引起視覺(jué)的外周感受器官是眼,它由含有感光細(xì)胞的視網(wǎng)膜和作為附屬結(jié)構(gòu)的折光系統(tǒng)等部分組成。人眼的適宜刺激是波長(zhǎng)370-740nm的電磁波;在這個(gè)可見(jiàn)光譜的范圍內(nèi),人腦通過(guò)接受來(lái)自視網(wǎng)膜的傳入信息,可以分辨出視網(wǎng)膜像的不同亮度和色澤,因而可以看清視野內(nèi)發(fā)光物體工反光物質(zhì)的輪廓、形狀、顏色、大小、遠(yuǎn)近和表面細(xì)節(jié)等情況。自然界形形色色的物體以及文字、圖形等形象,通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)在人腦得到反映。據(jù)估計(jì),在人腦獲得的全部信息中,大約有95%以上來(lái)自視覺(jué)系統(tǒng),因而眼無(wú)疑是人體最重要的感覺(jué)器官。
人眼的基本結(jié)構(gòu)如圖9-2所示。除了控制眼球運(yùn)動(dòng)的眼外肌和起保持、營(yíng)養(yǎng)作用的鞏膜、脈絡(luò)膜等結(jié)構(gòu)外,眼內(nèi)與視覺(jué)傳入信息的產(chǎn)生直接有關(guān)的功能結(jié)構(gòu),是位于眼球正中線上的折光系統(tǒng)和位于眼球后部的視網(wǎng)膜。由角膜經(jīng)房水、晶狀體、玻璃體直至視網(wǎng)膜的前表面,都是一些透明而無(wú)血管分布的組織,它們構(gòu)成了眼內(nèi)的折光系統(tǒng),使來(lái)自眼外的光線發(fā)生折射,最后成像在視網(wǎng)膜上,視網(wǎng)膜具有同神經(jīng)組織類(lèi)似的復(fù)雜結(jié)構(gòu),其中包含有對(duì)光刺激高度敏感的視桿和視錐細(xì)胞,能將外界光刺激所包含的視覺(jué)信息轉(zhuǎn)變成為電信號(hào),并在視網(wǎng)膜內(nèi)進(jìn)行初步處理,最后以視神經(jīng)纖維的動(dòng)作電位的形式傳向大腦。因此,形容眼的功能首先要研究眼內(nèi)折光系統(tǒng)的不學(xué)特性,搞清楚它們?cè)鯓幽馨巡煌h(yuǎn)近的物體成像在視網(wǎng)膜上以及形成清晰物像的限度;其次要闡明視網(wǎng)膜是怎樣對(duì)視網(wǎng)膜成像進(jìn)行換能和編碼的。
圖9-2 眼球的水平切面(右眼)
當(dāng)光線由 空氣進(jìn)入另一媒質(zhì)構(gòu)成的單球面折光體時(shí),它進(jìn)入物質(zhì)的折射情況決定于該物質(zhì)與空氣界面的曲率半徑R和該物質(zhì)的折光指數(shù)n2;若空氣的折光指數(shù)為n1,則關(guān)系式為
n2R/(n2-n1)=F2 (1)
F2稱(chēng)為后主焦距或第2焦距(空氣側(cè)的焦距為前主焦距或第一焦距),指由折射面到后主焦點(diǎn)的距離,可以表示這一折光的折光能力。表示折光體的折光能力還可用另一種方法,即把主焦距以m(米)作單位來(lái)表示,再取該數(shù)值的倒數(shù),后者就稱(chēng)為該折光體的焦度(diopter);如某一透鏡的主焦距為10cm,這相當(dāng)于0,1m,則該透鏡的折光能力為10焦度(10D)。通常規(guī)定凸透鏡的焦度為正值,凹透鏡的焦度為負(fù)值。
主焦距是一個(gè)折光體最重要的光學(xué)參數(shù),由此可算出位于任何位置的物體所形成的折射像的位置。以薄透鏡為例,如果物距α是已知的,像距b可由下式算出:
1/a+1/b=1/F2 (2)
由式(2)可以看出,當(dāng)物距a趨于無(wú)限大時(shí),1/a趨近于零,于是1/b接近于1/F2,亦即像距b差不多和F2相等;這就是說(shuō),當(dāng)物體距一個(gè)凸透鏡無(wú)限遠(yuǎn)時(shí),它成像的位置將在后主焦點(diǎn)的位置。同樣不難看出,凡物距小于無(wú)限大的物體,它的像距b恒大于F2,即它們將成像在比主焦點(diǎn)更遠(yuǎn)的地方。以上兩點(diǎn)結(jié)論,對(duì)于理解眼的折光成像能力十分重要。
另外,根據(jù)光學(xué)原理,主焦點(diǎn)的位置是平行光線經(jīng)過(guò)折射后聚焦成一點(diǎn)的位置,這一結(jié)論與上面提到的第一點(diǎn)結(jié)論相一致。每一物體的表面,都可認(rèn)為是由無(wú)數(shù)的發(fā)光點(diǎn)或反光點(diǎn)組成,而由每一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光線都是輻散形的;只有這些點(diǎn)和相應(yīng)的折射面的距離趨于無(wú)限大時(shí),由這些點(diǎn)到達(dá)折射面的光線才能接近于平行,于是它們經(jīng)折射后在主焦點(diǎn)所在的面上聚成一點(diǎn),整個(gè)物質(zhì)就達(dá)個(gè)面上形成物像。當(dāng)然,無(wú)限過(guò)的概念本身決定了它是一個(gè)不可能到達(dá)的位置,實(shí)際上對(duì)人眼和一般光學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),來(lái)自6m以外物體的各光點(diǎn)的光線,都可以認(rèn)為是近于平行的,因而可能在主焦點(diǎn)所在的面上形成物像。
當(dāng)用上述光學(xué)原理分析眼的折光特性時(shí),首先遇到的一個(gè)困難是,眼球并非一個(gè)薄透鏡或單球面折光體,而是由一系列由率半徑和折光指數(shù)都不相同的折光體所組成的折光系統(tǒng)。顯然,人眼折光系統(tǒng)的后主焦距不能簡(jiǎn)單地由式(1)算出,不過(guò)它的最主要的折射發(fā)生在角膜,而按幾何學(xué)原理進(jìn)行較復(fù)雜的計(jì)算,還是可以追蹤出光線經(jīng)眼內(nèi)多個(gè)折光面行進(jìn)的途徑,并得出由這些組合的透鏡組所決定的后主焦點(diǎn)的所在位置。
