常识篇
假如眼睛是一部精密的照相机,为什么说视网膜是底片?
眼球位于眼眶内,眼眶为圆锥形腔,腔壁由脑颅和面颅的骨构成。眼球占眼眶的前五分之一。眼眶的其余部分充有脂肪、筋膜、血管、神经、肌肉和泪腺。眼球形似球形,前部稍凸,后部略扁。后部鼻侧部位发出视神经与脑相连。眼球由球壁与内容物组成。眼球壁可分为三层,外层为纤维膜,中层为血管膜,内层为视网膜。眼球内容物有房水、晶状体和玻璃体(图1-1)。三者都是透明的,具有折光作用。视网膜是眼球壁的最内层,紧贴在脉络膜里面,是一层薄而半透明的、构造极为细致复杂的薄膜,共有10层,类似于照相机里的底片,具有感光作用。但它比照相机里的底片要复杂于万倍。黄斑是视网膜最重要的部位,人最主要的精细视觉和颜色感觉都靠黄斑完成。
人眼能看清物体是由于物体所发出的光线经过眼内透明的折光系统(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。
光线通过眼内折光系统的成像原理基本上与照像机成像原理相似。按光学原理,眼前5m至无限远的物体所发出的光线或反射的光线接近于平行光线,经过正常眼的折光系统都可在视网膜上形成清晰的物像。在眼的调节过程中,除晶状体发生变化外,还可出现瞳孔的大小变化。视近物时,瞳孔缩小,这种反应可减少进入眼内的光线和减少折光系统的球面像差,使成像清晰。眼睛犹如一架高度自动控制的照相机,晶状体等于照相机的镜头,视网膜好比照相机里的感光底片。晶状体可聚光变焦,使平行光线(5m以外)进入眼内正好聚焦于视网膜的黄斑中心凹上,人就可以看见物体。黄斑是视力最敏感的区域。由此可知,一个完整透明的“镜头”,一个高度敏感的“感光底片”,是视觉器官的关键“零件”。
为什么说黄斑是人视网膜最重要的部分?
视网膜上有两种视觉细胞——视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞主要分布在正对着瞳孔的视网膜中心光学区的视网膜中央部位——黄斑,视网膜周边部位以外则视锥细胞越来越少。黄斑负责在强光下的视觉活动,分辨能力强,具有辨色力。另一种视杆细胞分布在黄斑以外的视网膜上,距黄斑越远这种视觉细胞就越多,主要负责暗光下的视觉活动,但不能分辨颜色。因为黄斑负责视网膜最重要的精细视觉和颜色觉,也是人视觉功能的最重要部分,因此黄斑是人视网膜最重要的部位,虽然,黄斑的面积不到视网膜的10%,但是所负责的视觉功能占了视网膜视觉功能的90%以上,因此,糖尿病性视网膜病变严重时,需要进行全视网膜光凝,甚至是超全视网膜光凝,完全破坏除黄斑部位外的其他大部分视网膜功能。只是保存了黄斑,但是患者的主要视觉功能也就有了保留,患者的生活和工作基本不受影响。
为什么人可以感知不同的光亮和颜色?
视网膜内有感光细胞层,人类和大多数脊椎动物的感光细胞有视杆细胞和视锥细胞两种。
目前认为,物像落在视网膜上首先引起光化学反应。视网膜上有感光物质,这些物质在暗处呈紫红色,受到光照时则迅速退色而转变为白色。如将蛙或兔放在暗室中,使动物眼朝向明亮的窗子一定时间,然后遮光立即摘出眼球,剔出视网膜,用适当化学物质如明矾处理视网膜,则可发现动物视网膜留有窗子的图像,窗子的透光部分呈白色,窗框部分呈暗红色。这些都说明视网膜上感光物质在光线作用下所出现的光化学反应。在感光细胞的大量研究中,对视杆细胞研究得比较清楚。视杆细胞的感光物质称为视紫红质,它由视蛋白和视黄醛结合而成。视黄醛由维生素A转变而来。视紫红质在光照时迅速分解为视蛋白和视黄醛,与此同时,可看到视杆细胞出现感受器电位,再引起其他视网膜细胞的活动。
视紫红质在亮处分解,在暗处又可重新合成。人在暗处视物时,实际上既有视紫红质的分解,又有它的合成。光线愈暗,合成过程愈超过分解过程,是人在暗处能不断看到物质的基础。相反在强光作用下,视紫红质分解增强,合成减少,视网膜中视紫红质大为减少,因而对弱光的敏感度降低。故视杆细胞对弱光敏感,与黄昏暗视觉有关。视紫红质在分解和再合成过程中,有一部分视黄醛将被消耗,主要靠血液中的维生素A补充。如维生素A缺乏,则将影响人在暗处的视力,这种疾病称为夜盲症。
视锥细胞也含有特殊的感光色素,称为视紫蓝质。根据对多种动物视锥细胞感光色素的研究,认为它们也是视黄醛和视蛋白的结合物。
视网膜中存在着分别对红、绿和蓝的光线特别敏感的三种视锥细胞或相应的感光色素。由于红、绿、蓝三种色光作适当混合可以引起光谱上任何颜色的感觉,因此认为视锥细胞与色觉有关。色盲可能由于缺乏相应的视锥细胞所致。三种视锥细胞感光的不同与其感光物质不同有关。三种感光色素都由视黄醛与视蛋白组成,其中视黄醛基本相同,而三者的视蛋白则存在着微小差异。这一差异可能是它们感光特性不同的原因,这也是人为什么可以看见不同颜色和光亮的原因。
为什么说人的视觉感知最终是在大脑皮质完成?
