眼睛和視覺，眼睛是一種特殊的感覺器官。
基本介紹
- 中文名：眼睛和視覺
- 類型：感覺器官
解釋,參考書目,
解釋
來自外界物體的光線進入眼內，落在視網膜上，引起人對其形狀、顏色、位置等的感覺叫做視覺。眼睛和照相機相似，由兩大部分組成。一部分是光學成像系統，能保證在視網膜上形成外界物體清晰的像；另一部分是與照相底片相似的感光層，即視網膜上的感光細胞及其外段的光敏色素。不過，眼睛比照相機構要複雜得多，除了有一套自動調節控制機制外，還能把光攜帶的信息變成神經電信號，並經過初步加工處理，傳到大腦。
屈光系統
眼睛的最前部是透明的角膜(圖1)，它像手錶的表面玻璃一樣嵌入白色的鞏膜中。角膜在眼睛的屈光系統中屈光能力最大，把光折向中心。角膜後面的空間叫前房，內部充滿透明的水狀液。在正常情況下水狀液的生成量和流出量相等，使眼內壓保持25毫米汞柱。水狀液含營養物質，與供給有關。晶狀體由大約2200片透明纖維薄層構成，外包一層透明而有彈性的囊。折射率由邊緣的1.386到中心的1.406逐漸變化。光線通過時發生一次次輕微的折射，但光線的彎曲仍是平滑的。晶狀體具有能將不同遠近的物體成像於視網膜上的調節能力。有一些細絲將它和由縱行平滑肌構成的環形睫狀肌連線。當睫狀肌收縮時，晶狀體受到的拉力減小，並靠自身的彈力變得圓凸，增加了對光的折射，使眼睛能看清近物。（見彩圖）。正常眼遠看時，睫狀肌放鬆，晶狀體受到的拉力增加而變得扁平，屈光能力變小。晶狀體不斷生成新的纖維層，逐漸把老的擠向中心，結果使總體積增加（80歲時比20歲時大50％），彈性變小，調節能力減退。14歲少年的眼睛能達1000度的調節能力，到45歲時，僅有300度，而到55歲時，調節能力幾乎為零。晶狀體之後是玻璃體，它是透明的膠狀物，占眼球容積的4/5。在眼科學的實踐中為了計算和測定屈光系統的成像過程，常採用簡約眼，即在測量分析正常眼的基礎上作出的簡化的眼模式圖。已提出了各種簡約眼模型，其中最通用的是古爾斯特蘭(Gullstrand)簡約眼（圖2），它給出了主平面(p，p′)，節點(N，N′)，焦點(F，F′)位置等主要參量。眼光學系統最常見的缺陷是散光、近視和遠視。角膜的缺陷可能造成它在一個平面內（例如垂直平面）對光的折射比在另一個平面（例如水平平面）內大，導致眼睛所看到的物像失真，這叫散光（見彩圖）。這種缺陷可用柱面透鏡矯正。如果角膜－晶狀體形成的遠方物體的像落在視網膜的前方，只有近處物體的像才能落在視網膜上，此為近視，可用凹透鏡矯正。反之，如果遠物被角膜和晶狀體所成的像位於視網膜之後，則為遠視，需以凸透鏡來矯正（見彩圖）有些人的眼睛經過矯正之後，視力仍然很差，或一隻眼的視力較另一隻眼差。臨床上將這種情況稱為弱視。這類患者的眼底無病變，據信它是由神經中樞原因引起的。眼睛和照相機一樣，晶狀體前面瞳孔及有關的神經迴路是對入射光加以控制的機構。在明亮條件下，虹膜形成的瞳孔自行縮小，直徑僅約2毫米；在微光下它自動開大，直徑可達8毫米。瞳孔對進入眼內的光量可作102的調節。
視網膜
視網膜是眼睛的感光部分。感光物質位於感光細胞內。感光細胞有兩種類型，分別叫做視桿細胞和視錐細胞。它們的外段含有大量光敏色素，叫視覺色素。以視桿為例，視覺色素（視紫紅質）位於一系列膜盤之上。大量膜盤疊在一起構成感光細胞的外段(圖3)。視紫紅質系由視蛋白和稱為視黃醛的生色團組成。視蛋白只是作為基質存在，視黃醛緊貼在它的上面。光落在視紫紅質上時，被視黃醛吸收，使其原子基團發生重排，由11-順-視黃醛變為全反視黃醛，原來捲曲形結構伸直（圖4）。此後，物體的信息就不以光的形式存在了。視黃醛的空間異構化過程引起一系列化學反應，導致感光細胞膜電位變化，並將此電信號傳到下一級神經細胞。