第六章-视觉的生理机制.ppt

1、生理心理学,第六章 视觉的生理机制,一、感知心理概述,存在即被感知！巴克莱 我思故我在！笛卡尔,一、感知心理概述,感觉信息的剖析过程 （1）感受：是通过感受器对物理能量的吸收 （2）换能：是将物理能量转换成神经元的电化学模式的过程。 （3）编码：把刺激转换成动作电位序列和组合（信息编码）。 （4）传导：动作电位序列及其组合由感受器传至中枢。 （5）处理：时空对比、侧抑制,一、感知心理概述,神经特殊能量定律： 不论感官如何受到刺激，每种感官神经将导致一种感觉而没有其他感觉 1.每一感官都有相对应的刺激 2.同一刺激作用于不同感官时，将引起不同的感觉经验 3.不同刺激作用于同一感官时，可引起同一感

2、官经验,一、概述,眼睛心灵的窗户 视觉耗能最大的感觉系统,人类可见光波长范围：380nm760nm,一、概述,一、概述,照相机： 1.镜头 2.变焦、对焦 3.光圈 4.感光元件 5.处理器,二、视觉系统的解剖结构,不透明，不允许光线通过,透明，允许光线通过,环形肌肉结构,虹膜上的小开口，调节光线进入眼睛的多少,透明、洋葱样排列的层状结构 由附在其上的睫状肌调节 其形状的改变，使远处和近处的物体都能够在视网膜上聚焦，形成清晰的图像调节,二、视觉系统的解剖结构,无色透明的胶状物质,二、视觉系统的解剖结构,二、视觉系统的解剖结构,光线通路： 角膜 瞳孔 晶状体 视神经 视网膜 玻璃体,感光细胞 视

3、杆细胞，1.2亿 视网膜 视锥细胞，600万,二、视觉系统的解剖结构,1.视锥细胞 负责日间视觉 提供环境中细小特征的信息，保证视觉的清晰度/敏度 与色觉有关分辨不同波长光线的能力,二、视觉系统的解剖结构,二、视觉系统的解剖结构,2.视杆细胞 对光更敏感，在昏暗环境中，视觉主要由视杆细胞提供 3.视盘视网膜上另一个特征结构 神经节细胞的轴突汇聚一起，通过视神经离开眼球 没有任何感光细胞，形成盲点,二、视觉系统的解剖结构,4.黄斑 视觉最敏锐, 只有视锥细胞与一个双极细胞、一个神经节细胞 5.双极神经元 双极细胞连接视锥细胞、视杆细胞，将视冲动通过神经节细胞传出,三、视觉信息的编码,感光色素 埋

4、藏于小盘膜内的特殊分子，人类一个视杆细胞中大约有1000万个。 由视蛋白（一种蛋白）和视黄醛（一种脂质）构成。维生素A是视黄醛前身。 视杆细胞的感光色素视紫红质，暴露于光线后，分解为视蛋白和视黄醛,三、视觉信息的编码,视杆细胞的感光机制 感光色素 （11-顺型视黄醛和视蛋白组合而成） 光照 11-顺型视黄醛 全反型视黄醛 (较为弯曲的构象) (较为直的分子构象) 视蛋白分子变构 感光细胞出现感受器电位（超极化） 双极细胞兴奋,四、颜色编码,（一）多色说 （二）三原色说 （Thomas Young，1802） 眼睛有三种不同的 感受器，分别对三种 不同的色调敏感。,四、颜色编码,三色理论 验证：

5、对高等灵长类动物视网膜的生理学研究发现色觉由三种视锥细胞负责。 每种视锥细胞中含有的视蛋白决定了吸收何种波长的光 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。,四、颜色编码,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。,1967年Ragnar Arthur Granit, Halden Keffer Hartline以及George Wald 以他們对于视觉机制的研究共享诺贝尔奖的殊荣。 1981年David Hunter Hubel 以及 Torsten N. Wiesel诺

6、贝尔奖得主视觉系统。,色弱：对色调的辨别能力下降 全色盲：没有视椎细胞或者视椎细胞的信息传递不到皮层,四、颜色编码,三种视锥细胞异常色觉缺陷 红色盲：不能分辨红和绿，世界只有黄和蓝；视敏度正常说明并不缺乏红绿视视锥，只是红视锥细胞中填充视绿视锥细胞的视蛋白 绿色盲：绿视锥细胞中填充红视锥细胞的视蛋白 蓝色盲：1个/10000人，缺乏蓝视锥，难看到短波长的色调，世界由红和绿构成。,四、颜色编码,色盲的遗传： 色盲属于伴性遗传,色盲基因与它的等位基因（正常基因）只位于X染色体上，而在Y染色体上都没有。色盲基因是隐性的（用b表示），与之相对应的正常基因是显性的（用B表示）,男性只有一个X染色体，只要

7、是在X染色体上有隐性色盲基因b，就会表现出来而患色盲症。,四、颜色编码,视觉后像,对“三原色说”的疑惑： （三）对比色说 （Hering，1878） 1.红对绿 2.黄对蓝 3.白对黑,四、颜色编码,两种学说的统一： 1.在视锥细胞层面， 遵循三元色说 2.在换能后的神经元 层面，遵循对比色说,四、颜色编码,1.视野 (1)概念：指单眼固定不动注视前方一点时,该眼所看到的空间范围。 范围： (1)单眼视野的下方上方；颞侧鼻侧。 (2)色视野的白色黄蓝红色绿色。,绿,红,蓝,白,生理盲点投射区位于视野的颞侧15处。 1668年lAbbe Edme Mariotte 发现盲点。,五、视觉现象的神经

8、基础,2.感受野：能引起神经元反应的那部分视野就是该神经元细胞的感受野。 （1）简单细胞：小感受野，用于察觉图形边界线 （2）复杂细胞：中感受野，用于察觉边角和运动 （3）超复杂细胞：大感受野，用于感觉形体、运动和角度,五、视觉现象的神经基础,3.双眼视觉: 概念：指双眼同视一物体时的视觉。 特点： 双眼视觉是由于来自物体同一部位的光线，成像于两侧视网膜的“对称点”上，经视觉中枢整合后只产生一个“物体”的感觉； 双眼视觉的视野大部分重叠,互相弥补, 故无生理盲点投射区; 双眼视觉视野比单眼视觉大得多; 双眼视觉能增加对物体距离、三维空间的判断准确性,从而形成立体感。,五、视觉现象的神经基础,视皮质细胞的双眼性：被两眼的刺激所兴奋 1.同一细胞在两眼视野中的感受野处于严格的相应位置 2.两眼感受野的最佳朝向相同 3.两眼的信号叠加，但一只眼往往占优势,五、视觉现象的神经基础,1.视觉失认症：可以感知，无法识别 面容失认症：无法辨认特定人的面容 2.运动盲：能看见物体，但无法判断运动 3.盲视：“第六感？”“视而不见”？“潜意识视觉？”,六、视觉