感觉器官的功能.ppt

,第九章 感觉器官的功能,第一节 感受器及其一般生理特性,一、感受器、感觉器官的定义和分类 1、定义 感受器：指分布在体表或组织内部，能感受体内外环境变化的特殊结构。感觉器官：感受器及与感受功能密切相关的非神经附属结构。,2、分类,距离感受器,外感受器,内感受器：平衡、本体、内脏感受器等,接触感受器,按部位分,按刺激性质分:光感受器、机械感受器、温度感受器、化学感受器、伤害性感受器,二、感受器的一般生理特性 1、适宜的刺激 适宜刺激：一种感受器通常只对某种特定形式的能量变化最敏感，这种形式的刺激就称为该感受器的适宜刺激。非适宜刺激:也可引起一定的反应,但刺激强度要比适宜刺激大的多 强度阈值 时间阈值 面积阈值 感觉辨别阈,2、感受器的换能作用概念：感受器能把作用于它们的刺激能量转变成传入神经的动作电位，这种作用称感受器的换能作用。感受器电位：感受器细胞产生的局部电位 发生器电位（启动电位）：感受神经未梢上的局部电位。,体内外的刺激信号 G蛋白效应器酶第二信使 改变离子通道功能状态 细胞膜电位变化（感受器电位或启动电位）,传入神经产生动作电位,跨膜信号转导,真实地反应刺激信号所携带的信息,3、感受器的编码作用概念：把刺激所包含的环境变化信息转移到动作电位的序列之中。,（1）对刺激的质（性质）的编码决定于:刺激的性质 被刺激的感受器的种类 传入冲动所到达的大脑皮层的特定部位 由于机体的高度进化,某一感受器只对某种性质的刺激起反应,产生的冲动循特定的途径到达特定的皮层结构所以:感觉的引起有专门的感受位点和专用的传输线路,（2）对刺激的量（强度）的编码（图）决定于:单一神经纤维上动作电位的频率 参与信息传输的神经纤维的数目如:触、压觉,4、感受器的适应现象 概念：用固定强度的刺激作用于感受器时，传入神经纤维上动作电位的频率逐渐减少的现象。（1）快适应感受器：如皮肤触觉感受器,利于接受新的刺激（2）慢适应感受器：如颈动脉窦感受器,利于机体对某些功能进行持久的监测和调节 注意:适应并非疲劳,第二节 眼的视觉功能,1.眼球的基本结构(如图)折光系统：角膜、房水、晶状体、玻璃体感光系统：视网膜,2.眼的基本功能,折光系统的功能:将外界射入眼的光线经过折射后,能在视网膜上形成清晰的图像,感光系统的功能:将物像的光刺激转变成生物电变化,继而产生神经冲动,由视神经传入中枢,概 述,一、眼的折光系统及其调节,(1)球形界面的折光规律,A,B,C,F2,F1,A,B,1.与眼的屈光成像有关的光学原理,前焦点,后主焦点,节点,(2)折光能力与曲率半经R和折光指数n有关。,1,2,2,n,n,R,n,F,-,=,F：（主）焦距R：曲率半经n1：空气的折光指数n2：某物质的折光指数D：屈光度（焦度）,F,D,1,=,得出:R大，F大，D小R小，F小，D大,1D,2D,10D,F,F,F,（3)计算像距,F,b,a,1,1,1,=,+,F,b,1,1,=,得出：b=F成像在主焦距F的位置。2、如果a小于足够远时（6m以内）得出：bF，成像在主焦距之后。