計(jì)算結(jié)果表明,正常成人眼處于安靜而不進(jìn)行調(diào)節(jié)的狀態(tài)時(shí),它的折光系統(tǒng)的后主焦點(diǎn)的位置,正好是其視風(fēng)膜所在的位置。這一解剖關(guān)系對(duì)于理解正常眼的折光成像能力十分重要。它說(shuō)明,凡是位于眼前方6m以外直至無(wú)限遠(yuǎn)處的物體,根據(jù)式(2)或由于由它們發(fā)出或反射出的光線在到達(dá)眼的折光系統(tǒng)時(shí)已近于平行,因而都可以在視網(wǎng)膜上形成基本清晰的像,這正如放置于照相機(jī)主焦點(diǎn)處的底片,可以拍出清晰的遠(yuǎn)景一樣。當(dāng)然,人眼不是無(wú)條件的看清任何遠(yuǎn)處的特體,例如,人眼可以看清楚月亮(或其他更遠(yuǎn)的星體)和它表面較大的陰影,但不能看清楚月球表面更小的物體或特征。造成后一限制的原因是,如果來(lái)自某物體的光線過(guò)弱,或它們?cè)诳臻g處女內(nèi)傳播時(shí)被散射或吸收,那么它們到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)已減弱到不足以興奮感光細(xì)胞的程度,這樣就不可能被感知;另外,如果物體過(guò)小或它們離眼的距離過(guò)大,則它們?cè)谝暰W(wǎng)膜上形成的大小,將會(huì)小到視網(wǎng)膜分辨能力的限度以下,因而也不能感知。
如果安靜狀態(tài)的眼的折光能力正好把6m以外的物體成像在視網(wǎng)膜上,那么來(lái)自較6m為近的物體的光線將是不同程度呈輻射狀的,它們?cè)谡凵浜蟮某上裎恢脤⒃谥鹘裹c(diǎn),亦即視網(wǎng)膜的位置之后;由于光線到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)尚未聚焦,因而物像是模糊的,由此也只能引起一個(gè)模糊的視覺(jué)形象。但正常眼在看近特時(shí)也十分清楚,這是由于眼在看近物時(shí)已進(jìn)行了調(diào)節(jié)(accommodation),使進(jìn)入眼內(nèi)的光線經(jīng)歷較強(qiáng)的折射,結(jié)果也能成像在視網(wǎng)膜上。人眼的調(diào)節(jié)亦即折光能力的改變,主要是靠晶狀體形狀的改變;這是一個(gè)神經(jīng)反射性活動(dòng),其過(guò)程如下:當(dāng)模糊的視覺(jué)形象出現(xiàn)在視區(qū)皮層時(shí),由此引起的下行沖動(dòng)經(jīng)錐體束中的皮層-中腦束到達(dá)中腦的正中核,再到達(dá)發(fā)出動(dòng)眼神經(jīng)中副交感節(jié)前纖維的有關(guān)核團(tuán),最后再經(jīng)睫狀神經(jīng)節(jié)到達(dá)眼內(nèi)睫狀肌,使其中環(huán)行肌收縮,引起連接于水晶體囊的懸韌帶放松;這樣就促使水晶體由于其自身的彈性而向前方和后方凸出(以前突較為明顯),使眼的總的折光能力較安靜時(shí)增大,使較輻射的光線提前聚焦,也能成像在視網(wǎng)膜上。因9-3表示調(diào)節(jié)前后晶狀體形狀的改變。很明顯,物體距眼球愈近,到達(dá)眼的光線輻散程度愈大,因而也需要晶狀體作更大程度的變凸。調(diào)節(jié)反射進(jìn)行時(shí),除晶狀體的變化外,同時(shí)還出現(xiàn)瞳孔的縮小和兩眼視軸向鼻中線的會(huì)聚,前者的意義在于減少進(jìn)入眼內(nèi)光線的量(物體移近時(shí)將有較強(qiáng)光線到達(dá)眼球)和減少折光系統(tǒng)的球面像差和色像差;兩眼會(huì)聚的意義在于看近物時(shí)物像仍可落在兩眼視網(wǎng)膜的相稱(chēng)位置。
圖9-3 眼調(diào)節(jié)前后睫狀體位置和晶狀體形狀的改變
實(shí)線為安靜時(shí)的情況,虛線為看近物經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后的情況,注意晶狀體的前凸比后凸明顯
人眼看近物的能力,亦即晶狀體的調(diào)節(jié)能力是有一定限度的,這決定于水晶體變凸的最大限度。隨著年齡的增加,水晶體自身的彈性將下降,因而調(diào)節(jié)能力也隨年齡的增加而降低。眼的最大調(diào)節(jié)能力可用它所能看光天化日物體的最近距離來(lái)表示,這個(gè)距離或限度稱(chēng)為近點(diǎn)。近點(diǎn)愈近,說(shuō)明晶狀體的彈性愈好,亦即它的懸韌帶放松時(shí)可以作較大程度的變凸,因而使距離更近的物體也能成像在視網(wǎng)膜上。例如,8歲左右的兒童的近點(diǎn)平均約8.6cm,20歲左右的成為約為10.4cm,而60歲時(shí)可增大到83.3cm。
由于眼內(nèi)有多個(gè)折光體,要用一般幾何光學(xué)的原理畫(huà)出光線在眼內(nèi)的行進(jìn)途徑和成像情況時(shí),顯得十分復(fù)雜。因此,有人根據(jù)眼的實(shí)際光學(xué)特性,設(shè)計(jì)一些和正常眼在折光效果上相同、但更為簡(jiǎn)單的等效光學(xué)系統(tǒng)或模型,稱(chēng)為簡(jiǎn)化眼。簡(jiǎn)化眼只是一種假想的人工模型,但它的光學(xué)參數(shù)和其它特性與正常眼等值,故可用來(lái)分析眼的成像情況和進(jìn)行其他計(jì)算。常用的一種簡(jiǎn)化眼模型,設(shè)想眼球由一個(gè)前后徑為20mm的單球面折光體構(gòu)成,折光指數(shù)為1.333;外界光線只在由空氣進(jìn)入球形界面時(shí)折射一次,此球面的曲率半徑為5mm,亦即節(jié)點(diǎn)在球形界面后方5mm的位置,后主焦點(diǎn)正相當(dāng)于此折光體的后極。顯然,這相模型和正常安靜的人眼一樣,正好能使平行光線聚焦在視網(wǎng)膜上(圖9-4)。
圖9-4 簡(jiǎn)化眼及其成像情況
n為節(jié)點(diǎn),AnB和anb是兩個(gè)相似三角形;如果物距為已知,就可由物體大小算出物像
大小,也可算出兩三角形對(duì)頂角(即視角)的大小
利用簡(jiǎn)化眼可以方便地計(jì)算出不遠(yuǎn)近的物體在視網(wǎng)膜上成像的大小。如圖9-4所示,AnB和and是具有對(duì)頂角的兩個(gè)相似的三角形,因而有:
