感覺器官的功能專家講座

Chapter9FunctionofSenseOrgans感覺產(chǎn)生是由感受器(receptor)或感覺器官(senseorgan)、神經(jīng)傳導(dǎo)通路和皮層中樞（包含部分皮層下結(jié)構(gòu)）三部分整體活動(dòng)來完成。并不是全部從感受器發(fā)出信息都能夠抵達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)高級(jí)部位并引發(fā)感覺.如血壓、pH等HumanlifewouldbeverydifferentwithouttheabilitytosenseandperceiveexternalstimuliImagineyourworldwithouttheabilitytosee,hear,smell,touch,andfeel感覺器官的功能第1頁9.1Generalpropertiesofreceptorand

senseorgan9.1.1DefinitionandclassificationofreceptorandsenseorganReceptor是指分布在體表或組織內(nèi)部專門感受機(jī)體、外環(huán)境改變結(jié)構(gòu)。Senseorgan高等動(dòng)物體內(nèi)有一些在結(jié)構(gòu)和功效上都高度分化了感受細(xì)胞，如視網(wǎng)膜中感光細(xì)胞，耳蝸中毛細(xì)胞等這些感受器連同它們從屬結(jié)構(gòu)，組成復(fù)雜感覺器官。高等動(dòng)物最主要感覺器官有眼、耳、前庭、嗅上皮、味蕾等感覺器官的功能第2頁Receptorclassification依據(jù)分布部位內(nèi)感受器interoceptor，包含本體感受器和內(nèi)臟感受器外感受器exteroceptor,包含遠(yuǎn)距離感受器和接觸感受器依據(jù)所接收刺激性質(zhì)機(jī)械感受器mechanoreceptor溫度感受器thermoreceptor光感受器phtoreceptor化學(xué)感受器chemoreceptor傷害性感受器nociceptor感覺器官的功能第3頁AdequatestimulusforreceptorsTransductionofreceptorsCodingfunctionofreceptorAdaptationofreceptor9.1.2Generalphysiologicalpropertiesofreceptors感覺器官的功能第4頁9.1.2.1Adequatestimulusforreceptors某種感受器只對(duì)一定刺激高度敏感，而對(duì)其它性質(zhì)刺激不敏感或根本不感受。感受器這種特征稱為特異敏感性。每種感受器都有一定適宜刺激adequatestimulus。

感覺閾值sensorythreshold感覺區(qū)分閾discriminationthreshold感覺器官的功能第5頁9.1.2.2TransductionofReceptors換能作用Transducerfunction各種感受器在功效上一個(gè)共同特征，就是能夠把作用于它們各種形式刺激能量最終轉(zhuǎn)換為傳入神經(jīng)動(dòng)作電位，這種能量轉(zhuǎn)換過程稱為感受換能作用(transduction)。所以能夠把感受器看成生物換能器。在換能過程中，感受器普通不能直接把刺激能量轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動(dòng)，而是先在感受器細(xì)胞或感覺神經(jīng)末梢引發(fā)對(duì)應(yīng)電位改變，前者稱為receptorpotential，后者稱為generatorpotential。電位產(chǎn)生與離子通道相關(guān)感受器電位或發(fā)生器電位不是“全或無”感覺器官的功能第6頁感受器把外界刺激轉(zhuǎn)換成神經(jīng)動(dòng)作電位時(shí)，不但僅是發(fā)生了能量形式轉(zhuǎn)換，更主要是把刺激所包含各種環(huán)境改變信息也轉(zhuǎn)換到了動(dòng)作電位序列之中，這就是感受器編碼功效。感覺性質(zhì)決定于傳入沖動(dòng)所抵達(dá)高級(jí)中樞部位，而不是取決于動(dòng)作電位波形或序列特征差異。動(dòng)作電位頻率與感受器電位幅度親密相關(guān)。刺激強(qiáng)度除了能夠經(jīng)過單一神經(jīng)纖維上動(dòng)物電位頻率高低來編碼外，還經(jīng)過參加信息傳輸神經(jīng)纖維數(shù)目標(biāo)多少進(jìn)行編碼。9.1.2.3CodingfunctionofReceptor感覺器官的功能第7頁蛙肌梭中刺激強(qiáng)度編碼模式圖A在過程中統(tǒng)計(jì)到感受器電位和傳入放電B用河豚毒阻遏動(dòng)作電位后，傳入放電消失，但仍可看到在動(dòng)－靜式過程中感受器電位C示動(dòng)靜牽拉感覺器官的功能第8頁感覺器官的功能第9頁當(dāng)刺激連續(xù)作用于感受器時(shí)，一個(gè)常見現(xiàn)象是，即使刺激繼續(xù)存在，但由其所誘發(fā)傳入神經(jīng)纖維上沖動(dòng)頻率逐步下降，這一現(xiàn)象稱為感受器適應(yīng)。快適應(yīng)感受器也叫速率感受器或位相感受器，如負(fù)責(zé)皮膚觸覺環(huán)層小體。慢適應(yīng)感受器也叫擔(dān)心性感受器，如肌梭、血壓感受器痛覺末梢沒有適應(yīng)現(xiàn)象機(jī)制比較復(fù)雜感覺適應(yīng)9.1.2.4AdaptationofReceptor感覺器官的功能第10頁感覺器官的功能第11頁EyefunctionslikeacameraIrisallowslightintoeyeCornea,Lens&humorsfocuslightontoretinaLightstrikingretinaisconvertedintoactionpotentialsrelayedtobrain9.2Visualfunctionoftheeyes感覺器官的功能第12頁TheStructureofahumaneye感覺器官的功能第13頁感覺器官的功能第14頁感覺器官的功能第15頁感覺器官的功能第16頁9.2.1.1OpticCharacteristicsofRefractiveSystem