,1、当物体处于无限远时（6m以外）1/a0，则：,物距为a，像距为b，则：,2简化眼与眼内光的折射,简化眼 是一种假想的人工模型,假定:,(1)单球面折光体(前后径为20mm)构成(2)只有一个节点(n),距角膜表面5,约在视网膜前15,经过节点不折射(3)前焦点在角膜前15,后主焦点在节点后15,距角膜表面将是20(4)内容物为均匀的折光体,折光率为1.33,眼内光的折射,(,(,(,ab(,实物到节点距离),物像到节点距离）,实物大小）,物像大小）,Bn,bn,AB,=,眼前10m处高30cm的物体，物像大小为：,0.45,10005,300 15,10005(mm),15(mm),300(mm),=,=,=,X,X(mm),简化眼,根据相似三角形原理:,3.眼的调节视远物时不需调节，视近物调节：晶状体变凸、瞳孔缩小、眼球会聚(1)晶状体的调节（图）视近物视网膜上模糊的物像视皮层中脑正中核睫状肌收缩睫状体向前向中移行悬韧带松驰晶状体变凸（曲率）屈光力焦距缩短物像落到视网膜上,近点：眼作最大调节时能看清的最近物体的距离。,(1)近点为判断晶状体的调节能力大小的指标(2)随年龄的增长近点距眼的距离增大,年龄 8岁 20岁 60岁近点 8.6cm 10.4cm 83.3cm,(2)瞳孔调节 在生理状态下引起瞳孔调节的情况有两种:一种是所视物体的远近引起的调节 另一种是由进入眼的光线强弱引起的调节,瞳孔近反射(瞳孔调节反射)：视近物时反射性引起双侧瞳孔缩小。作用：减少球面像差和色像差，清晰成像,瞳孔近反射的中枢在大脑皮层，经过中脑正中核。,瞳孔对光反射:指瞳孔大小随视网膜光照强度而变化的反射。互感性对光反射:即光照一侧瞳孔,除被照射的瞳孔缩小外,另一侧的瞳孔也缩小。生理意义：调节进入眼光量，使视网膜不因光线过强受到损害,光线过弱而影响视觉。,临床意义:判断中枢神经系统病变部位,全身麻醉的深度和病情危重程度的重要指标。,瞳孔对光反射的中枢在中脑顶盖前核,(3)双眼球会聚（辐辏反射）,定义:看近物时,除晶状体和瞳孔进行调节外,还可看见两眼视轴同时向鼻侧聚合,意义:使双眼看近物时物体成像于两眼视网膜的相称点上，产生单一视觉（不产生复视）。,4、眼的折光能力和调节能力异常 正视眼 非正视眼（近视、远视、散光、老视）（1）近视 轴性近视：眼球前后径过长 屈光性近视：折光能力过强,分类,形成因素:1.遗传引起2.后天用眼不当,如阅读姿势不正确,阅读距离过短或持续时间过长,字迹过小矫正:凹透镜,（2）远视 轴性远视：眼球前后径过短 屈光性远视：折光能力太弱,分类,形成因素:眼球发育不良,多系遗传因素 角膜扁平,矫正:凸透镜,（3）散光：用柱面镜纠正产生原因：角膜表面不同方位的曲率半径不等（4）老视：用凸透镜纠正产生原因：晶状体弹性减退（弱）,注意:与远视比较,二、视网膜的感光功能 视网膜的结构1、分层：分十层，简化为四层(图)（1）色素细胞层不属于神经组织，含色素颗粒和VitA，对感光细胞有保护和营养作用。与其它层易发生剥离。,（2）感光细胞层 视杆细胞、视锥细胞层（如图）结构：外段、内段、核部、终足 分布:很不均匀 黄斑：视网膜中心，视锥细胞多 中央凹：只有视锥细胞，无视杆细胞 周边部视杆细胞多,视锥细胞少 盲点：无感光细胞（3）双极细胞层（4）神经细胞层,2、联系(图)（1）纵向联系 聚合式联系：多见于视杆系统 意义:无精细分辨能力,能总和多个 单线方式：多见于中央凹处视锥细胞 意义：视敏度高，感觉“精细”（2）横向联系 水平细胞和无长突细胞3、联系方式：化学突触和电突触,弱刺激,视网膜的主要细胞层次及其联系模式图,视网膜的两种感光换能系统1、视觉的二元学说 视杆系统（暗视觉或晚光觉系统）：对光的敏感性高，可感受弱光，无色觉对物体细小结构辨别能力差。