(三) 视觉的传导机制.ppt

 当光线作用于视觉感受器时，棒体细胞与锥体细胞中的某些化学物质的分子结构发生变化。它所释放的化学能量，能激发感受细胞发放神经冲动，这就是视觉感受器的换能作用。对视觉器官来说，具有换能作用的物质叫视觉色素。 棒体细胞的视觉色素叫视紫红质，它由视黄醛和视蛋白构成。视蛋白是一种结构复杂的蛋白质，其化学组成至今不大清楚。视黄醛是一种光敏集团，它的结构近似于维生素A。在光的作用下，视黄醛的形状在变化，化学结构也在变化，这个过程叫视紫红质的光化学反应。在视紫红质分解过程的后一阶段，出现放能反应。所释放的能量就能激发神经的冲动。 (三) 视觉的传导机制 电信号从感受器产生以后，将沿着视神经传至大脑。传递机制由三级神经元实现： 第一级为网膜双极细胞： 第二级为视神经节细胞，由视神经节发出的神经纤维， 在视交叉处实现交叉，鼻侧束交叉至对侧，和对侧的颞侧 束合并，传至丘脑的外侧膝状体； 第三级神经元的纤维从外侧膝状体发出，终止于大 脑枕叶的纹区。 视觉的传导中，还有一个现象需要解释。 侧抑制：是指相邻的感受器之间能够互相抑制的现象。 (四)视觉的中枢机制 视觉的直接投射区为大脑枕叶的纹状区，这是实现对视觉信号初步分析的区域。 与纹状区邻近的另一些脑区，负责进一步加工视觉的信号，产生更复杂、更精细的视觉。如认识形状、分辨方向等。 感受野的研究 从20世纪60年代以来，休伯和威塞尔等对视觉感受野的系统研究，对解释视觉的中枢机制产生了深远的影响。 视觉感受野指网膜上的一定区域或范围，当它们受到刺激时，能激活视觉系统与这个区域有联系的各层神经细胞的活动。网膜上的这个区域就是这些神经细胞的感受野。 网膜上一个较小的范围成为外侧膝状体上一个细胞的感受野。由于若干个外侧膝状体细胞共同会聚到一个皮层细胞上，因而皮层细胞的感受野是网膜上的一个更大的区域。 皮层细胞的感受野具有对抗性质的两个区域：开区和关区。 休伯和威塞尔把皮层细胞分为简单细胞、复杂细胞和超复杂细胞。根据感受野的研究，休伯等人认为，视觉系统的高级神经元能够对呈现给网膜上的、具有某种特性的刺激物作出反应。这种高级神经元叫特征觉察器。高等哺乳动物和人类的视觉皮层具有边界、直线、运动、方向、角度等特征觉察器，由此保证了机体对环境中提供的视觉信息作出选择性的反应。 大细胞通路和小细胞通路 视觉系统存在两条通路。大细胞通路(M 通路)；小细胞通路（P通路）。大细胞通路从网膜A型神经节细胞经丘脑外侧膝状体最内两层的大神经元，到达初级视皮层（V1）的4B区，再到达二级视皮层（V2）的粗条纹区，其功能为分析运动(V3,V5)和深度（V5）；小细胞通路从网膜B型神经节细胞经过外侧膝状体靠外四层的小神经元，到达初级视皮层（V1）的色斑区和色斑间区，再到达二级视皮层（V2）的细条纹区，其功能为分析颜色（V4）和形状（V3、V4）。 与这两条通路相联系的是两个不同的视觉功能系统――运动系统和色彩系统。前者处理物体运动时的形状信息，主要与运动有关；后者处理特定波长的信息，主要与颜色有关。 三、视觉基本现象 光线的基本特性有：波长、强度、空间分布和持续时间。我们的视觉系统在反应光的这些特性时，便产生了一系列视觉现象。 (一)明度 1.明度与视亮度； 明度是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉，主要是由光线强弱决定的一种视觉经验。一般来说，光线越强，看上去越亮；光线越弱，看上去越暗。 注意：明度不仅决定于物体照明的强度，而且决定于物体表面的反射系数。物体表面的反射系数越大(最大为1)，看上去就越明亮。 另外，光强与明度并不完全对应。 视亮度指从白色表面到黑色表面的感觉连续体。它是由物体表面的反射系数决定的，而与物体的照度无关。物体表面的反射率高，显得白；反射率低，显得黑。举例：不论在强烈日光下还是在昏暗灯光下，黑煤看上去总是黑的，这是由物体表面的反射率决定的。 2.明度的绝对阈限与差别阈限 在正常情况下，人的视觉系统能够对大约从10-6烛光/平方米到107烛光/平方米的光强作出反应。超过107烛光/平方米的光强，对人眼有破坏作用；低于10-6烛光/平方米，人眼就不能觉察了。所以， 10-6烛光/平方米是视觉系统明度的绝对阈限。 明度的差别阈限在光强为中等强度时，合韦伯定律，即K=ΔI/I，其数值近似于1/100。在刺激极弱时为100/100在光刺激极强时，韦伯比值ΔI/I