其中nb固定不變,相當(dāng)于15mm,那么根據(jù)物體的大小和它距眼的距離,就可算出物像的大小。此外,利用簡(jiǎn)化眼可以算出正常人眼所能看清的物體的視網(wǎng)膜像大小的限度。檢查證明,正常人眼即使在光照良好的情況下,如果視網(wǎng)膜小于5μm,一般就不能引起清晰的視覺(jué)。這說(shuō)明,正常人的視力或視敏度(visualacuity)有一個(gè)限度;要表示這個(gè)限度,只能用人所能看清的最小視網(wǎng)膜的大小,而不能用所能看清的物體大小表示,因?yàn)槲锵裼写笮∨c物體的大小有關(guān),大致相當(dāng)于視網(wǎng)膜中央凹處一個(gè)視錐細(xì)胞的平均直徑(但有些視錐的直徑可小于2μm)。
通常用業(yè)檢查視敏度的國(guó)際通用的視力表,就是近上述原理設(shè)計(jì)的。當(dāng)人眼能看清5m處的一個(gè)圓形或E字形上相距1.5mm的缺口的方向時(shí),按簡(jiǎn)化眼計(jì)算,此缺口在視網(wǎng)膜像中的距離約為5μm(實(shí)際計(jì)算值為 4.5μm),說(shuō)明此眼視力正常,定為1.0;由圖9-4也可以算出,當(dāng)物像為5μm時(shí),由光路形成的兩個(gè)三角形的對(duì)頂角即視角約相當(dāng)于1分度(即1");因此,如果受試者在視角為10分分度時(shí)才能看清相應(yīng)增大了視力表上的標(biāo)準(zhǔn)圖形的缺口(相當(dāng)于國(guó)際視力表上最上面一排圖),則視力定為0.1;在表上還列出視力0.2至0.9時(shí)的逐步減小的圖形;但國(guó)際視力表上對(duì)這些相應(yīng)圖形的大小設(shè)計(jì)是有缺點(diǎn)的,如相當(dāng)于0.2視力的圖形比視力0.1的圖形小1/2,而相當(dāng)于視力1.0的圖形只比視力為0.9時(shí)的圖形小了1/9。這種表示視力方法顯然不利于臨床上表示視力的改善程度,例如由原來(lái)0.9的視力改善為1.0,或由0.1的視力改善為0.2,雖然視力都增加了0.1,但其真正改善的程度并不一樣,因而不能作為統(tǒng)計(jì)處理的數(shù)據(jù)。為了避免這一缺點(diǎn),我國(guó)有人設(shè)計(jì)了一種對(duì)數(shù)視力表(繆天榮,1966),它把國(guó)際視力表上記為1.0的正常視力記為5.0,而將視角為10分度時(shí)的視力記為4.0,其間相當(dāng)于視力4.1、4.2直至4.9的圖形,各比上一排形成的視角小=1.259……倍,而log=0.1;這樣,視力表上不論原視力為何值,改善程度的數(shù)值都具有同樣的意義。
眼的折光能力和調(diào)節(jié)能力異常 正常眼的折光系統(tǒng)在無(wú)需進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下,就可使平行光線聚焦在視網(wǎng)膜上,因而可看清遠(yuǎn)處的物體;經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的眼,只要物體的距離不小于近點(diǎn)的距離,也能在視網(wǎng)膜上形成清晰的像被看清,此稱(chēng)為正視眼。若眼的折光能力異常,或眼球的形態(tài)異常,使平行光線不能在安靜未調(diào)節(jié)的眼的視網(wǎng)膜上成像,則稱(chēng)為非正視眼,其中包括近視、遠(yuǎn)視和散光眼。有些眼靜息時(shí)折光能力正常,但由于水晶體的彈性減弱或喪失,看遠(yuǎn)物時(shí)的調(diào)節(jié)能力減弱,此稱(chēng)為老視。
近視 多數(shù)由于眼球的前后徑過(guò)長(zhǎng)(軸性近視),致使來(lái)自遠(yuǎn)方物體的平行光線在視網(wǎng)膜前即已聚焦,此后光線又開(kāi)始分散,到視網(wǎng)膜時(shí)形成擴(kuò)散開(kāi)的光點(diǎn),以致物像模糊。便近視看近物時(shí),因這時(shí)聚焦的位置較平行光線時(shí)為后,因而眼無(wú)需進(jìn)行調(diào)節(jié)或進(jìn)行較小程度的調(diào)節(jié),就可在視網(wǎng)膜上成像;這就使近視能看清近物,且遠(yuǎn)點(diǎn)比正常眼還要近。糾正近視眼的方法是在眼前增加一個(gè)一定焦度的凹透鏡片,使入眼的平行光線適當(dāng)輻散,以便聚焦位置移后,正好能成像在視網(wǎng)膜上;這樣使遠(yuǎn)物可以看清,而近物則像正常眼一樣,依靠眼睛自身的調(diào)節(jié)能力。近視也可由于眼的折光能力超過(guò)正常,使平行光線成像在位置正常的視網(wǎng)膜之前,這種近視特稱(chēng)為屈光近視。
遠(yuǎn)視 由于眼球前后徑過(guò)短,以致主焦點(diǎn)的位置實(shí)際在視網(wǎng)膜之后,這樣入眼的平行光線在到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)尚未聚焦,也形成一個(gè)模糊的像,引起模糊的視覺(jué)。這時(shí),患者在看遠(yuǎn)物時(shí)就需使自己的調(diào)節(jié)能力,使平行光線能提前聚焦,成像在位置前的視網(wǎng)膜上。由此可見(jiàn),遠(yuǎn)視眼的特點(diǎn)是在看遠(yuǎn)物時(shí)即需動(dòng)用眼的調(diào)節(jié)能力,因而看近物時(shí)晶狀體的凸出差差不多已達(dá)到它的最大限度,故近點(diǎn)距離較正常人為大,視近物能力下降,糾正的方法是戴一適當(dāng)焦度的凸透鏡,使看遠(yuǎn)時(shí)不需晶狀體的調(diào)節(jié)亦能在像在視網(wǎng)膜上,于是通過(guò)調(diào)節(jié)能力就可像正視眼一樣用來(lái)看近物了。