视锥系统（明视觉或昼光觉系统）：对光的敏感 性差，专司昼光觉、色觉，对物体的细小结构及颜色有高度的分辨别能力。,2、视觉的二元学说的依据（1）视杆细胞、视锥细胞在视网膜分布不同（2）视杆细胞、视锥细胞与双极细胞及神经节细胞的联系方式不同（3）视杆细胞、视锥细胞所含的感光色素不同（4）动物证明,视网膜的感光换能机制1、视杆细胞的感光换能作用（图）(1)视紫红质的光化学反应及代谢(图),(2)视杆细胞的生物电活动 未经光照时:存在静息电位 受到光照时:产生超极化的感受器电位,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（Gt，传递蛋白）,变视紫红质,视紫红质,1个光量子,2、视锥系统的换能和颜色视觉(1)视锥细胞感受器电位产生机制 光线视锥细胞外段视锥色素感受器电位（超极化）神经节细胞AP,(2)视觉的三原色学说,三原色学说的提出三原色学说的内容三原色学说的实验证实(图)三原色学说对色盲和色弱的解释,原色学说的内容 三种不同视锥细胞，分别含有对红、绿、蓝光敏感的视色素。产生不同的色觉是由于三种视锥细胞兴奋程度的比例不同：0:0:97 蓝色感觉 99:42:0 红色感觉 31:67:36 绿色感觉 1:1:1 白色感觉,三、视网膜的信息处理 在光刺激作用下，由视杆和视锥细胞产生的电信号（超极化型慢电位变化）在视网膜内经过复杂的神经元网络的传递,由神经节细胞以动作电位的形式传向中枢,(这个过程有很多神经递质的参与),与视觉有关的一些现象 1、暗适应 概念：当人长时间处于明亮的环境中而突然进入暗处时,最初看不见任何东西,经过一段时间后,视敏度才逐渐增高,能逐渐看清暗处的物体 机制：两个阶段（如图）,2、明适应 概念:当人长时间处于暗处而突然进入明处,最初感到一片耀眼的光亮,也不能看清物体,片刻后才能恢复视觉 机制：视紫红质大量分解,3、视力（视敏度）概念：眼分辨细小结构的能力。衡量标准：以人能看清最小视网膜像为标准,视力表制定：人眼在5米处看清：第10行E字时，视角为1，视力为1.0(眼的正常视力的判断标准)第1行E字，视力为0.1。,4、视野 定义:单眼固定地注视前方一点时，该眼 所能看到的范围 特点:白色视野兰色红色绿色 鼻侧与上方小，颞侧与下方大临床意义:可帮助诊断眼部和脑的一些病变,5、双眼视觉 双眼视觉：双眼同时看一物体时产生的视觉(相对单眼视觉而言,产生单视而非复视)优点：弥补盲点的存在，扩大视野，产生立体视觉。,6.立体视觉立体视觉:双眼视物时,主观上可产生被视物体的厚度及空间的深度或距离等感觉,7.视后像 视后像:注视一个光源或较亮的物体,后闭上眼睛,这时可以感觉到一个光斑,其形状和大小均与该光源或物体相似,这种主观的视觉后效应 特点:视后像持续几秒或几分钟,刺激强度增强持续时间较长,8.融合现象 融合现象:如果用重复的闪光刺激人眼,当闪光频率较低时,主观上能分辨一次又一次的闪光.