㈠ 视网膜的功能
视网膜,又称为外周脑,从起源来说与大脑相同,是与外界有直接联系的部分。从组织上来讲,包括十层细胞,它们构成了一个复杂的细胞网络,具有初步的信息处理功能。
感受器细胞包括外段(outer segment,OS)(形状有的呈杆状,有的呈锥状)和内段(inner segment, IS),中间为一个细的连接颈。外段充满了由膜围成扁囊状结构,在膜上镶嵌有数以百万计的视色素(visiual pigment, VP),由视蛋白和视黄醛构成,两者的差异在于视蛋白的不同。感受器细胞分类三类:视锥细胞,视杆细胞,视网膜特化感光神经节细胞。
感受器细胞(感光细胞,receptor cell, RC)将光量子能量转换成电信号,具体地说就是光刺激变成感受器细胞的膜电位超极化,(光致超极化效应),经化学突触将信号传到双极细胞,双极细胞进而又将信号处理后经化学突触传递到神经节细胞,神经节细胞是唯一的能将视网膜处理后的视觉信息编码为神经冲动传输到脑的细胞。介于感光细胞和双极细胞之间有一水平细胞层,从光感受器接收信息,并反馈输出到光感受器,同时也输出到双极细胞,在这三种细胞间形成了复杂的突触联系网络层,作为外网状层。内网状层,双极细胞——无足细胞层——神经节细胞层。网间细胞接受无足细胞的输入,逆行投射到外网状层的水平细胞形成突触,偶尔也与双极细胞形成突触,在内网状层与外网状层之间形成了一条离心反馈通路。
㈡ 视网膜的生理原理
感光细胞受刺激后将其刺激的形态传递到大脑,大脑的不同部分平行工作产生外部环境的概念。
视锥细胞对亮光敏感,而且可以分辨颜色。视杆细胞可以感觉暗淡的光,其分辨率比较低,而且不能分辨颜色。有的人缺乏红色、蓝色或绿色的视锥细胞,导致不同的色盲。人和高等的灵长目动物有三种不同的视锥细胞,而其它哺乳动物缺乏对红色的视锥细胞,因此它们对颜色的分辨比较差。
感光细胞感受到光后向双极细胞发送一个相应于光强度的信号。双极细胞将这个信号继续传送给视网膜神经节细胞。通过水平细胞和无长突细胞感光细胞也相互连接,再将它们的信号送到神经节细胞前就对这些信号进行加工。虽然视锥细胞和视柱细胞的感光效应不同,它们之间也相互连接。
虽然这些细胞都属于神经细胞,但是只有神经节细胞和少数无长突细胞产生动作电位。感光细胞在有光照射时,会影响细胞膜上的cGMP转介蛋白,使cGMP转变成GMP。而失去cGMP作用下的钠离子通道会关闭,造成去极化终止,接着钾离子通道开启造成感光细胞的过极化。感光细胞的外部含有感光色素,它与光的反应导致环鸟苷磷酸浓度的变化和细胞膜对钠的渗透性。在强光下释放出来的神经递质浓度减弱,光强降低后其浓度增高。在强光下感光色素完全失去它的作用,只能缓慢地使用化学过程被有用的色素取代。因此从强烈光下进入一个暗的环境后眼睛需要约30分钟时间来达到其最高的灵敏度。
随其交感域的不同视网膜神经节细胞有两种不同的反应。视网膜神经节有两个交感域,一个是中心的圆形的区域,这里的细胞在受光时发射。其周围环形区域里的细胞在不受光时发射。随光的加强第一个区域里的细胞的发射频率提高,而第二个区域里的细胞的发射频率降低。除此之外不同的神经节细胞对不同的颜色和形态也产生不同的反应。
在将信号传送到脑的过程中视网膜被分为两半,朝鼻子面的一半和朝太阳穴面的一半。鼻子面的轴突在脑的视交叉与另一只眼的太阳穴面的轴突结合后进入外侧膝状核。