Therefractivesystemofthehumaneyeiscomposedofthecornea,aqueoushumor(房水）,crystallinelens,andvitreoushumor（玻璃體）.Theimageofdistantobject(6maway)willbefocusedontheretina。9.2.1TheRefractivesysteminhumaneye

anditsregulation感覺器官的功能第17頁9.2.1.2Therefractionoflightandreducedeye感覺器官的功能第18頁9.2.1.3Accommodationofeye

看6m以外物體不需調(diào)整，由看外物到看近物時(shí)需要調(diào)整，人眼調(diào)整也就是折光能力改變，主要是靠晶狀體形狀改變來實(shí)現(xiàn)。Thevisualaccommodationismainlythroughincreasingcurvatureofcrystallinelens.Thepowerofaccommodationislimited.Ifaobjectiscloseenoughtotheeye,theincreasedrefractingpowerofthecrystallinelensisinsufficienttoovercomethelightdivergence,andtheobjectwillbeblurred.Thenearestdistanceoftheeyeatwhichanobjectcanseendistinctlyiscalledthenearpoint.Atthispoint,thevisualaccommodationisatamaximum.感覺器官的功能第19頁晶狀體(lens)調(diào)整MusclesworkingLensmoresphericalFocusnearMusclesrelaxedLenslesssphericalFocusfar感覺器官的功能第20頁感覺器官的功能第21頁瞳孔(pupil)調(diào)整

瞳孔近反射瞳孔對(duì)光反射雙眼會(huì)聚感覺器官的功能第22頁9.2.1.4ErrorofRefraction

Causedbyshapeofeyeand/orpoweroflensNearsightedness(Myopia)eyeistoolongand/orlensistoopowerfullightfocusesinfrontofretinacorrectwith“concave”lenstoreducepowerFarsightedness