散光 正常眼的折光系統(tǒng)的各折光面都是正球面的,即在球表面任何一點(diǎn)的曲率半徑都是相等的。如果由于某些原因,折光面(通常見(jiàn)于角膜)在某一方位上曲率半徑變小,而在與之相垂直的方位上曲率半徑變大(相當(dāng)于在一個(gè)硬的桌面上輕壓一個(gè)乒乓球時(shí),球面的曲率半徑在垂直的方位上變小,在橫的方位上變大一樣),在這種情況下,通過(guò)角膜不同方位的光線在眼內(nèi)不能同時(shí)聚焦,這會(huì)造成物像變形和視物不清。這種情況屬于規(guī)則散光,可用適當(dāng)?shù)闹骁R糾正,后者的特點(diǎn)正是互相垂直方位上具有不同的曲率半徑,當(dāng)它和角膜的曲率半徑改變大小相抵消時(shí),使角膜的曲率異常得到糾正。
瞳孔指虹膜中間的開(kāi)孔,是光線進(jìn)入眼內(nèi)的門(mén)戶;它在亮光處縮小,在暗光處散大。虹膜由多單位平滑肌構(gòu)成;在瞳孔周?chē)氖黔h(huán)形肌層,受動(dòng)眼神經(jīng)中的副交感神經(jīng)纖維支配,收縮時(shí)使瞳孔縮小,故又稱(chēng)瞳孔括約肌;虹膜的外周部分是輻散狀肌纖維,受由頸部上行的交感神經(jīng)纖維支配,收縮時(shí)使瞳孔散大,故又稱(chēng)瞳孔散大肌。瞳孔的大小可以控制進(jìn)入眼內(nèi)的光量。一般人瞳孔的直徑可變動(dòng)于1.5-8.0mm之間。假定人由光亮處進(jìn)入暗室時(shí)瞳孔直徑可增加5倍,那么瞳孔的受光面積應(yīng)增大25倍;可見(jiàn)瞳孔的變化,有保持在不同光照情況下進(jìn)入眼內(nèi)的光量較為恒定的作用。但暗室中較強(qiáng)陽(yáng)光照射的光照強(qiáng)度實(shí)際減弱約100萬(wàn)倍,因而單靠瞳孔大小的改變,遠(yuǎn)不足以使進(jìn)入眼內(nèi)的光量保持恒定。事實(shí)上,人眼在不同的亮度情況下是靠視網(wǎng)膜中不同的感光細(xì)胞來(lái)接受光刺激的,在暗光處起作用的視桿細(xì)胞對(duì)光的敏感程度要比在亮光處起作用的視錐細(xì)胞大得多,因此在暗處看物,只需進(jìn)入眼內(nèi)光量適當(dāng)增加即可。由此可見(jiàn),通過(guò)改變瞳孔大小以調(diào)節(jié)進(jìn)入眼內(nèi)的光量還是有一定意義的。
瞳孔大小隨光照強(qiáng)度而變化的反應(yīng),是一種神經(jīng)反射,稱(chēng)為瞳孔對(duì)光反射。引起此反射的感受器就是視網(wǎng)膜,傳入纖維在視神經(jīng)中,但這部分纖維在進(jìn)入中樞后不到達(dá)外側(cè)膝狀體,而在在中腦的頂蓋前區(qū)換神經(jīng)元,然后到同側(cè)和對(duì)側(cè)的動(dòng)眼神經(jīng)核,傳出纖維主要是動(dòng)眼神經(jīng)中的副交感纖維,效應(yīng)器也主要是瞳孔約肌。
瞳孔對(duì)光反應(yīng)的特點(diǎn)是效應(yīng)的雙側(cè)性,即如果光照的是一側(cè)眼睛時(shí),除被照眼出現(xiàn)瞳孔縮小外,同時(shí)未受光照拐殊途同歸瞳孔也縮小,后者我為互感性對(duì)光反射。臨床上有時(shí)可見(jiàn)到瞳孔對(duì)光反應(yīng)消失、瞳孔左右不等、互感性瞳孔反應(yīng)消失等異常情況,常常是由于與這些反射有關(guān)的反射綿弧某一部分受損的結(jié)果,因而可以藉瞳孔反應(yīng)的異常幫助進(jìn)行神經(jīng)病變的定位診斷。
房水和眼內(nèi)壓 房水指充盈于眼的前、后房中的液體,其成分類(lèi)似血漿,但蛋白質(zhì)含量較血漿低得多,而HCO3-含量卻超過(guò)血漿;因而房水的總滲透壓也較血漿為高。房水的生成部位在睫狀體脈絡(luò)膜叢,生成后由后房經(jīng)瞳孔進(jìn)入前房,再由鞏膜和角膜結(jié)合處的前房角進(jìn)入鞏膜靜脈竇,最后匯入靜脈系統(tǒng)。房水不斷生成,不斷回收入靜脈,使它在后房和前房之間流動(dòng)不息。據(jù)測(cè)定,正常時(shí)房水的生成速度每分鐘約為2mm3;由于它的生成和回收之間保持著動(dòng)態(tài)平衡,使得眼內(nèi)政黨時(shí)的房水量保持恒定,又由于眼的前、后房容積也是相對(duì)恒定的,于是使其中靜水壓(即眼內(nèi)壓)也保持相對(duì)的穩(wěn)定。據(jù)國(guó)內(nèi)調(diào)查資料,我國(guó)成年人眼內(nèi)壓正常值為2.27-3.2kPa(17-24mmHg),平均2.67kPa(17-24mmHg)。
眼內(nèi)壓的相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)保持眼球特別是角膜的正常開(kāi)頭和折光能力有重要的意義。當(dāng)眼球被刺穿時(shí),可能導(dǎo)致房水流失,眼內(nèi)壓下降,引起眼球變形,角膜也不能保持正常的曲度。人眼的總折光能力與眼內(nèi)折光體都有一定關(guān)系,但最主要的折射發(fā)生在空氣與角膜接觸的界面上。這約占總折光能力的80%。因此,角膜的曲度和形狀的改變將顯著地影響眼的折光能力,嚴(yán)重地影響視力。房水也對(duì)它所接觸的無(wú)血管組織如角膜和晶狀體起著營(yíng)養(yǎng)的作用。房水循環(huán)障礙時(shí)會(huì)造成眼內(nèi)壓過(guò)高,臨床上稱(chēng)為青光眼,可導(dǎo)致角膜、晶狀體以及虹膜等結(jié)構(gòu)的代謝障礙,嚴(yán)重時(shí)造成角膜混濁、視力喪失。
房水生成的機(jī)制目前尚不完全明了。通常認(rèn)為,除了在睫狀體脈絡(luò)膜叢處的毛細(xì)血管靠被動(dòng)濾過(guò)(類(lèi)似在一般毛細(xì)血管的動(dòng)脈端生成組織液,見(jiàn)第四章),使血漿中的水分和鹽類(lèi)透出血管壁生成房水外,還有主動(dòng)過(guò)程的參與,否則就難于解釋房水何以有較血漿中濃度高的HCO3-等鹽類(lèi)離子。用組織化學(xué)的方法證明,睫狀體上皮細(xì)胞含有較多的碳酸酐酶,此酶的作用是使細(xì)胞代謝過(guò)程中產(chǎn)生的CO2和H2O,迅速生成H2CO3,并解離出HCO3-,后者經(jīng)膜上的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程進(jìn)入房水,造成它的房水中的高濃度,這個(gè)高濃度造成的負(fù)電位和高滲透壓還能進(jìn)一步促使血漿中的Na+和水分子進(jìn)入房水。臨床上可以使用碳酸酐酶抑制劑(如乙酰唑胺)減少房水生成,降低眼內(nèi)壓,其作用機(jī)制與上述的房水生成機(jī)制有關(guān)。