虽然视网膜上有1.3亿多感光细胞,但是视神经只有约120万轴突,因此大量前处理在视网膜上就完成了。黄斑的信息最精确。虽然斑点只占整个视觉面的0.01%,但是视神经里10%的信息是由这里的轴突传递所致。斑点的分辨率极限约为104点。整个视网膜的信息量估计为没有颜色时5 × 105比特/秒,有颜色时为6 × 105比特/秒。
㈢ 眼睛是如何获取信息的详细点
外界物体发出的光或反射物体的光,通过瞳孔,进入眼睛,通过晶状体成像在视网膜上,连接视网膜的神经把这些信号报告给大脑每个物体,有的自己发光,有的反射别的物体的光,当它们发射或反射的光通过瞳孔、晶状体进入眼睛后,会在视网膜上形成这些物体的像,连接视网膜的视神经立即把这些光的信号报告给大脑,我们就看到了这些物体。
㈣ 视网膜信息传导,神经电能沿着什么传递
神经电能沿着髓鞘相互传导,视神经系发生炎症会导致髓鞘脱失去传导作用就不能支配调节眼部组织的血供了。严重时会发生视神经萎缩坏死,视网膜萎缩脱落,黄斑变性而失病。城助发来所有检查资料为你指导。
㈤ 视觉的中枢信息
经过视网膜神经网络处理的信息,由神经节细胞的轴突——视神经纤维向中枢传递。在视交叉的部位,100万条视神经纤维约有一半投射至同侧的丘脑外侧膝状体,另一半交叉到对侧,大部分投射至外侧膝状体,一小部分投射至上丘。在上丘,视觉信息与躯体感觉信息和听觉信息相综合,使感觉反应与耳、眼、头的相关运动协调起来。外侧膝状体的神经细胞的突起组成视辐射线投射到初级视皮层(布罗德曼氏17区,或皮层纹区),进而再向更高级的视中枢(纹状旁区,或布罗德曼氏 18、19区等)投射。从初级视皮层又有纤维返回上丘和外侧膝状体,这种反馈通路的功能意义还不清楚。
由于视神经的交叉,左侧的外侧膝状体和皮层与两个左半侧的视网膜相连,因此与视野的右半有关;右侧的外侧膝状体和右侧皮层的情况恰相反。一侧的外侧膝状体和皮层都接受来自双眼的信息输入,每侧均与视觉世界的对侧一半有关。在视通路不同部位发生损伤时,就会出现相应的视野缺损,这在临床诊断中具有重要意义。
视觉信息在视觉中枢通路的各水平上经受进一步的处理。外侧膝状体只是视觉信息传递的中继站,其细胞感受野保持着同心圆式的对称中心-周边颉颃构型。但到初级视皮层,除很少部分细胞仍然保持圆形感受野外,大部细胞表现出特殊的反应形式,它们不再对光点的照射呈良好反应,而是需要某种特殊的有效刺激。
初级视皮层中按其对刺激特异性的要求,可分为简单细胞和复杂细胞。简单细胞对在视野中一定部位的线段,光带或某种线形的边缘有反应。特别是它们要求线段等都有特定的朝向,具有这一朝向(该细胞的最佳朝向)的刺激使细胞呈现最佳反应(脉冲频率最高)。最佳朝向随细胞而异,通常限定得相当严格,以致顺时针或逆时针地改变刺激朝向10°或20°可使细胞反应显着减少乃至消失。因此,简单细胞所反映的已不再是单个孤立的.光点,而是某种特殊排列的点群,这显然是一种重要的特征信息抽提。复杂细胞具有简单细胞所具有的基本反应特性,但其主要特征是它们对线段在视野中的确切位置的要求并不很严,只要线段落在这些细胞的感受野中,又具有特定的朝向,位置即使稍许位移,反应的改变并不明显。复杂细胞的另一个特征是,来自双眼的信息开始汇聚起来。不象外侧膝状体的细胞和简单细胞那样,只对一侧眼的刺激有反应,而是对两眼的刺激都有反应,但反应量通常是不等的,总是一只眼占优势,即对该眼的刺激可引起细胞发放更高频率的脉冲。这表明复杂细胞已开始对双眼的信息进行了初步的综合的处理。