(hyperopia)eyetooshortand/orlenstooweaklightfocusesbehindretinalcorrectwith“convex”lenstoaddpowerAstigmatismabnormalcurvatureofthecorneaLightfromverticalandhorizontaldirectiondonotfocusesonthesamepointcorrectwith“cylindrical”lenstocompensate感覺器官的功能第23頁感覺器官的功能第24頁P(yáng)resbyopia:OldsightednessThecrystallinelenstendstohardenandthecapsuleitselfbecomeslesselasticwithageThenearpointofdistinctvisionmovesfurtherandfurtherawayfromtheeyewithage.ThefarpointisnormalMaybecompensatedbyplacingaconverginglensinfrontoftheeye.感覺器官的功能第25頁9.2.2.1Structurecharacteristicofretina組織學(xué)上分10層，從功效上可分為四層pigmentcelllayer色素上皮層photoreceptorlayer(rodcell,conecell)感光細(xì)胞層bipolarcelllayer雙極細(xì)胞層ganglioniccelllayer神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層另外還有：水平細(xì)胞horizontalcell,無長突細(xì)胞amacrinecell,網(wǎng)間細(xì)胞interplexiformcell9.2.2眼感光換能系統(tǒng)感覺器官的功能第26頁無長突細(xì)胞感覺器官的功能第27頁中央凹和視乳頭(盲點(diǎn)對(duì)應(yīng)位置)Eachopticnervecontainsaround1.2millionnervefibers感覺器官的功能第28頁感覺器官的功能第29頁Therearetwotypesofphotoreceptorcells,rodcells(rods)andconecells(cones)感覺器官的功能第30頁感覺器官的功能第31頁9.2.2.2TwoPhotoreceptorandtransductionsystemsinRetina視桿系統(tǒng)又稱晚光覺或暗視覺視錐系統(tǒng)又稱晝光覺或明視覺相關(guān)存在兩種感光系統(tǒng)證據(jù)人視網(wǎng)膜中視桿和視錐在空間上分布極不均勻兩種感光細(xì)胞和雙極細(xì)胞以及節(jié)細(xì)胞形成信息傳遞通路時(shí)，其聯(lián)絡(luò)方式有所不一樣，視桿系統(tǒng)普遍存在會(huì)聚現(xiàn)象不一樣動(dòng)物視網(wǎng)膜感光細(xì)胞組成不一樣視桿細(xì)胞只有一個(gè)視色素－視紫紅質(zhì)（rhodopsin)，視錐細(xì)胞含有三種視色素感覺器官的功能第32頁感覺器官的功能第33頁9.2.2.3視桿細(xì)胞感光換能機(jī)制視紫紅質(zhì)(rhodopsin)是一個(gè)結(jié)合蛋白，由視蛋白(opsin)和視黃醛(retinal)組成夜盲癥全反式視黃醛11－順視黃醛維生素A1（視黃醇）感覺器官的功能第34頁感覺器官的功能第35頁9.2.2.4視錐系統(tǒng)換能和顏色視覺大多數(shù)脊椎動(dòng)物都含有三種不一樣視錐色素，分別存在于三種不一樣視錐細(xì)胞中。三種視錐色素都含有一樣11-順視黃醛，只是視蛋白分子結(jié)構(gòu)稍有不一樣。TrichromaticTheoryofColorVision三原色學(xué)說感覺器官的功能第36頁感覺器官的功能第37頁感覺器官的功能第38頁9.2.3與視覺相關(guān)其它現(xiàn)象視力或視敏度(visualacuity)V=d/D

新舊視力表對(duì)照舊新0.14.00.124.10.154.20.24.30.254.40.34.50.44.60.54.70.64.80.84.91.05.01.25.11.55.22.05.3感覺器官的功能第39頁暗適應(yīng)（darkadaptation)和明適應(yīng)(lightadaptation)視野(visualfield)視后像和融合現(xiàn)象雙眼視覺和立體視覺(stereopsis)感覺器官的功能第40頁感覺器官的功能第41頁9.3HearingFunctionofears

聽覺外周器官是耳，它由外耳outer(external)ear、中耳middleear和內(nèi)耳inner(internal)ear耳蝸組成。

人耳聽閾(hearingthreshold)和聽域

0.0002-1000dyn/cm2

16-0Hz感覺器官的功能第42頁感覺器官的功能第43頁聽閾伴隨頻率而發(fā)生改變。聲強(qiáng)能夠用分貝(decibel，dB)來測量，分貝常慣用一個(gè)聲壓參考值(Pr)相對(duì)值來表示，這個(gè)參考值通常就是聽力閾值(0.0002dyne/cm2)。聲強(qiáng)計(jì)算公式以下：聲壓(dB)=20log(P/pr)感覺器官的功能第44頁9.3.1Functionofouterandmiddleear外耳功效

耳廓auricle外耳道externalauditorymeatus[mi’eit?s]

中耳功效鼓膜tympanic[tim’p?nik]membrane聽骨鏈auditoryossicles[‘?sikl]

