听骨链增压作用:交角杠杆 (增压22.4倍) 长臂(锤骨柄):短臂(砧骨长突)=1.3:1 鼓膜:卵圆窗

14、=55mm2:3.2mm2=17.2:1 3.鼓膜张肌与镫骨肌作用:减小听骨链振幅,保 护感音装置 4.咽鼓管的作用:平衡鼓室内外压力,(三) 声音传入的途径 1. 空气的传导(气导) 2. 骨传导(骨导),声波外耳鼓膜听骨链 卵园窗耳蜗 淋巴液基底膜 听毛细胞微音器电位 听神经 Ap颞叶产生听觉,声波 颅骨 ,外淋巴液,外淋巴液,内淋巴液,正 常: 气导 骨导 传导(音)性耳聋: 气导 骨导 感音(神经)性耳聋: 气导、骨导均减弱,三、内耳(耳蜗)的功能 Function of the cochlea,(一) 基底膜振动的 行波理论 traveling Wave theory 1.以行波方式

15、从底部开始，向蜗顶传播; 2.声波频率不同，行波传播的远近和最大振幅出现部位不同：,蜗底,声波频率愈高行波传播愈近最大振幅靠近卵圆窗即蜗底； 声波频率愈低行波传播愈远最大振幅靠近蜗顶。 蜗底受损影响高频音听力；蜗顶受损影响低频音听力；,(二)毛细胞兴奋与感受器电位excitation and receptor potential of the hair cells,1.毛细胞兴奋过程:外毛细胞顶部纤毛受盖膜与基底膜振动剪切力作用，内毛细胞顶部纤毛受内淋巴冲击作用而发生弯曲和偏转引起了毛细胞兴奋将机械能转变为生物电； 2.感受器电位变化方向与纤毛受力方向有关:纤毛向一个方向弯曲,出现去极化电位；

16、向相反方向弯曲,出现超极化电位。,(三) 耳蜗的生物电现象 bioelectric phenomenon in cochlea 1.静息电位 resting potential,0mv,+80mv,-80mv,2. 耳蜗微音器电位 cochlear microphonic potential(CMP),定义: 声波刺激后,在耳蜗及其附近结构所记录到的频率及幅度与声波一致的电位变化; 是多个毛细胞感受器电位的复合表现。 特性: 具有交流性质； 无真正阈值； 无潜伏期和不应期； 不易疲劳，不发生适应； 在听域范围内，CMP 能复制声波频率； 在低频范围内，振幅随声压增大而增大; 对缺氧和深麻醉相对

17、不敏感。,四、听神经的动作电位 action potential of the auditory nerve(一)听神经复合动作电位compound action potential,反映听神经的兴奋状态。其振幅取决于声音强度、兴奋的纤维数目、各纤维放电同步化程度。,(二)听神经单一纤维的动作电位 action potential of the single fiber 1.具有“all or none”性质； 2.安静时有自发放电;声音刺激时放电频率增加; 3.每条纤维有自己感受的特征 (声音)频率(最佳 频率):用此频率声音刺激只需最小强度即能使 该神经兴奋;characteristic

18、frequency 4.特征频率的高低取决于该纤维在基底膜起源 部位:该部位正是该频率声音引起行波最大振 幅的部位,即特征频率高的纤维起源于蜗底,特 征频率低的纤维起源于蜗顶。,当声音强度较弱时,神经信息由少数 对该频率敏感的纤维向中枢传递; 当某一频率声音强度时,能使更多 的纤维兴奋,由这些纤维的传入冲动 共同向中枢传递该声音的频率和强 度信息。 对于人耳所感受声音的频率和强度 的复杂变化，人耳可通过复杂的基 底膜振动形式和听神经兴奋及其组 合来区分不同音色。,(二) 音强(响度)与音色分析,第四节 前庭器官功能Vestibular function,由三个半规管、椭圆囊、球囊组成,椭圆囊,球囊,蜗窗(圆窗),前庭窗(卵