來(lái)自外界物體的光線,通過(guò)眼內(nèi)的折光系統(tǒng)在視網(wǎng)膜上形成物像,是視網(wǎng)膜內(nèi)的感光細(xì)胞被刺激的前提條件。視網(wǎng)膜像還有一個(gè)物理范疇內(nèi)的內(nèi)像,用幾何光學(xué)的原理可以較容易地對(duì)它加以說(shuō)明,和外界物體通過(guò)照相機(jī)的中的透鏡組在底片上形成的物像并無(wú)原則上的區(qū)別;但視覺(jué)系統(tǒng)最后在主觀意識(shí)上形成的“像”,則是屬于意識(shí)或心理范疇的主觀印象,它由來(lái)自視網(wǎng)膜的神經(jīng)信息最終在大腦皮層等中樞結(jié)構(gòu)內(nèi)形成。作為感受器生理,重點(diǎn)是視網(wǎng)膜怎樣把物理像轉(zhuǎn)換成視神經(jīng)纖維上的神經(jīng)信號(hào),以及在這些信號(hào)的序列和組合中怎樣包括了視網(wǎng)膜像、亦即外界物體所提供的信息內(nèi)容。應(yīng)該提出,視覺(jué)研究的進(jìn)展雖然較快,但也只是初步的。
視網(wǎng)膜的厚度只有0.1-0.5mm,但結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。它的主要部分在個(gè)體發(fā)生上來(lái)自前腦泡,故屬于神經(jīng)性結(jié)構(gòu),其中細(xì)胞通過(guò)突觸相互聯(lián)系。經(jīng)典組織學(xué)將視網(wǎng)膜分為十層,但按主要的細(xì)胞層次簡(jiǎn)化為四層業(yè)描述,如圖9-5所示。從靠近脈絡(luò)膜的一側(cè)算起,視網(wǎng)膜最外層是色素細(xì)胞層;這一層的來(lái)源不屬神經(jīng)組織,血液供應(yīng)也來(lái)自脈絡(luò)膜一側(cè),與視網(wǎng)膜其他層接受來(lái)自視網(wǎng)膜內(nèi)表面的血液供應(yīng)有所不同;臨床上見(jiàn)到的視網(wǎng)膜剝離,就發(fā)生在此層與其它層次之間。色素細(xì)胞層對(duì)視覺(jué)的引起并非無(wú)關(guān)重要,它含在黑色素顆粒和維生素A,對(duì)同它相鄰接的感光細(xì)胞起著營(yíng)養(yǎng)和保護(hù)作用。保護(hù)作用是除了色素層可以遮繼來(lái)自鞏膜側(cè)的散射光線外,色素細(xì)胞在強(qiáng)光照射視網(wǎng)膜時(shí)可以伸出偽足樣突起,包被視桿細(xì)胞外段,使其相互隔離,少受其他來(lái)源的光刺激;只有在暗光條件下,視桿外段才被暴露;色素上皮的這種活動(dòng)受膜上的多巴胺受體控制。此層內(nèi)側(cè)為感光細(xì)胞層。在人類(lèi)和大多數(shù)哺乳動(dòng)作動(dòng)物,感光細(xì)胞分視桿和視錐細(xì)胞兩種,它們都含有特殊的感光色素,是真正的光感受器細(xì)胞。視桿和視錐細(xì)胞在形態(tài)上都可分為四部分,由外向內(nèi)依次稱(chēng)為外段、內(nèi)段、胞體和終足(圖9-6);其中外段是感光色素集中的部位,在感光換能中起重要作用。視桿和視錐細(xì)胞在形成上的區(qū)別,也主要在外段它們外形不同,所含感光色素也不同。視桿細(xì)胞外段呈長(zhǎng)桿狀,視錐細(xì)胞外段呈圓錐狀。兩種感光細(xì)胞都通過(guò)終足和雙極細(xì)胞層內(nèi)的雙極細(xì)胞發(fā)生突觸聯(lián)系,雙極細(xì)胞一般再和節(jié)細(xì)胞層中的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞聯(lián)系。視網(wǎng)膜中除了這種縱向的細(xì)胞間聯(lián)系外,還存在橫向的聯(lián)系,如在感光細(xì)胞層和雙極細(xì)胞層之間有水平細(xì)胞,大雙極細(xì)胞層和節(jié)細(xì)胞層之間有無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞;這些細(xì)胞的突起在兩層細(xì)胞之間橫向伸展,可以在水平方向傳遞信息,使視網(wǎng)膜在不同區(qū)域之間有可能相互影響;這些無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞還可直接向節(jié)細(xì)胞傳遞信號(hào)。近年來(lái)發(fā)現(xiàn),在視網(wǎng)膜還存在一種網(wǎng)間細(xì)胞,它的細(xì)胞體位于雙極細(xì)胞層和節(jié)細(xì)胞層之間,但突起卻伸到感光細(xì)胞層和雙極細(xì)胞層。如果把感光細(xì)胞經(jīng)過(guò)雙極細(xì)胞到神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的途徑,看作是視覺(jué)信息的初始階段。近年來(lái)還發(fā)現(xiàn),視網(wǎng)膜中除了有通常的化學(xué)性突觸外,還有大量電突觸存在。由此可見(jiàn),視網(wǎng)膜也和神經(jīng)組織一樣,各級(jí)細(xì)胞之間存在著復(fù)雜的聯(lián)系,視覺(jué)信息最初在感光細(xì)胞層換能變成電信號(hào)后,將在視網(wǎng)膜復(fù)雜的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)歷某種處理和改變,當(dāng)視神經(jīng)纖維的動(dòng)作電位序列作為視網(wǎng)膜的最終輸出信號(hào)傳向中樞時(shí),它們已經(jīng)是經(jīng)過(guò)初步加工和處理的信息了。