当闪光频率增加到一定的程度时,重复的闪光刺激可引起主观上的连续光感 原因:闪光刺激的间歇时间比视后像的时间更短,第三节 耳的听觉功能,听觉的产生:声源振动引起空气产生的疏密波,通过外耳和中耳组成的传音系统传到内耳,经内耳的换能作用将声波的机械能转变为听神经纤维上的神经冲动,后者传到大脑皮层的听觉中枢,产生听觉,适宜的刺激:频率(20-20000HZ)强度(0.0002-10000dyn),概述,相关概念 1、听力：指听觉器官感受声音的能力 2、听阈：声波振动频率一定时，刚好能引起听觉的最小振动强度。3、最大可听阈：当振动强度增加，引起听觉和鼓膜的疼痛感觉，这个限度称为最大可听阈。4、听域（如图）,一、外耳和中耳的功能 外耳的功能 耳廓：集声、判断声源方向 外耳道：传声、扩音作用 中耳的功能 1、鼓膜：传声作用 2、听骨链：传声作用,(如图),增压减幅效应,一方面:鼓膜有效振动面积55mm2，卵圆窗面积3.2mm2，为17:1,增加17倍 另一方面:锤骨柄（长臂）与砧骨突（短臂）之比3:1,增压1.3倍。171.3=22倍（27分贝）,振幅大，振动小的声波振幅小，振动大的液体传导,增压减幅效应,因为:,3、中耳肌的功能正常情况下：鼓膜张肌有利于高音调声音传导 镫骨肌有利于低音调声音传导声强大于70dB时：鼓膜张肌和镫骨肌收缩,使中耳传音效果减弱，保护耳蜗。,4、咽鼓管的功能(1)保持鼓室内压与外界大气压压力平衡（2）对中耳的引流作用,(如图),声波传入内耳的途径（1）气传导-声波传导的主要途径 声波经外耳道引起鼓膜振动，再经听骨链和卵圆窗膜进入耳蜗。（2）骨传导-正常情况下作用甚微 声波直接引起颅骨的振动，再引起位于颞骨骨质中的耳蜗内淋巴的振动。,二、内耳（耳蜗）的功能内耳又称迷路，由耳蜗和前庭器官组成功能:(1)耳蜗把声波的机械能转换成听神经纤维上的动作电位(2)前庭器官与平衡感觉有关,(一)耳蜗的结构特点（图）,基底膜,前庭膜,鼓阶：外淋巴与圆窗膜相连,蜗管：内淋巴，为盲管,前庭阶：外淋巴 与卵圆窗膜相连,顶部相通,(二)耳蜗的感音换能作用 基底膜振动(内耳振动传递过程)声波卵圆窗膜内移（外移）前庭阶中外淋巴前庭膜和基底膜下移（上移）鼓阶中外淋巴圆窗膜外移（内移）。（图）,1、对音调的辨别行波学说 行波学说：不同频率的声波引起的行波都是从基底膜的底部开始,但不同频率的声波，行波传播远近及产生最大振幅的部位不同,(图),2、对声音强度的辨别(1)听神经冲动的频率(2)参与的神经纤维的数目3、对声源方向的辨别 根据声波到两耳的时间差及强度差来辨别。,(三）基底膜振动毛细胞兴奋感受器电位(图),(四)耳蜗的生物电现象 有三种:1.未受声波刺激时的耳蜗的静息电位 2.受声波刺激时耳蜗产生的微音器电位 3.耳蜗微音器电位引发的耳蜗神经的动作电位,1、耳蜗的静息电位(图)内淋巴电位：80mv，与Na+泵有关 毛细胞静息电位：70至80mv,2、耳蜗的微音器电位 定义:当耳蜗受到声波的刺激时,在耳蜗及附近的结构中,可记录到的一种特殊的电变化,其特点是它的波形和频率与作用的声波完全相同,这种电变化称耳蜗的微音器电位 产生:是多个毛细胞受刺激产生感受器电位的总和。特点：没有潜伏期和不应期、不易疲劳,不发生适应现象,对缺氧和深麻醉不敏感、等级性、有方向性。,3、耳蜗神经的动作电位 定义:耳蜗对声音刺激的一系列反应中最后出现的电变化 作用:传递声音信息,耳蜗与蜗神经的生物电现象归纳:耳蜗在没有声音刺激时存在静息电位.