有三種色素分別存在於不同的視錐細胞中，它們分別吸收光譜的不同部分，這是色覺的基礎。如果眼睛缺少某種色素或某種色素異常，就會造成各種色覺缺陷，統稱色盲。在眼球後極視軸（注視點與節點的連線）上的黃斑區，視錐細胞緊密排列。在中央凹的黃斑中心，只有視錐細胞。因視錐細胞的興奮閾值較高，且每個視錐細胞與中間細胞通過中間細胞與神經節細胞形成一對一的聯繫，所以眼睛的這部分視網膜解析度最高，適於白晝視覺。視網膜的其他部分既有視桿細胞也有視錐細胞，它們與中間細胞不是一對一地聯繫。在視網膜的邊緣，絕大多數感光細胞是視桿細胞，很多視桿細胞會聚到一個中間細胞上。這個特點，加上有極其靈敏的視覺色素，使視桿細胞具有低亮度檢測性能。視網膜的感光細胞、中間細胞及神經節細胞共同構成一個極其複雜的神經網路──數據採集系統。其輸出纖維就是神經節細胞的軸突，它們在一點集中起來，形成視神經，像電纜一樣通到腦。視神經穿出眼球處的視網膜無感光細胞，為盲點。
適應
眼睛有根據環境照明變化而調節自己的敏感性的能力，稱為適應。從亮處進入暗處，人眼需約45分鐘才能達到最敏感狀態，這個過程叫做暗適應，包括主要涉及明視機能與暗視機能的兩個適應過程。由暗到亮的適應過程則非常迅速。視錐細胞與視桿細胞的共同作用可使眼睛適應於外界有1010的光強變化。在明視時人眼對黃綠光最為敏感，對同樣強度的藍光與紅光主觀感覺亮度相同。但在低照明條件下，人眼對藍光的感覺比同樣強度的紅光明亮。也就是說人眼由亮適應向暗適應過渡時，它的相對光譜靈敏度曲線向短波方向移動。這移動稱為浦爾金耶(Purkinje)位移，是由於視桿細胞與視錐細胞的光譜敏感性不同所致。視敏度 視覺器官辨別形象細節的能力稱為視敏度。通常以最近可分辨的兩點對節點的張角表示。視敏度不僅與眼睛屈光系統的解析度及視網膜的結構有關，它也涉及到腦的高級功能。受刺激的視網膜區域大小、眼睛的適應狀態、照明狀況、像與背景的對比度、物體的顏色及視網膜像的特徵等都對測量視敏度有影響。臨床上把正常眼睛視敏度（稱視力）定為一分。
雙眼視覺
由於兩眼在水平方向上是分開的，前方一個點光源在兩個視網膜上所成的像在位置上有所不同，這就造成雙眼視差。腦對雙眼視差的綜合就產生立體視覺。為了有雙眼視覺，兩眼必須交換部分信息，從兩個眼睛出發的視神經經視過交叉後，各有約一半纖維交叉到對側腦去。交叉的與不交叉的視神經纖維一起到外側膝狀體神經核。視覺信號在此換神經元後被送到大腦皮層17區，經過分類與分析，繼續被送到更高級的皮層區作進一步分析，最后綜合成“神經像”。眼的運動 眼的視覺功能與眼球的運動是分不開的。晶狀體調節及眼注視運動目標時都伴隨兩眼的協調運動。即使注視靜止目標，眼的非隨意運動也是維持清晰的視覺所不可缺少的。藉助於現代生物醫學技術，人們在視覺的神經機制方面已經積累了豐富的資料，但是距離了解視知覺的形成過程還有很長的路程（見生理光學）。
參考書目
H.Davson，ed.，TheEye，Vol.2B，2nded.，AcademicPress，NewYork，London，1977. H.J.A.Dartnall，etal.，ed.，HandbookofSensoryPhysiology，Vol.7，Chap.1，Springer-Verlag，Berlin，Heidelberg，NewYork，1972. F.Crescitelli，HandbookofSensoryPhysiology，Vol.7，Chap.5，Springer-Verlag，Berlin，Heidelberg，NewYork，1977. W.G.Driscoll，HandbookofOptics，McGraw-Hill，NewYork，1978.