盲點(diǎn) 由節(jié)細(xì)胞層發(fā)出的神經(jīng)軸突,先在視網(wǎng)膜表面聚合成一整束,然后它透視網(wǎng)膜,在眼的后極出眼球,這就在視網(wǎng)膜表面形成視神經(jīng)乳頭。在乳頭的范圍內(nèi),實(shí)際上沒(méi)有視網(wǎng)膜特有的細(xì)胞結(jié)構(gòu),因而落于該處的光線或視網(wǎng)膜像的組成部分,將不可能被感知,故稱(chēng)為盲點(diǎn)。兩側(cè)視神經(jīng)乳頭在視網(wǎng)膜內(nèi)黃斑或中央凹中心的鼻側(cè)約3mm處。但正常時(shí)由于用兩眼看物,一側(cè)盲點(diǎn)可以被對(duì)側(cè)視覺(jué)補(bǔ)償,人們并不覺(jué)察自己的視野中有一處無(wú)視覺(jué)感受的區(qū)域。盲點(diǎn)的存在可用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的方法來(lái)證明。
圖9-5 視網(wǎng)膜的主要細(xì)胞層次及其聯(lián)系模式圖
圖9-6 哺乳動(dòng)物光感受器細(xì)胞模式圖
根據(jù)對(duì)視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能的研究,目前認(rèn)為在人和大多數(shù)脊椎動(dòng)物的視網(wǎng)膜中存在著兩種感光換能系統(tǒng)。一種由視桿細(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(duì)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(jué),但視物無(wú)色覺(jué)而只能區(qū)別明暗;且視物時(shí)只能有較粗略的輪廓,精確性差,這稱(chēng)為視桿系統(tǒng)或晚光覺(jué)系統(tǒng);另一種由視錐細(xì)胞和與它們有關(guān)的傳遞細(xì)胞等成分組成,它們對(duì)光的敏感性較差,只有在類(lèi)似白晝的強(qiáng)光條例下才能被刺激,但視物時(shí)可辨別顏色,且對(duì)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(chēng)為視錐系統(tǒng)或晝光覺(jué)系統(tǒng)(前述視敏度的測(cè)定實(shí)際是視錐系統(tǒng)視力的測(cè)定)。
證明這兩種相對(duì)獨(dú)立的感光-換能系統(tǒng)存在的主要依據(jù)是:①人視網(wǎng)膜中視桿和視錐細(xì)胞在空間上的分布是不均勻的,愈近視網(wǎng)膜周邊部,視桿細(xì)胞愈多而視錐細(xì)胞愈少;愈近視網(wǎng)膜中心部,視桿細(xì)胞愈少而視錐細(xì)胞愈多;在黃斑中心的中央凹處,感光細(xì)胞全部是視錐而無(wú)視桿細(xì)胞;與上述細(xì)胞分布相對(duì)應(yīng),人眼視覺(jué)的特點(diǎn)正是中央凹在亮光處有最高的視敏度和色覺(jué),在暗外則中央視力較差;相反地,視網(wǎng)膜周邊部則能感受弱光的刺激,但這時(shí)無(wú)色覺(jué)而清晰度較差。②兩種感光細(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),逐級(jí)之間都有一定程度的會(huì)聚現(xiàn)象(參看第十章),但這種會(huì)聚在視錐系統(tǒng)程度較小,在中央凹處甚至可以看到一個(gè)視錐細(xì)胞只同一個(gè)雙極細(xì)胞聯(lián)系,而這個(gè)雙極細(xì)胞也只同一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞聯(lián)系的情況,這種低程度會(huì)聚或無(wú)會(huì)聚現(xiàn)象的“單線聯(lián)系”,顯然是視錐系統(tǒng)有較高的精細(xì)分辨能力的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);與此相對(duì)照,在視桿系統(tǒng)則普遍存在多個(gè)感光細(xì)胞同一個(gè)雙極細(xì)胞聯(lián)系,而多個(gè)雙極細(xì)胞再同一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞聯(lián)系的會(huì)聚式排列;在視網(wǎng)膜周邊部,可看到多達(dá)250個(gè)視桿細(xì)胞經(jīng)少數(shù)幾個(gè)雙極細(xì)胞會(huì)聚于一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的情況;在這種情況下,當(dāng)然不能期待這樣的感覺(jué)系統(tǒng)有高的精細(xì)分辨能力。但這樣的聚合系統(tǒng)卻具有較強(qiáng)的總和多個(gè)弱刺激的能力。③從動(dòng)物各系統(tǒng)特點(diǎn)來(lái)看,某些只在白晝活動(dòng)的動(dòng)物如爬蟲(chóng)類(lèi)和雞等,視網(wǎng)膜全無(wú)視桿而只胡視錐細(xì)胞。而另一些只在夜間活動(dòng)的動(dòng)物如地松鼠和貓頭鷹等,視網(wǎng)膜中只胡視桿而不含視錐細(xì)胞。④視桿細(xì)胞中只含有一種感光色素,即視紫紅質(zhì)(rhodopsin),而視錐細(xì)胞卻因所含感光色素的吸收光譜特性不同而分為三種,這是同視桿系統(tǒng)無(wú)色覺(jué)而視錐系統(tǒng)有色覺(jué)的事實(shí)相一致的。
從上世紀(jì)末開(kāi)始,有人就從視網(wǎng)膜中提取出了一定純度的感光色素即視紫紅質(zhì),它在暗處呈紅色;實(shí)驗(yàn)中還zxtf.net.cn/shiti/可以證明,提取出來(lái)的這種感光色素對(duì)不同波長(zhǎng)光線的吸收光譜,基本上和晚光覺(jué)對(duì)光譜不同部分的敏感性曲線相一致(圖9-7)。這一事實(shí)十分重要,因?yàn)榧热还饩對(duì)某種感光色素的光化學(xué)作用的強(qiáng)度正好與這些光線所引起的視覺(jué)的強(qiáng)度相一致,那就是提示前者可能是后者的基礎(chǔ)。