视觉产生的生物电过程:光线刺激视网膜的视杆细胞和视锥细胞产生的电位变化经双极细胞传至神经节细胞,再经神经节细胞发出的神经纤维(视神经)以动作电位的形式传向视觉中枢而产生视觉。视觉冲动到达大脑的传导途径:视神经在视交叉处进行半交叉(来自视网膜鼻侧的纤维交叉到对侧,而颞侧的纤维不交叉仍在同侧前进),每侧眼球的交叉与不交叉的纤维组成一侧视束,视束到达丘脑后部的外侧膝状体,换神经元后,其纤维上行经内囊后到达大脑的枕叶视觉中枢。因此,人眼睛获取外界的视觉信息,最终在大脑的皮质中枢完成加工过程。
动物也有黄斑吗?
有,大多数脊椎动物都有黄斑区,它们大小不一,通常无血管,位置与形态也不一样。如兔及狐的黄斑区位于中心之下,龟类则在中心之上,形态可略呈圆形、带状、半月形、环状,大多数肉食类动物黄斑位于中央而境界分明。但大多数动物只有黄斑区而无黄斑凹,只有人和高等灵长类(如猿猴)及一些脊椎动物才有黄斑凹。黄斑凹处视细胞更密集,如鸟类黄斑凹处每平方毫米约有40万个视细胞,因此具有8倍于人类的视敏度。有了黄斑,这些动物才有了更为精细的视觉功能,因此有黄斑的动物获取外界信息的功能更为强大。
黄斑是怎样发育形成的?
胚胎眼球由神经外胚层、体表外胚层和中胚层发育而成。其中神经外胚层将发育为视网膜、视神经、虹膜上皮、瞳孔括约肌和开大肌、睫状体上皮和玻璃体。体表外胚层发育为晶体、角膜上皮、结膜、眼睑皮肤和泪器。中胚层发育为血管、巩膜、角膜实质及内皮、虹膜实质、睫状肌、脉络膜、眼外肌、眼眶、原始玻璃体、眼睑肌肉及睑板。黄斑位于视网膜的后极部,分化最早,但黄斑的分化却有其特殊性。胚胎3月时,黄斑开始出现在视乳头颞侧视网膜中央部,但其发育程度较周围视网膜缓慢。直至胎儿7~8个月时才开始迅速分化。胎儿7月时中心凹出现,该处神经节细胞变薄,外丛状层变宽,纤维增长,神经节细胞向中心凹周围外移。出生时,中心凹的神经节细胞只余一层,内核层薄,外核层只有一单圆锥细胞,而在黄斑周边部则有3~4层。黄斑部无视杆细胞。由于视锥细胞尚未发育完全,所以婴儿出生时尚不能固视。出生以后,外核层圆锥核加多,变长,内核层和神经节细胞在中心凹处继续变薄,该处神经节细胞退向其周边部,使之加多达6~7层,形成明显的中心凹。外丛状层散开,其纤维与视网膜神经纤维排列平行,称做Henle纤维。出生后4个月,黄斑发育完全。
黄斑的部位和正常形态怎样?
正对视轴处的视网膜中央部位为黄斑,直径约1~3mm,该区中央有一小凹称中心凹。黄斑在眼底视神经盘的颞侧0.35cm处并稍下方,处于人眼的光学中心区,是视力轴线的投影点。黄斑区富含叶黄素,比周围视网膜颜色暗些。黄斑中央的凹陷称为中央凹,是视力最敏锐的地方。黄斑区视网膜偏薄,色素上皮细胞稠密,视网膜后的脉络膜毛细血管密集,反光较弱,因此颜色为暗红色。对于年龄较小的少年儿童颜色则为红褐色。由于黄斑处于人眼的光学中心,因此眼睛所注视的目标则投影成像于黄斑区的中央凹处。一般情况下,人眼的视力检查,就是查黄斑区的视觉能力。黄斑区以外的视网膜视力是极其低下的。当人体死亡或眼球脱离人体后,黄斑区呈现为淡黄色,因此而被命名为黄斑。
展开