具有相同最佳朝向或相似眼优势的细胞,在初级视皮层是聚集成群的,它们组成一个个自皮层表面延伸至深部的小柱形结构。在相邻的小柱之间,细胞的最佳朝向发生有规则的移动,眼优势也发生变化,常从左眼优势变为右眼优势,或相反。这种1毫米见方,2毫米深的小块是初级视皮层的基本组成部件,整个17区主要由这一类基本单位所构成。因此对17区功能的了解,在相当程度上归结为对每一小柱内部的功能构成的研究。这种精细的周期性分区的特征,在大脑皮层中有一定的普遍性,躯体感觉中枢和听觉中枢均有类似的情况。
初级视皮层在相当长一段时间内,被认为是视觉通路的终点,就其对所处理的信息的抽象化程度来判断,它可能只是一个早期阶段,其他更高级的视皮层对视觉信息进行着进一步的精细加工。例如在18区,存在着超复杂细胞,对刺激有更特异的要求,只有具有端点的线段或拐角才能引起细胞的最佳反应。超复杂细胞进而又可分成若干亚类。
依据这些结果,有人提出了视觉信息处理的等级假说。他们认为,从神经节细胞和外侧膝状体同心圆式的感受野到简单、复杂、超复杂细胞对刺激的特殊要求反映了视信息处理的不同水平,在每一水平,细胞所“看”到的要比更低的水平更多一些,越是高级的细胞具有越高的信息抽提能力。这种等级假说得到不少实验的支持。一般认为,除了这种等级性信息处理外,还存在着平行的信息处理过程,即从视网膜向中枢有若干并列的信息传递通路,这些通路有不同的目的地。担负着不同的信息处理功能。因此单一细胞本身并不代表完整的感觉,视觉中枢不同区域细胞活动的综合,才反映对一种复杂图像的辨认,而每个区域细胞只是抽提某种特殊的信息:形状、颜色、运动等。
其他视觉信息(如颜色、深度等)在视觉中枢的处理过程,至今仍然所知甚少。在视皮层中已发现了对某种颜色或某一个深度有特异反应的细胞。但资料仍然是零碎的,为了透彻地认识视觉的机制还需要进行更为深入的研究。
人眼能看清物体是由于物体所发出的光线经过眼内折光系统(包括角膜、房水、晶状体、玻璃体)发生折射,成像于视网膜上,视网膜上的感光细胞——视锥细胞和视杆细胞能将光刺激所包含的视觉信息转变成神经信息,经视神经传入至大脑视觉中枢而产生视觉。因此视觉生理可分为物体在视网膜上成像的过程,及视网膜感光细胞如何将物像转变为神经冲动的过程。
㈥ 外界光线到达视网膜要通过哪些结构
外界光线到达视网膜要通过以下结构:角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体。
光线→角膜→瞳孔→晶状体(折射光线)→玻璃体(支撑、固定眼球)→视网膜(形成物像)→视神经(传导视觉信息)→大脑视觉中枢(形成视觉)
视觉是通过视觉系统的外周感觉器官(眼)接受外界环境中一定波长范围内的电磁波刺激,经中枢有关部分进行编码加工和分析后获得的主观感觉。
(6)视网膜如何传输信息扩展阅读:
光线通过眼内折光系统的成象原理基本上与照相机及凸透镜成像原理相似。
按光学原理,眼前六米至无限远的物体所发出的光线或反射的光线是接近于平行光线,经过正常眼的折光系统都可在视网膜上形成清晰的物像。