視紫紅質(zhì)的分子量約為27-28kd,是一種與結(jié)合蛋白質(zhì),由一分子稱(chēng)為視蛋白(opsin)的蛋白質(zhì)和一分子稱(chēng)為視黃醛(retnal)的生色基團(tuán)所組成。視蛋白的肽鏈序列已搞清,它的肽鏈中有7段穿越所在膜結(jié)構(gòu)、主要由疏水性氨基酸組成的α-螺旋區(qū)段,同一般的細(xì)胞膜受體具有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。視黃醛由維生素A變來(lái),后者是一種不飽和醇,在體內(nèi)一種酶的作用下可氧化成視黃醛。提純的視紫紅質(zhì)在溶液中對(duì)500nm波長(zhǎng)的光線吸收能力最強(qiáng),這與人眼在弱光條件下對(duì)光就業(yè)上藍(lán)綠光區(qū)域(相當(dāng)于500nm波長(zhǎng)附近)感覺(jué)最明亮(不是感到了藍(lán)綠色)的事實(shí)相一致(圖9-7),說(shuō)明人在暗視覺(jué)與視桿細(xì)胞中所含視紫紅質(zhì)的光化學(xué)反應(yīng)有直接的關(guān)系。
圖9-7弱光條件下人眼所感到的光譜亮度曲線和實(shí)驗(yàn)條件下
視紫紅質(zhì)對(duì)光譜不同部分的吸收曲線視覺(jué)中最明亮的區(qū)域和視紫紅制裁
吸收能力最強(qiáng)的部分都在500nm的波長(zhǎng)附近
視紫紅質(zhì)在光照時(shí)迅速分解為視蛋白和視黃醛,這是一個(gè)多階段的反應(yīng)。目前認(rèn)為,分解的出現(xiàn)首先是由于視黃醛分子在光照時(shí)發(fā)生了分子構(gòu)象的改變,即它在視紫紅質(zhì)分子中本來(lái)呈11-順型(一種較為彎曲的構(gòu)象),但在光照時(shí)變?yōu)槿葱停ㄒ环N較為直的分子構(gòu)象)。視黃醛分子構(gòu)象的這種改變,將導(dǎo)致視蛋白分子構(gòu)象也發(fā)生改變,經(jīng)過(guò)較復(fù)雜的信號(hào)傳遞系統(tǒng)的活動(dòng),誘發(fā)視桿細(xì)胞出現(xiàn)感受器電位。據(jù)計(jì)算,一個(gè)光量子被視紫紅質(zhì)吸收,就足以使視黃醛分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,導(dǎo)致視紫紅質(zhì)最后分解為視蛋白和視黃醛。視紫紅質(zhì)分解的某些階段伴有能量的釋放,但這看來(lái)不是誘發(fā)感受器電位的直接原因。
在亮處分解的視紫紅質(zhì),在暗處又可重新合成,亦即它是一個(gè)可逆反應(yīng),其反應(yīng)的平衡點(diǎn)決定于光照的強(qiáng)度。視紫紅質(zhì)再合成的第一步,是全反型的視黃醛變?yōu)?1-順型的視黃醛,很快再同視蛋白結(jié)合。此外,貯存在視網(wǎng)膜的色素細(xì)胞層中的維生素A也是全反型的,它們也可在耗能的情況下變成11-順型的,進(jìn)入視桿細(xì)胞,然后再氧化成11-順型的視黃醛,參與視紫紅質(zhì)的合成補(bǔ)充;但這個(gè)過(guò)程進(jìn)行的速度較慢,不是促進(jìn)視紫紅制裁再合成的即時(shí)因素。人在暗處視物時(shí),實(shí)際是既有視紫紅質(zhì)的分解,又有它的合成,這是人在暗光處能不斷視物的基礎(chǔ);光線愈暗,全盛過(guò)程愈超過(guò)分解過(guò)程,視網(wǎng)膜中處于合成狀態(tài)的視紫紅質(zhì)數(shù)量也愈高,這也使視網(wǎng)膜對(duì)弱光愈敏感;相反,人在亮光處時(shí),視紫紅質(zhì)的分解增強(qiáng),合成過(guò)程甚弱,這就使視網(wǎng)膜中有較多的視紫紅質(zhì)處于分解狀態(tài),使視桿細(xì)胞幾乎失去了感受光刺激的能力;事實(shí)上,人的視覺(jué)在亮光處是靠另一種對(duì)光刺激較不敏感的感光系統(tǒng)即視錐來(lái)完成的,后一系統(tǒng)在弱光時(shí)不足以被刺激,而在強(qiáng)光系統(tǒng)下視桿細(xì)胞中的視紫紅質(zhì)較多地處于分解狀態(tài)時(shí),視錐系統(tǒng)就代之而成為強(qiáng)光刺激的感受系統(tǒng)。在視紫紅質(zhì)和再合成的過(guò)程中,有一部分視黃醛被消耗,這最終要靠由食物進(jìn)入血液循環(huán)(相當(dāng)部分貯存于肝)中的維生素A來(lái)補(bǔ)充。長(zhǎng)期攝入維生素A不足,將會(huì)影響人在暗光處的視力,引起夜盲癥。
感光細(xì)胞的外段是進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部位。視桿細(xì)胞外段具有特殊的超威結(jié)構(gòu),如圖9-8所示。在外段部分,膜內(nèi)的細(xì)胞漿甚少,絕大部分為一些整齊的重疊成層的圓盤(pán)狀結(jié)構(gòu)所占據(jù),這圓盤(pán)稱(chēng)為視盤(pán)。每一個(gè)視盤(pán)是一個(gè)扁平的囊狀物,囊膜的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞膜類(lèi)似,具有一般的脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu),但其中鑲嵌著的蛋白質(zhì)絕大部分是視紫紅質(zhì),亦即視桿細(xì)胞所含的視紫紅質(zhì)實(shí)際上幾乎全部集中在視盤(pán)膜中。視盤(pán)的數(shù)目在不同動(dòng)物的視桿細(xì)胞中相差很大,人的每個(gè)視桿細(xì)胞外段中它們的數(shù)目近千;每一個(gè)視盤(pán)所含的視紫紅質(zhì)分子約有100萬(wàn)個(gè)。這樣的結(jié)構(gòu)顯然有利于使進(jìn)入視網(wǎng)膜的光量子有更大的機(jī)會(huì)在外段中碰到視紫紅質(zhì)分子。
圖9-8 視桿細(xì)胞外段的超微結(jié)構(gòu)示意圖
