第二节 视觉器官 Visual sense organ—eye 适宜刺激:波长380~760nm的电磁波

一、眼折光系统的功能 (一)折光系统的光学特性: 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5m。(以AB=1 (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5m。(以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：视近物 眼调节前后晶状体形状改变 左：安静 右：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。

瞳孔对光反射 pupillary light reflex 1.该反射不属于眼(近)调节范畴；

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。 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。

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 中央凹 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

(四) 折光异常 ametropia 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;

Function of the photosensory system 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.Rods:①分布在偏离中央凹20mm的周边部，与两类神经细胞多呈会聚联系; ②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; ③视色素为视紫红质(rhodopsin)。 2.Cones: ①分布在中央部 (中央凹)，多呈单线联系; ②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； ③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，周边衬以紫红色。

2. Rhodopsin 的光化学反应 视紫红质 = 视蛋白 + 11-顺视黄醛 夜盲症 Nyctalopia 视蛋白 全反型视黄醛 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Ⅱ中介 → 激活 transducin(Gt) 的G蛋白→激活cGMP磷酸二酯酶→外段胞内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。

(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→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Glutamate→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 鼻 侧 颞 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) 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 ----------

4.视后像和融合现象 after effect and fusion phenomenon 1.视后像:注视一光源或亮物体,当撤光(如闭眼)后,尚可在一极短瞬时间内残留光感,其形状和大小与光源或物体相似。 2.融合现象:重复闪光刺激人眼,当频率较低时，产生一闪一闪的光感;当频率增加到一定程度时，则产生连续光感。 引起闪光融合的最低频率成为临界融合频率(critical fusion frequency)。 3.中等光照强度下,临界融合频率为25次/秒

5. 双眼视觉 binocular vision (1) 扩大视野; (2) 弥补盲点 blind spot; (3) 立体视觉 stereopsis;