鼓室咽鼓管auditorytube魚類只有內(nèi)耳兩棲類和爬行類有中耳和內(nèi)耳，中耳只有一塊聽小骨（耳柱骨）鳥類出現(xiàn)了外耳道，中耳依然只有一塊聽小骨感覺器官的功能第45頁Auditorynerve感覺器官的功能第46頁感覺器官的功能第47頁內(nèi)耳(innerear)又稱迷路(labyrinth)由耳蝸(cochlea)和前庭器官(vestibularapparatus)組成9.3.2FunctionofinnerearCochlea:snailshapedfluid-filledstructureOvalwindow:thinmembrane,transfersvibrationsfromstapestofluidofcochlea感覺器官的功能第48頁9.3.2.1耳蝸結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)21/2~23/4周前庭階、鼓階、蝸管(cochlear[‘k?kli?]

duct)前庭膜、基底膜螺旋器官(spiralorgan)或柯蒂器(organofCorti)毛細(xì)胞(haircell)、蓋膜，內(nèi)毛細(xì)胞1行，外毛細(xì)胞3－5行內(nèi)淋巴endolymph外淋巴perilymph感覺器官的功能第49頁感覺器官的功能第50頁感覺器官的功能第51頁前庭階在耳蝸底部與卵圓窗相接，內(nèi)充外淋巴；鼓階在耳蝸底部與圓窗相接，也充滿外淋巴（蝸管）感覺器官的功能第52頁感覺器官的功能第53頁9.3.2.2耳蝸感音換能作用

基底膜振動(dòng)和行波理論感覺器官的功能第54頁感覺器官的功能第55頁毛細(xì)胞(haircell)興奮與感受器電位內(nèi)毛細(xì)胞感受器電位感覺器官的功能第56頁毛細(xì)胞上靜纖毛與蓋膜相接觸。感覺器官的功能第57頁感覺器官的功能第58頁9.3.2.3耳蝸生物電現(xiàn)象內(nèi)淋巴電位endolymphaticpotential耳蝸各階中充滿著淋巴，其中前庭階和鼓階中是外淋巴，而蝸管中則是與腦脊成份相同內(nèi)淋巴。在毛細(xì)胞之間有緊密連接，所以蝸管中內(nèi)淋巴抵達(dá)不了毛細(xì)胞基底部。內(nèi)、外淋巴在離子組成上差異很大，內(nèi)淋巴中K+濃度比外淋巴高30倍，而外淋巴中Na+則比內(nèi)淋巴高10倍。在耳蝸未受刺激時(shí)，假如以外淋巴為零電位，內(nèi)淋巴電位在+80mV左右。稱為耳蝸內(nèi)電位又稱內(nèi)淋巴電位。此時(shí)毛細(xì)胞靜息電位為-70~-80mV。因?yàn)槊?xì)胞頂端浸浴在內(nèi)淋巴中，而其它部位細(xì)胞膜浸浴在外淋巴中，所以，毛細(xì)胞頂端膜內(nèi)、外電位差可達(dá)150~160mV。內(nèi)淋巴中正電位產(chǎn)生和維持與蝸管外側(cè)壁血管紋細(xì)胞活動(dòng)親密相關(guān)。感覺器官的功能第59頁耳蝸微音器電位cochlearmicrophonicpotential(CMP)當(dāng)耳蝸受到聲音刺激時(shí)，在耳蝸及其附近結(jié)構(gòu)所統(tǒng)計(jì)到一個(gè)與聲波頻率和幅度完全一致電位改變，稱為耳蝸微音器電位。呈等級(jí)式反應(yīng)無真正閾值沒有潛伏期和不應(yīng)期，不易疲勞，不發(fā)生適應(yīng)現(xiàn)象。微音器電位是多個(gè)毛細(xì)胞所產(chǎn)生感受器電位復(fù)合表現(xiàn)。微音器電位有一定位相性，當(dāng)聲音位相倒轉(zhuǎn)時(shí)，其位相也發(fā)生逆轉(zhuǎn)，但動(dòng)作電位則不能。感覺器官的功能第60頁感覺器官的功能第61頁總和電位略感覺器官的功能第62頁聽神經(jīng)復(fù)合動(dòng)作電位