当有声音刺激时,在静息电位的基础上,使耳蜗毛细胞产生微音器电位,进而触发耳蜗神经产生动作电位,该神经冲动沿着蜗神经传入听觉中枢,经分析处理后产生主观上的听觉,第四节 前庭器官的平衡感觉功能,概述 前庭器官：三个半规管、椭圆囊和球囊 功能：1、感觉人体头部位置及人体移动时的速度变化。2、调节肌肉紧张，维持姿势平衡。3、调整眼的运动，使人在运动时，眼仍能注视空间某一物体，判别体位方向和看清物体。,一、前庭器官的感受装置和适宜刺激1、前庭器官的感受细胞-毛细胞（图）在正常条件下,机体的运动状态和头部在空间的位置的改变都能以特定的方式改变毛细胞的倒向,使相应的神经纤维的冲动发放频率发生改变,把这些信息传到中枢,引起特殊的运动觉和位置觉,并出现相应的躯体和内脏功能反射性变化.,2、半规管的感受装置及适宜刺激(图)感受装置：壶腹嵴中的毛细胞(顶部的纤毛埋植在壶腹帽中,动纤毛和静纤毛的位置相对固定)适宜刺激：旋转变速运动,例如:以身体的中轴为轴心向左旋转(1)旋转开始时:因内淋巴的惯性 左侧半规管的内淋巴流向壶腹 毛细胞的静毛向动毛偏移 毛细胞兴奋和产生较多的神经冲动 右侧半规管的内淋巴离开壶腹 毛细胞的静毛远离动毛 毛细胞抑制和产生神经冲动减少,(2)匀速状态:毛细胞不受刺激(3)旋转停止:因内淋巴的惯性两侧壶腹中毛细胞的纤毛的弯曲的方向和发放冲动的情况刚好与(1)相反,3、椭圆囊和球囊的感受装置及适宜刺激感受装置：囊斑中的毛细胞(纤毛埋植在位砂膜中)(图)适宜刺激：直线变速运动(图)椭圆囊：水平方向球囊：垂直方向,二、前庭器官的反射1、姿势反射 直线变速运动刺激囊斑 旋转变速运动刺激壶腹嵴躯干、四肢紧张度改变维持平衡。,反射颈部,2、前庭器官的自主性功能反应(内脏反应)前庭器官受到过强或过长的刺激，或前庭功能过敏时，引起心率、血压、呼吸、出汗、呕吐、眩晕等现象。如:晕车 晕船,3、眼球震颤(1)概念：躯体旋转运动时眼球可出现的一种特殊的往返运动。(2)原因:半规管受到刺激而引起,可反射性引起眼外肌规律性活动,从而造成眼球的往返运动(3)分类：水平方向:水平半规管受刺激垂直方向:上半规管受刺激旋转方向:后半规管受刺激,(4)过程(向左旋转)开始旋转 慢动相:左侧半规管的壶腹嵴的毛细胞受刺 激增强,而右侧相反,引起一些眼外肌 兴奋而另一些眼外肌抑制,于是两侧的眼球缓 慢向右侧移动 原因:前庭器官受刺激引起 快动相:当眼球移到两眼裂的右侧端时,又快速向左侧移动 原因:中枢进行矫正,匀速旋转:眼震颤停止旋转停止:出现与旋转开始时相反的慢动相和快动相,第五节 嗅觉、味觉和皮肤感受器的功能,一、嗅觉感受器和嗅觉的特点1、嗅觉感受器:(1)分布:上鼻道及鼻中隔后上部的嗅上皮，两侧总面积约5cm2。(2)组成：主细胞（嗅细胞）、支持细胞、基底细胞和Bowman腺。2、适宜刺激：空气中的有机化学物质,3、嗅细胞感受器电位的产生化学物质嗅细胞纤毛膜受体蛋白G-蛋白第二信使电压门控式钙通道开放钠离子和钙离子的内流去极化感受器电位轴突膜AP嗅球嗅觉中枢嗅觉,4、七种基本气味：樟脑味、麝香味、花草味、乙醚味、薄荷味、辛辣味和腐腥味。5、特点：(1)不同性质的气味刺激有其专用的感受位点和传输线路。