動物生理學(xué)ppt課件第9章感覺機(jī)能和感覺器官

第四章神經(jīng)系統(tǒng)的感覺機(jī)能和感覺器官 第一節(jié)感覺過程的一般原理 感覺是人和動物機(jī)體為了保持內(nèi)環(huán)境的相對平衡和適應(yīng)外環(huán)境的不斷變化所必須的一種功能 感覺是客觀事物的個別屬性在人腦中的主觀反映 感覺是由感受器 感覺傳入通路和大腦皮層的共同活動完成的 1 感覺的分類 感覺是我們接受外部事物的主要來源 同時我們身體內(nèi)部的狀況也存在著感覺來源 所以我們可以把感覺分為外部感覺和內(nèi)部感覺 從感覺的性質(zhì)上來看 外部感覺主要是我們?nèi)祟悓τ趥€體實(shí)物屬性的外部刺激產(chǎn)生的感覺 也就是這個部分包括了視覺 嗅覺 聽覺和膚覺 溫覺 冷覺 觸覺和痛覺 而內(nèi)部感覺則是我們?nèi)祟惐旧頇C(jī)體對于身體的自我掌握的感覺 包括運(yùn)動覺 平衡覺和肌體覺 感覺形成的一般過程 1 刺激信號在感受器中的換能和傳導(dǎo) 2 感受器產(chǎn)生的沖動在感覺傳導(dǎo)通路中的傳遞與調(diào)控 3 中樞對信息的分析和整合感受器 指專門感受刺激并將刺激的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕奶厥饨Y(jié)構(gòu) 外感受器位于頭部和皮膚 能感受外環(huán)境的刺激 并將信息傳遞至中樞 引起清晰的主觀感覺 內(nèi)感受器位于人體各內(nèi)臟 血管 肌肉 關(guān)節(jié) 腦和脊髓等處 能感受內(nèi)環(huán)境的刺激 但將信息傳入中樞后 不產(chǎn)生主觀感覺 或只產(chǎn)生模糊感覺 對維持機(jī)體各功能的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)起重要作用 2 適宜刺激和不適宜刺激 每種感受器通常只對某種特定形式的能量變化最敏感 這種形式的刺激稱為該感受器的適宜刺激 適宜刺激是感受器最敏感 閾值最低的刺激 如 波長380 760nm的電磁波 可見光 是眼的適宜刺激 16 20000赫茲的空氣振動是聽覺器官的適宜刺激 其它不發(fā)生反應(yīng)或敏感性很低的能量形式的刺激 叫做不適宜刺激 3 感受器的換能作用及放大作用 即將適宜刺激的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樯镫姷淖饔?當(dāng)不同刺激作用于不同感受器時 感受器能產(chǎn)生一個局部的 不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播的電位變化 稱為發(fā)生器電位或感受器電位 當(dāng)感受器電位達(dá)到一定水平 或經(jīng)過一定的信息處理過程后 便可觸發(fā)傳入神經(jīng)產(chǎn)生動作電位 由于感受器對于適宜刺激非常敏感 可以感受到極微弱的能量 經(jīng)過換能后形成的神經(jīng)沖動的功率放大了很多倍 例如紅光的單個光子只有3 10 19焦的輻射能 而一個感光細(xì)胞受到單個光子的刺激可引起感受器電流約有5 10 14焦的電能 4 感受器的編碼作用和沖動發(fā)放 感受器在把外界刺激轉(zhuǎn)換成神經(jīng)動作電位時 不僅僅是發(fā)生了能量形式的轉(zhuǎn)換 更重要的是把刺激所包涵的環(huán)境變化的信息 也轉(zhuǎn)移到了新的電信號系統(tǒng)即動作電位的序列之中 即編碼作用 中樞就是根據(jù)這些電信號序列才獲得對外在世界的認(rèn)識的 5 感覺的適應(yīng) 感覺的適應(yīng) 刺激作用于人的感受器最初可以得到清晰的感覺 但是當(dāng)刺激持續(xù)作用時 感覺逐漸減弱 有時甚至消失 這個過程叫做感覺的適應(yīng) 6 感覺的傳入 