生理心理學(xué)換能裝置課件

感覺(jué)系統(tǒng)如何進(jìn)行信息加工任何形式的能量產(chǎn)生刺激作用都是從受納器中開(kāi)始的。各種受納器都是些能量轉(zhuǎn)換的裝置，都是將各種能量轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)沖動(dòng)的形式。所以感受器也可以稱之為換能器。

各類感受器都具有各自的適宜刺激。所謂適宜刺激是指只需要極小強(qiáng)度的某種刺激即能引起感受器發(fā)生興奮，這種刺激形式稱為該感受器的適宜刺激。引起感受器發(fā)生興奮的最小適宜刺激強(qiáng)度稱之為該感受器的感覺(jué)閾值。

各類感受器都具有換能作用，即能把作用于它們的各種形式的刺激能量轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)傳入神經(jīng)纖維上動(dòng)作電位，傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)相應(yīng)部位。中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過(guò)眾多傳入神經(jīng)纖維獲得來(lái)自各感受器的傳入信號(hào)。④光感受器，動(dòng)物（甚至某些植物）的最主要的感受器，甚至原生動(dòng)物，如眼蟲(chóng)就有了感光的眼點(diǎn)。它的光感受器的首要組成部分是感光細(xì)胞，絕大部分動(dòng)物的光感受器還具備多層結(jié)構(gòu)的視網(wǎng)膜（見(jiàn)視覺(jué)）；⑤化學(xué)感受器，主要分布于鼻粘膜、口腔粘膜、尿道粘膜、眼結(jié)合膜等處，主要感受空氣中和水中所含的化學(xué)刺激物；⑥平衡感受器，如魚(yú)類身體兩側(cè)部的側(cè)線(見(jiàn)側(cè)線器官)，鳥(niǎo)類及哺乳類高度發(fā)展的內(nèi)耳平衡器官（見(jiàn)前庭器官）；⑦痛感受器，也叫損傷性刺激感受器，廣泛地分布在皮膚、角膜、結(jié)合膜、口腔粘膜等處的游離神經(jīng)末梢，還有分布于胸膜、腹膜及骨膜等部的神經(jīng)末梢，多無(wú)特殊結(jié)構(gòu)（見(jiàn)痛覺(jué)）；⑧滲透壓感受器，位于下丘腦的視上核及其組成部分除接受聲波振蕩的內(nèi)耳螺旋器外，還有增強(qiáng)聲壓的中耳和集音的外耳；視旁核內(nèi)，它對(duì)體液中滲透壓的變化非常敏感，當(dāng)血漿滲透壓降低時(shí)，它所分泌的抗利尿激素減少，反之則分泌增加，從而調(diào)節(jié)尿中排出的水分，維持體液的正常滲透壓。一、機(jī)械能的換能裝置

機(jī)械感受器，或成為機(jī)械型刺激感受器，是一種感受壓力、變形等機(jī)械性刺激的感受器。在人類光滑皮膚中主要包含如下四種類型：帕西尼氏小體、觸覺(jué)小體、梅克爾觸覺(jué)盤(pán)以及魯菲尼小體。在生長(zhǎng)毛發(fā)的皮膚中也存有機(jī)械感受器，尤其以耳蝸中的毛細(xì)胞最為敏感，該細(xì)胞負(fù)責(zé)將空氣聲波中的壓力變化轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)。