(2)十分灵敏、有差异、适应快,二、味觉感受器和味觉的一般性质1、感受器：味蕾(1)分布:在舌背部表面和舌缘，口腔和咽部粘膜的表面也有散在的味蕾存在(2)组成：味细胞、支持细胞和基底细胞,2、适宜刺激：酸甜苦咸4种基本味觉 舌尖部：甜味；舌两侧：酸味；舌两侧前部：咸味；软腭和舌根部：苦味3、影响味觉敏感性的因素：温度、血液化学成分、物质浓度,4、感受器电位产生机制 一个味感受器并不只对一种味质起反应,而是对酸甜苦咸均有反应,只是程度不同而已.但这四种基本味觉感受器电位产生机制不全相同:,(1)咸味和酸味:Na+盐和H+化学门控式Na+通道开放钠离子的内流感受器电位(2)甜味:糖受体结合Gs蛋白腺苷酸环化酶cAMP增多K+电导减小感受器电位突触动作电位(3)苦味：两者皆有,三、皮肤感觉感受器的功能(1)触、压觉1、概念：给皮肤以触、压等机械刺激所引起的感觉，分别称为触、压觉。2、分布密度和对触、压觉的敏感程度：鼻、口唇、指尖高 胸、腹部次之 手腕、足最低,3.触、压觉的两点辨别阈:手指 口唇 脚趾 足背 腹 胸 背,逐渐增高,4.机制：机械刺激感觉神经未梢变形机械门控钠通道开放Na+内流感受器电位动作电位大脑皮层感觉区触、压觉,(2)温度感觉：冷觉和温觉合称温度觉1.热点和冷点2.温度感觉影响因素:皮肤的基础温度、温度的变化速度、被刺激的皮肤范围3.冷点由类纤维传导；热点由无髓的类纤维传导,(3)痛觉1、概念：痛觉是由有可能损伤或已经造成皮肤损伤的各种性质的刺激所引起的，它们除引起不愉快的痛苦感觉外，尚伴有强烈的情绪反应。2、传入N：细的、类纤维,总结掌握:眼的调节,眼的折光异常,声音传入内耳的途径和基底膜的行波学说熟悉:感官的生理特性,瞳孔对光反射,视杆和视锥细胞的生理功能,视觉的生理现象,中耳作用和微音器电位了解:前庭器官的功能,视杆细胞感光换能机制,谢谢！,年月,焦平面,来自远处光线（平行光线）,来自6m以内的光线,焦点,蛙肌梭中刺激强度的编码模式图,刺激:肌肉的牵拉,刺激强度,刺 激 强 度,幅度增大,降至一个较低的稳定水平,动作电位的频率与感受器电位的振幅有关,右眼的水平切面示意图,晶状体,睫状体,悬韧带,近视眼,远视眼,正视眼,视网膜的主要细胞层次及其联系模式图,视网膜的主要细胞层次及其联系,感光细胞模式图,视杆细胞外段的超微结构示意图,视杆细胞外段的超微结构示意图,即视杆细胞的视色素,1.5mm,视力表原理图,物像大小X,实物大小1.5mm,物像到节点距离15mm,=,X=4.5um，,实物到节点距离5005mm,阻抑蛋白、视蛋白激酶,420,534,564,视觉阈值,在暗环境中的时间（分）,返回咽鼓管,振动轴方向,鼓膜,卵圆窗膜,人中耳和耳蜗的关系模式图,圆窗,前庭膜,基底膜,镫骨,卵圆窗,锤骨柄,锤骨,砧骨,声波振动,耳蜗管的横断面图,充满外淋巴,充满外淋巴,充满内淋巴,人的正常听域图,通常的语言区,次要的语言区,不同频率的声音引起的行波在基底膜上传播的距离以及行波最大振幅的出现部位,频,基底膜和盖膜振动时毛细胞顶部听毛受力情况,由短声刺激引起的微音器电位和听神经AP,前庭器官中毛细胞顶部纤毛受力情况影响,动毛,神经冲动,椭圆囊和球囊中囊斑的位置及毛细胞顶部纤毛的排列方向,椭圆囊囊斑,球囊囊斑,头前倾30度,向左旋转开始时的眼震颤方向,旋转突然停止后的眼震颤方向,继续匀速旋转,眼球不震颤而居中,耳蜗的纵行剖面,