当然人眼并不能看清任何远处的物体,这是由于过远的物体光线过弱,或在视网膜上成像太小,因而不能被感觉。
当两个物点发出或反射的光线进入瞳孔经晶状体折光后成的像落在同一感光细胞上时,便不能被分辨,而感光细胞是有一定大小的,因此其密度是有一定限度的。因此,人眼便有一定的分辨率。
该分辨率用参数最小角分辨率来表征。
㈦ 视网膜上的感光细胞是怎样传递信息的
外界物体发出的光(380~760nm的电磁波),经过眼的折光系统,在视网膜上成像,视网膜的感光细胞感受光的刺激,将光能转变成视神经纤维上的动作电位,传入视觉中枢
㈧ 人类眼睛感受到的光子信息是以什么具体形式传给大脑的
这种信号的传递是依赖于视网膜上的色素层,有一种物质叫做视紫红质,在光照的情况下,可以可逆的转化为11-顺视黄醛,激活视网膜细胞的细胞膜的电位变化,经过双极细胞,节细胞等初级神经细胞,传入是神经细胞,入脑,具体的传递、处理过程还不是很清楚,需要请教生理学家,但大致的过程如此
再看看别人怎么说的。
㈨ 人类眼睛感受到的光子信息是以什么具体形式传给大脑的
基本就是将光信号,转换成电信号的过程!
人的所有和大脑有关的感知系统的基础就是电化学反应过程,听觉是将声波转换成电信号,触觉是将压力转换成电信号,视觉就是将光信号转换成电信号,过程有点象光缆的光模转换器的工作过程,而所有的电信号都通过传导神经,传递到大脑的相应区域,然后将之前的过程转换成化学信号,然后我们就有相关的感受了,虽然过程可以很快说清楚,但要是人工仿生的话,最主要的问题还是原器件的精度问题,因为人眼的光感细胞的体积非常的小,而电子器件至少到现在还不能做到那么小,以后应该可以,另外就是一次感光过程,所处理的光电转换次数非常的多,且处理的数据量非常的大,若要人工完成这个过程,并让大脑所接受到的信号和本身的细胞的数据是一样的话,那那个脑袋外面应该要安装上一台至少是比现在的个人PC运算级再高一倍以上的计算机,那好象有点重.
㈩ 右眼未失明 其视觉信号是如何传至大脑视觉中枢的
视觉系统包括眼睛、视神经、大脑的视觉中枢,眼睛是捕捉外界光信号,将光信号“打”在视网膜上,视网膜中有感光细胞,将光学信号转换为电信号,视神经的作用是将视网膜转换来的信号向大脑中枢传递,中枢接收到相关刺激,最终呈现看到的物体,并能分析事物的属性。光信号几乎是没有延迟的,因为光速很快,但是将光信号转换为电信号,电信号在神经细胞间的传递,是需要时间的,因此视觉系统肯定会有延迟。
大脑在正常情况下是基本不会让我们觉察出太多的延迟的。这是比较普通的情况。但是例外是由于药物,或者是疲劳等原因产生,被动的延迟。当这种情况出现时,大脑会相应产生幻觉,甚至是感知障碍。最终我们,可以通过大脑处理信息结果的反馈可以感受到延迟。比如说早上出勤时间是8:00,那么7:55,还被堵车在路上,人就会马上产生不由自主的焦虑,这就是比较简单的来自于已知应急库中的刺激。再有比如我们受到了辱骂和人格的侵犯,马上会表现出愤怒与反抗,这也属于简单应激。
大脑接受信息和处理信息并非一个神经元的兴奋作用,在神经传递兴奋过程中,神经元与神经元之间的信息传递就涉及到神经递质的合成、释放、失活以及突触后电位产生等,这也就是看到的画面传到大脑会有延迟的原因。产生这种延迟是兴奋通过细胞间传递的一个特征,称突触延搁。