每一類感受器都有一定的傳入通路以傳導(dǎo)感受器發(fā)放的沖動 最后傳送到大腦皮層特定的區(qū)域 脊髓的感覺傳導(dǎo)功能 脊髓是接受軀干 四肢和一些內(nèi)臟器官感覺傳入沖動的基本部位 經(jīng)脊髓上傳給大腦皮層的感覺傳導(dǎo)途徑有 淺感覺傳導(dǎo)通路 痛覺 溫覺和輕觸覺 感受器脊髓交叉上行丘腦大腦皮層深感覺傳導(dǎo)通路 本體感覺 深部壓覺 感受器脊髓同側(cè)上行延髓交叉丘腦大腦皮層脊髓半離斷后 淺感覺的障礙發(fā)生在離斷的對側(cè) 深感覺障礙發(fā)生在離斷的同側(cè) 丘腦的感覺功能 特異性丘腦皮層投射系統(tǒng) 從外周感受器沿一定的途徑 經(jīng)丘腦到皮層的上行傳入路徑 主要的傳入通路 感受器一級神經(jīng)元脊髓 或延髓 二級神經(jīng)元丘腦 后腹核 三級神經(jīng)元皮層 非特異性丘腦皮層投射系統(tǒng) 感受器一級神經(jīng)元脊髓 或延髓 二級神經(jīng)元腦干多次轉(zhuǎn)換神經(jīng)元丘腦 彌散的丘腦網(wǎng)狀核 大腦皮層各區(qū) 是除嗅感受器外其它感受器的共同傳入通路 一個特異性上行傳入系統(tǒng)只傳導(dǎo)一種感覺 點(diǎn)對點(diǎn)投射大腦皮層特定區(qū) 形成清晰特定感覺 而非特異性上行傳入系統(tǒng)與感覺的關(guān)系不大 主要起激活作用 維持大腦皮層清醒狀態(tài) 清晰特定感覺形成的背景基礎(chǔ) 除嗅覺以外的所有傳入纖維在大腦皮層之前都終止于丘腦 丘腦是各種感覺沖動的匯集點(diǎn) 感受器 丘腦 大腦皮層 大腦皮層的感覺分析功能 第一體表感覺區(qū) 中央后回 是全身體表感覺的主要投射區(qū) 投射規(guī)律 1 軀體感覺傳入沖動向皮層投射具有交叉性 但頭面部的投射為雙側(cè)性 2 投射區(qū)域面積與體表部位的感覺分辨精細(xì)程度有關(guān) 分辨精細(xì)的部位的代表區(qū)大 3 投射區(qū)域總的安排是倒置的 下肢 上肢和頭面部代表區(qū)分別位于頂部 中部和底部 而頭面部代表區(qū)內(nèi)部的安排是正立的 第二感覺區(qū) 中央前回與腦島之間 區(qū)內(nèi)投射分布安排是正立的 可能與痛覺有較密切的關(guān)系 本體感覺區(qū) 中央前回 與運(yùn)動區(qū)同 4區(qū) 肌肉 關(guān)節(jié)的運(yùn)動覺 位置覺稱為本體感覺 例 刺激中央前回能引起試圖發(fā)動肢體運(yùn)動的主觀感覺 內(nèi)臟感覺區(qū) 混雜于第一體表感覺區(qū)視覺區(qū) 枕葉皮層聽覺代表區(qū) 顳葉皮層嗅覺代表區(qū) 在皮層的投射區(qū)隨進(jìn)化而縮小 高等動物只有邊緣葉底部與嗅覺功能有關(guān) 味覺代表區(qū) 中央后回頭面部感覺投射區(qū)下側(cè) 7 感受器的中樞抑制 感受器不只是通過傳入神經(jīng)向中樞傳送感覺沖動 而且還受到來自中樞的傳出神經(jīng)支配 這些傳出纖維對感受器的興奮性起調(diào)節(jié)作用 其作用多數(shù)是抑制性的 當(dāng)過強(qiáng)的刺激作用于感受器時 中樞便可發(fā)放沖動通過傳出神經(jīng)來抑制感受器的反應(yīng)活動 第二節(jié)光感受器與視覺 1 眼的結(jié)構(gòu) 1 眼球壁 鞏膜和角膜 脈絡(luò)膜 睫狀體 虹膜 視網(wǎng)膜 2 折光系統(tǒng) 房水 晶狀體 玻璃體 眼球壁主要分為外 中 內(nèi)三層 外層由角膜 鞏膜組成 前1 6為透明的角膜 其余5 6為白色的鞏膜 俗稱 眼白 眼球外層起維持眼球形狀和保護(hù)眼內(nèi)組織的作用 角膜是接受信息的最前哨入口 光線經(jīng)此射入眼球 角膜含豐富的神經(jīng) 感覺敏銳 中層又稱葡萄膜 色素膜 具有豐富的色素和血管 包括虹膜 睫狀體和脈絡(luò)膜三部分 