帕西尼氏小體是一種壓力感受器，分布在皮膚上及許多內(nèi)臟器官中。每個(gè)帕西尼氏小體都和一個(gè)感覺(jué)神經(jīng)元相連，同時(shí)由于其感受域相對(duì)較大，因此可以區(qū)分出某一個(gè)帕西尼氏小體，并對(duì)其特性進(jìn)行單獨(dú)的研究。研究時(shí)通過(guò)針尖對(duì)受試帕西尼氏小體施加不同頻率和強(qiáng)度的機(jī)械性刺激，然后通過(guò)貼附在受試對(duì)象上的電極來(lái)收集電活動(dòng)信號(hào)。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)帕西尼氏小體發(fā)生形變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)電位。形變?cè)酱螅娢辉礁?。?dāng)電位達(dá)到某一個(gè)閾值，與之相連的朗飛結(jié)的首個(gè)節(jié)點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作電位（又稱做神經(jīng)沖動(dòng)）。一旦達(dá)到該閾值后，刺激的強(qiáng)度就會(huì)被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的頻率。強(qiáng)度越大，頻率越高。因此，對(duì)單個(gè)帕西尼氏小體施加更大或者更快速的變形，都會(huì)在神經(jīng)元中產(chǎn)生更高頻的信號(hào)。耳朵的主要結(jié)構(gòu)可以分為三大部分：外耳、中耳和內(nèi)耳。外耳包括耳廓和外耳道，我們通常講的"耳朵"，其實(shí)只是耳廓這一部分，有收集聲音的作用。外耳道是聲音傳遞的通道，長(zhǎng)約2.5cm，內(nèi)部中空彎曲，靠耳廓的1/3為軟骨構(gòu)成，內(nèi)部的2/3則由骨質(zhì)構(gòu)成，表面有皮膚覆蓋。中耳由鼓室、鼓竇、乳突和咽鼓管組成。①耳道最深處有封閉的薄膜叫鼓膜，它是外耳與中耳的分隔，也是鼓室的外壁。鼓室是一個(gè)空腔，內(nèi)含人體中最小的骨頭--聽(tīng)小骨。錘骨、砧骨和鐙骨三塊聽(tīng)小骨組合成聽(tīng)骨鏈，一端連接鼓膜，另一端連接到內(nèi)耳的聽(tīng)覺(jué)組織。聲波在耳道中傳遞時(shí)先振動(dòng)鼓膜，然后鼓膜再通過(guò)聽(tīng)骨鏈將振動(dòng)傳遞至內(nèi)耳。。內(nèi)耳指的是耳蝸，是機(jī)械的壓力波轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動(dòng)的地方。高等哺乳動(dòng)物的耳蝸是一螺旋形的長(zhǎng)管，底部粗，頂部細(xì)，管中有兩個(gè)膜把管腔分成三個(gè)部分。一個(gè)膜叫做賴斯納氏膜，另一個(gè)是基底膜，這個(gè)膜之間的腔稱為中階。賴斯納氏膜外的管腔稱為前庭階，基底膜以下管腔稱為鼓階。這些腔內(nèi)充滿液體。

耳蝸中把振動(dòng)能轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動(dòng)的關(guān)鍵部分是中階內(nèi)的科蒂氏器。這個(gè)器官建筑在基底膜之上，含有感覺(jué)細(xì)胞支持細(xì)胞和聽(tīng)神經(jīng)纖維的末梢。毛細(xì)胞分為內(nèi)外兩組，內(nèi)邊的排成單行，外邊的排成三行。毛細(xì)胞是柱狀的，直徑約5微米，長(zhǎng)約20微米。毛細(xì)胞的頂端有纖毛，每一個(gè)細(xì)胞約有100--200根纖毛，長(zhǎng)度約為2--6微米。這套骨系統(tǒng)有兩方面的作用。一是放大骨膜振動(dòng)的壓力。因?yàn)槁暡ㄔ谟赏舛騼?nèi)耳傳導(dǎo)時(shí)，要把空氣的振動(dòng)變?yōu)橐后w的振動(dòng)。二是中耳的小骨系統(tǒng)還有減弱過(guò)分強(qiáng)的聲音的強(qiáng)度的作用。這是因?yàn)橹卸鷥?nèi)有兩條連著錘骨和鐙骨的細(xì)小肌肉。當(dāng)太強(qiáng)的聲音通過(guò)反射的機(jī)制使這些肌肉收縮時(shí)，可以限制小耳骨的運(yùn)動(dòng)，減弱聲音的壓力，這樣就能保護(hù)耳蝸內(nèi)的毛細(xì)胞，使它們不會(huì)受到太強(qiáng)刺激的損害。（三）前庭系統(tǒng)

作用于人自身的平衡感和空間感，對(duì)于人的運(yùn)動(dòng)和平衡能力起關(guān)鍵性的作用。它和聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的一部分耳蝸一起構(gòu)成了內(nèi)耳迷路，位于內(nèi)耳的前庭（圖1）。由于人的運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)和平移兩種方式組成，前庭系統(tǒng)也由兩個(gè)部分組成：半規(guī)管系統(tǒng)，感知旋轉(zhuǎn)動(dòng)作；以及耳石，感知直線加速。前庭系統(tǒng)發(fā)送神經(jīng)信號(hào)給控制眼球運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)系統(tǒng)，保證我們?cè)谝苿?dòng)時(shí)也能擁有清晰的視覺(jué)；也發(fā)送信號(hào)給肌肉相關(guān)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)，使我們保持直立。

