眼的视觉功能和运动生理学：视网膜的感光换能系统

视觉是人们从外界获得信息最主要的来源，外界信息总量中至少70%来自于视觉，通过视觉系统，我们能够感知外界物体的大小、形状、颜色、明暗、动静和远近等。眼是引起视觉的外周感觉器官（见图4-6），人眼的刺激是波长为380～760 nm的电磁波，眼内与产生视觉直接有关的结构是眼的折光系统和感光换能系统。

图4-6　右眼的水平切面示意图

（一）眼的折光系统及其调节方式

人眼的折光系统是一个复杂的光学系统。射入眼内的光线通过角膜、房水、晶状体和玻璃体四种折射率不同的介质，并通过角膜前后表面、晶状体前后表面四个屈光度不同的折射面，才能在视网膜上形成物像。正常成年人的眼在安静不进行调节时，来自6m以外物体的光线均可在视网膜上形成清晰的图像。当人眼看6m以内的近物时，通过晶状体的折光力、瞳孔和双眼会聚的调节，才能使物像成像于视网膜上，形成清晰的视觉。由于眼球前后径过长或折光系统的折光能力过强，远处物体发出的光线被聚焦在视网膜的前方，形成模糊的图像，称为近视；由于眼球前后径过短或折光系统的折光能力太弱，远处物体发出的光线被聚焦在视网膜的后方，形成模糊的图像，称为远视。近视或远视均会对人体运动的精确性造成一定的影响。(www.xing528.com)

（二）视网膜的感光换能系统

视网膜是位于眼球最内层的神经组织，视网膜上含有对光高度敏感的视杆细胞和视锥细胞，它们和与之相联系的双极细胞和视神经节细胞构成了眼的两种感光换能系统，即视杆系统和视锥系统。视杆系统又称晚光觉或暗视觉系统，是由视杆细胞和与它们相联系的双极细胞以及神经节细胞等组成，它们对光的敏感度较高，能在昏暗环境中感受弱光刺激而引起暗视觉，但无色觉，对被视物细节的分辨能力较差。视锥系统又称昼光觉或明视觉系统，是由视锥细胞和与它们相联系的双极细胞以及神经节细胞等组成，它们对光的敏感性较差，只有在强光条件下才能被激活，但视物时可辨别颜色，且对被视物的细节具有较高的分辨能力。视杆细胞和视锥细胞的外段均含有整齐排列的由双层脂膜组成的小膜盘，光感受器外段膜盘含有对光敏感的视色素，这些色素在光的作用下发生一系列光化学变化，将光能转换为神经纤维上的电活动。

（三）视觉信息在视觉通路与视皮质中的分析处理

视网膜最后以动作电位作为输出信号，通过其轴突纤维先投射到外侧膝状体细胞层，从这里直接投射到初级视皮质（17区），然后通过次级视皮质（18区）投射到高级视皮质（19区）。在中枢视通路的各转换站与视网膜之间存在着点对点的关系，因而视网膜神经节细胞层兴奋的空间模式相应地被“绘制”在外侧膝状体、上丘和视皮质，就像一个地理区域与该区域的地图的关系一样。利用脑功能成像技术，已在人脑鉴定出十多个视觉功能区域，其中位于腹侧的枕、额区主要负责颜色、形状、纹理等特征的知觉和物体的识别，而空间和运动知觉则主要依赖于枕叶的背侧和顶叶皮质。