虹膜在葡萄膜的最前部分 位于晶體前 不同種族人的虹膜顏色不同 中央為瞳孔 睫狀體前接虹膜根部 后接脈絡(luò)膜 外側(cè)為鞏膜 內(nèi)側(cè)則通過懸韌帶與晶體赤道部相連 脈絡(luò)膜位于鞏膜和視網(wǎng)膜之間 脈絡(luò)膜的血循環(huán)營養(yǎng)視網(wǎng)膜外層 其含有的豐富色素起遮光暗房作用 內(nèi)層為視網(wǎng)膜 是一層透明的膜 也是視覺形成的神經(jīng)信息傳遞的第一站 視網(wǎng)膜的視軸正對終點(diǎn)為黃斑中心凹 黃斑區(qū)是視網(wǎng)膜上視覺最敏銳的特殊區(qū)域 黃斑鼻側(cè)約3mm處有一直徑為1 5mm的淡紅色區(qū) 為視盤 亦稱視乳頭 是視網(wǎng)膜上視覺纖維匯集向視覺中樞傳遞的出眼球部位 無感光細(xì)胞 故視野上呈現(xiàn)為固有的暗區(qū) 稱生理盲點(diǎn) 眼內(nèi)腔和內(nèi)容物眼內(nèi)腔包括前房 后房和玻璃體腔 眼內(nèi)容物包括房水 晶狀體和玻璃體 三者均透明 與角膜一起共稱為屈光介質(zhì) 房水由睫狀突產(chǎn)生 有營養(yǎng)角膜 晶狀體及玻璃體 維持眼壓的作用 晶狀體為富有彈性的透明體 形如雙凸透鏡 位于虹膜 瞳孔之后 玻璃體之前 玻璃體為透明的膠質(zhì)體 充滿眼球后4 5的空腔內(nèi) 主要成分為水 玻璃體有屈光作用 也起支撐視網(wǎng)膜的作用 2 眼的調(diào)節(jié) 3 眼的折光異常 4 視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)與機(jī)能 色素細(xì)胞層 營養(yǎng)保護(hù)作用 感光細(xì)胞層 視錐 視桿細(xì)胞 感光換能并產(chǎn)生感受器電位雙極細(xì)胞層 傳導(dǎo)感受器電位 節(jié)細(xì)胞層 神經(jīng)節(jié)細(xì)胞 產(chǎn)生并傳導(dǎo)動作電位 5 視錐細(xì)胞與視桿細(xì)胞 視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞所以能感受光波 是由于它們外段的片層結(jié)構(gòu)中的蛋白質(zhì)大部分為感光色素 感光色素在視桿細(xì)胞內(nèi)的為視紫紅質(zhì) 對光敏感度強(qiáng) 可感弱光 在視錐細(xì)胞內(nèi)為視紫藍(lán)質(zhì) 可感受晝光和各種有色光 在人類的視網(wǎng)膜中 由于存在視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞 組成了兩種感光換能系統(tǒng) 分別管理明視覺和暗視覺 視錐系統(tǒng) 由視錐細(xì)胞和與它們有關(guān)的傳遞細(xì)胞等成分組成 它們對光的敏感性較差 只有在類似白晝的強(qiáng)光條件下才能被刺激 但視物時可辨別顏色 且對物體表面的細(xì)節(jié)和輪廓境界都能看得很清楚 有高分辨能力 這稱為視錐系統(tǒng)或明視覺系統(tǒng) 視桿系統(tǒng) 由視桿細(xì)胞和與它們相聯(lián)系的雙極細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞等成分組成 它們對光的敏感度較高 能在昏暗的環(huán)境中感受光刺激而引起視覺 但視物無色覺而只能區(qū)別明暗 且視物時只能有較粗略的輪廓 精確性差 這稱為視桿系統(tǒng)或暗光覺系統(tǒng) 6 感光色素的光化學(xué)反應(yīng) 光釋放能量視紫紅質(zhì)視黃醛 視蛋白視桿細(xì)胞興奮黑暗視黃醇 維生素A1 夜盲癥 如果營養(yǎng)不良 缺乏維生素A就會影響視黃醛的補(bǔ)充和視紫紅質(zhì)的再合成 因?yàn)橐曌霞t質(zhì)不足 