來(lái)自前庭系統(tǒng)的感覺(jué)稱為前傾平衡感，包括平衡感和定向加速度。當(dāng)前庭系統(tǒng)在沒(méi)有其他因素刺激下所產(chǎn)生的感覺(jué)稱為本體感覺(jué)。例如一個(gè)人在完全黑暗的環(huán)境里坐在椅子上，如果椅子轉(zhuǎn)向左方，他也會(huì)有轉(zhuǎn)向左方的感覺(jué)；當(dāng)他在電梯里，視覺(jué)上看到的是幾乎是固定不變的，當(dāng)電梯往下時(shí)，人也會(huì)產(chǎn)生往下的感覺(jué)。壺腹嵴：膜半規(guī)管位于骨半規(guī)管內(nèi)，在膨大部稱壺腹，壁上有壺腹嵴。其黏膜上皮細(xì)胞有2種，一是支持細(xì)胞，呈高柱狀，從基膜開(kāi)始直達(dá)游離面；另一是毛細(xì)胞，呈短柱狀，夾于支持細(xì)胞之間，細(xì)胞頂部有速度哦靜纖毛和一根較長(zhǎng)的動(dòng)纖毛，都伸入壺腹帽中。壺腹嵴能感受頭部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始和終止時(shí)的刺激。二、光的換能裝置屬于視覺(jué)系統(tǒng)。光可以被理解為電磁輻射或能粒子。光經(jīng)過(guò)眼睛的幾層設(shè)置才能到達(dá)眼中主要的換能器（即視覺(jué)感受器）視網(wǎng)膜存在兩種感光細(xì)胞：視錐細(xì)胞與視桿細(xì)胞。視錐細(xì)胞在中央凹分布密集，而在視網(wǎng)膜周邊區(qū)相對(duì)較少。中央凹處的視錐細(xì)胞與雙極細(xì)胞、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞存在“單線聯(lián)系”，使中央凹對(duì)光的感受分辨力高。視錐細(xì)胞主司晝光覺(jué)，有色覺(jué)，光敏感性差，但視敏度高。視桿細(xì)胞在中央凹處無(wú)分布，主要分布在視網(wǎng)膜的周邊部，其與雙極細(xì)胞、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的聯(lián)絡(luò)方式不變存在匯聚現(xiàn)象。視桿細(xì)胞對(duì)暗光敏感，故光敏感度較高，但分辨能力差，在弱光下只能看到物體粗略的輪廓，并且視物無(wú)色覺(jué)。視椎的空間分辨率高，視桿則對(duì)微弱光線更敏感。直視條件下，視野中心落在中央凹上。這樣強(qiáng)光條件有利，弱光條件反倒不利。他們的名稱來(lái)自他們的形態(tài)，但結(jié)果大致相同，只是由于所含有的感光色素不同才引起了不同的功能。視紫紅質(zhì)是視桿細(xì)胞的感光色素，而視錐細(xì)胞的感光色素是視紫藍(lán)質(zhì)。視紫紅質(zhì)由視蛋白和視黃醛結(jié)合而成，在殼處分解，在暗處又可重新合成。而視紫藍(lán)質(zhì)則在明處合成。

嗅部粘膜呈淺黃色，由嗅上皮和固有層組成。嗅上皮含有嗅細(xì)胞、支持細(xì)胞和基細(xì)胞。嗅細(xì)胞（olfactorycell）為雙極神經(jīng)元，位于支持細(xì)胞之間，其樹(shù)突細(xì)長(zhǎng)，伸到上皮表面，末端膨大呈球狀，稱為嗅小泡。從嗅泡發(fā)出數(shù)十根不動(dòng)纖毛，稱為嗅毛（olfactorycilia），嗅毛浸于上皮表面的嗅腺分泌物中，可接受有氣味物質(zhì)的刺激。從嗅細(xì)胞基部發(fā)出一條細(xì)長(zhǎng)的纖維，許多條這樣的神經(jīng)纖維組成嗅神經(jīng)（olfactorynerve）。嗅毛通過(guò)其受體接受不同化學(xué)物質(zhì)的刺激，產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)，傳入中樞，產(chǎn)生嗅覺(jué)。支持細(xì)胞數(shù)目多，細(xì)胞呈高柱狀，細(xì)胞游離面有許多微絨毛。支持細(xì)胞有支持、保護(hù)和分隔嗅細(xì)胞的作用。圓形的基細(xì)胞呈位于上皮基底部，具有干細(xì)胞的功能，可分裂分化為支持細(xì)胞和嗅細(xì)胞。嗅上皮的深層，即固有層，內(nèi)有較多血管、淋巴管和神經(jīng)，并有許多嗅腺，嗅腺腺泡分泌的漿液經(jīng)導(dǎo)管排出至上皮表面，可溶解有氣