視桿細(xì)胞不能發(fā)生正常的光化學(xué)反應(yīng) 光敏感度下降 在傍晚或夜間看不清物體 這種病叫夜盲癥 視覺形成途徑 視網(wǎng)膜的感光系統(tǒng) 視錐系統(tǒng)和視桿系統(tǒng) 光化學(xué)反應(yīng)細(xì)胞興奮產(chǎn)生動作電位神經(jīng)沖動視覺傳導(dǎo)束 傳入神經(jīng) 大腦皮層的視覺中樞視覺 第三節(jié)聲音感受器與聽覺 1 傳聲途徑與聽覺的形成聽覺是由耳 聽神經(jīng)和聽覺中樞共同完成的 聲波傳音系統(tǒng)耳蝸內(nèi)淋巴振動感音系統(tǒng)換能神經(jīng)沖動聽神經(jīng)聽覺中樞聽覺 2 耳的結(jié)構(gòu)與機(jī)能 前庭 鼓膜 咽鼓管 鼓室 1 外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 2 中耳由鼓膜 鼓室 聽小骨和咽鼓管構(gòu)成 鼓膜是外耳與中耳的分隔 也是鼓室的外壁 鼓室是一個空腔 內(nèi)含人體中最小的骨頭 聽小骨 錘骨 砧骨和鐙骨三塊聽小骨組合成聽骨鏈 一端連接鼓膜 另一端連接到內(nèi)耳的聽覺組織 聲波在耳道中傳遞時先振動鼓膜 然后鼓膜再通過聽骨鏈將振動傳遞至內(nèi)耳 咽鼓管連接鼻咽部和中耳 它可以調(diào)節(jié)中耳與外界氣壓的平衡 使中耳與外界環(huán)境的氣壓保持一致 3 內(nèi)耳內(nèi)耳結(jié)構(gòu)復(fù)雜 所以又稱為 迷路 由前部的耳蝸 中部的前庭和后部的半規(guī)管組成 聲波可經(jīng)過氣傳導(dǎo)和骨傳導(dǎo)兩個途徑傳至內(nèi)耳 氣傳導(dǎo) 聲波經(jīng)外耳道空氣傳導(dǎo)引起鼓膜振動 鼓膜的振動經(jīng)過聽骨鏈的傳遞可變成前庭窗的振動 引起內(nèi)耳耳蝸淋巴液的移動 使聽覺毛細(xì)胞感受壓力產(chǎn)生興奮 激發(fā)聽神經(jīng)產(chǎn)生動作電位 傳至聽覺中樞 形成聽覺 骨傳導(dǎo) 聲波直接引起顱骨的振動 再引起內(nèi)耳淋巴振動 形成聽覺 耳蝸的作用 感受聲音刺激 并對聲音信息初步分析 將傳到耳蝸的機(jī)械振動變成聽神經(jīng)纖維上的動作電位 上傳到大腦皮層中樞而產(chǎn)生聽覺 前庭器官的作用 前庭和半規(guī)管合稱為前庭器官 是人體對自身運(yùn)動狀態(tài)和頭在空間位置的感受器 前庭器官的感受細(xì)胞為毛細(xì)胞 機(jī)體的運(yùn)動狀態(tài)和頭在空間位置的變化引起毛細(xì)胞興奮 使相應(yīng)神經(jīng)的沖動頻率發(fā)生改變 傳到中樞引起特殊的運(yùn)動覺和位置覺 同時出現(xiàn)各種軀體和內(nèi)臟功能的反射性變化 前庭可以感受頭部位置的變化和直線運(yùn)動時速度的變化 半規(guī)管可以感受頭部的旋轉(zhuǎn)變速運(yùn)動 這些感受到的刺激反映到中樞以后 就引起一系列反射來維持身體的平衡 例如 人乘坐電梯時 因電梯突然上升 會反射性地引起下肢伸肌的緊張降低而使下肢屈曲 電梯突然下降時 伸肌緊張加強(qiáng)而腿伸直 這就是前庭器官的姿勢調(diào)節(jié)反射 其意義在于維持機(jī)體一定的姿勢和保持身體平衡 前庭器官受到過強(qiáng)或過久的刺激或刺激未過量而前庭功能過敏時 常會引起惡心 嘔吐 暈眩等現(xiàn)象 如暈船 暈車或航空病 3 聽覺障礙 1 傳導(dǎo)性聾 聽覺障礙來自外耳和中耳外耳道堵塞 鼓膜瘢痕和聽骨運(yùn)動障礙 2 感音性聾 由于柯蒂氏器和耳蝸的神經(jīng)損傷引起的聽覺障礙 3 中樞性聾 由聽神經(jīng)通路 各級聽覺中樞以及大腦皮層的病變造成的聽覺障礙 第四節(jié)其它感受器 1 嗅覺嗅覺的感受器是嗅細(xì)胞 當(dāng)有氣味的氣體分子刺激嗅細(xì)胞后 產(chǎn)生神經(jīng)沖動經(jīng)嗅神