有人用細(xì)胞內(nèi)微電極技術(shù),研究了視桿細(xì)胞外段內(nèi)外的電位差在光照前后的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜未經(jīng)照射時(shí),視桿細(xì)胞的靜息電位只有-30?/FONT>-40mV,比一般細(xì)胞小得多。經(jīng)分析表明,這是由于外段膜在無(wú)光照時(shí),就有相當(dāng)數(shù)量的Na+通道處于開(kāi)放狀態(tài)并有持續(xù)的Na+內(nèi)流所造成,而內(nèi)段膜有Na+泵的連續(xù)活動(dòng)將Na+移出膜外,這樣就維持了膜內(nèi)外的Na+平衡。當(dāng)視網(wǎng)膜受到光照時(shí),可看到外段膜兩側(cè)電位短暫地向超極化的方向變化,由此可見(jiàn),外段膜同一般的細(xì)胞膜不一致,它是在暗處或無(wú)光照時(shí)處于去極化狀態(tài),而在受到光刺激時(shí),跨膜電痊反而向超極化方向變化,因此視桿細(xì)胞的感受器電位(視錐細(xì)胞也一樣),表現(xiàn)為一種超極化型的慢電位,這在所有被研究過(guò)的發(fā)生器或感受器電位中是特殊的,它們一般都表現(xiàn)為膜的暫時(shí)去極化。
光子的吸收引起外段膜出現(xiàn)超極化電反應(yīng)的機(jī)制已基本搞清,這就是光量子被作為受體的視紫紅質(zhì)吸收后引起視蛋白分子的變構(gòu),又激海參了視盤(pán)膜中一種稱(chēng)為傳遞蛋白(transducin)Ct的中介物,后者在結(jié)構(gòu)上屬于G-蛋白家庭的一員,它激活的結(jié)果是進(jìn)而激活附近的磷酸二酯酶,于是使外段部分胞漿中的cGMP大量分解,而胞漿中cGMP的分解,就使未受光刺激時(shí)結(jié)合于外段膜的cGMP由也膜解離而被分解,而cGMP在膜上的存在正是這膜中存在的化學(xué)門(mén)控式Na+通道開(kāi)放的條件,膜上cGMP減少,Na+通道開(kāi)放減少,于是光照的結(jié)果出現(xiàn)了我們記錄到的超極化型感受器電位。據(jù)估計(jì),一個(gè)視紫紅質(zhì)被激活時(shí),可使約500個(gè)傳遞蛋白被激活;雖然傳遞蛋白激活磷酸二酯酶是1對(duì)1的,但一個(gè)激活了的磷酸二酯酶在一秒鐘內(nèi)大約可使4千多個(gè)cGMP分子降解。由于酶系統(tǒng)的這種生物放大作用,就可以說(shuō)明1個(gè)光量子的作用何以能在外段膜上引起大量化學(xué)門(mén)控式Na+通道的關(guān)閉,引起一個(gè)足以為人的視覺(jué)系統(tǒng)所感知的超極化型電變化。
視桿細(xì)胞外段和整個(gè)視桿細(xì)胞都沒(méi)有產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力,由光刺激在外段膜上引起的感受器電位只能以電緊張性的擴(kuò)布到達(dá)它的終足部分,影響終點(diǎn)(相當(dāng)于軸突末稍)外的遞質(zhì)釋放。
視錐系統(tǒng)外段也具有與視桿細(xì)胞類(lèi)似的盤(pán)狀結(jié)構(gòu),并含有特殊的感光色素,但分子數(shù)目較少。已知,大多數(shù)脊椎動(dòng)物具有三種不同的視錐色素,各存在于不同的視錐細(xì)胞中。三種視錐色素都含有同樣的11-順型視黃醛,只是視蛋白的分子結(jié)構(gòu)稍有不同。看來(lái)是視蛋白分子結(jié)構(gòu)中的微小差異,決定了同它結(jié)合在一起的視黃醛分子對(duì)何種波長(zhǎng)的光線最為敏感,因而才有視桿細(xì)胞中的視紫紅質(zhì)和三種不同的視錐色素的區(qū)別。光線作用于視錐細(xì)胞外段時(shí),在它們的外段膜兩側(cè)也發(fā)生現(xiàn)視桿細(xì)胞類(lèi)似的超級(jí)化型感受器電位,作為光-電轉(zhuǎn)換的第一步。目前認(rèn)為視錐細(xì)胞外段的換能機(jī)制,也與視桿細(xì)胞類(lèi)似。
視錐細(xì)胞功能的重要特點(diǎn),是它有辨別顏色的能力。顏色視覺(jué)是一種復(fù)雜的物理-心理現(xiàn)象,顏色的不同,主要是不同波長(zhǎng)的光線作用于視網(wǎng)膜后在人腦引起的主觀印象。人眼一般可在光譜上區(qū)分出紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等七種顏色,每種顏色都與一定波長(zhǎng)的光線相對(duì)應(yīng);但仔細(xì)的檢查可以發(fā)現(xiàn),單是人眼在光譜可區(qū)分的色澤實(shí)際不下150種,說(shuō)明在可見(jiàn)光譜的范圍內(nèi)波長(zhǎng)長(zhǎng)度只要有3-5nm的增減,就可被視覺(jué)系統(tǒng)分辨為不同的顏色。很明顯,設(shè)想在視網(wǎng)膜中存在上百種對(duì)不同波長(zhǎng)的光線起反應(yīng)的視錐細(xì)胞或感光色素,是不大可能的。但物理學(xué)上從牛頓的時(shí)代或更早就知道,一種顏色不僅可能由某一固定波長(zhǎng)的光線所引起,而且可以由兩種或更多種其他波長(zhǎng)光線的混合作用而引起。例如,把光譜上的七色光在所謂牛頓色盤(pán)上旋轉(zhuǎn),可以在人眼引起白色的感覺(jué);用紅、綠、藍(lán)三種色光(不是這三種顏色的顏料)作適當(dāng)混合,可以引起光譜上所有任何顏色的感覺(jué)。這后一現(xiàn)象特別重要;這種所謂三原色混合原理不僅早已廣泛地應(yīng)用于彩色照像、彩色電視等方面,而且被用于說(shuō)明顏色視覺(jué)的產(chǎn)生原理本身。早在上世紀(jì)初,Young(1809)和Helmholtz(1824)就提出了視覺(jué)的三原色學(xué)說(shuō),設(shè)想在視網(wǎng)膜中存在著分別對(duì)紅、紅、藍(lán)的光線特別敏感的三種視錐細(xì)胞或相應(yīng)的三種感光色素,并且設(shè)想當(dāng)光譜上波和介于這三者之間的光線作用于視網(wǎng)膜時(shí),這些光線可對(duì)敏感波長(zhǎng)與之相近兩種視錐細(xì)胞或感光色素起不同程度的刺激作用,于是在中樞引起介于此二原色之間的其他顏色的感覺(jué)。視覺(jué)三原色學(xué)說(shuō)用較簡(jiǎn)單的生物感受結(jié)構(gòu)的假設(shè)說(shuō)明了復(fù)雜的色覺(jué)現(xiàn)象,一般為多數(shù)人所接受;但在實(shí)驗(yàn)中試圖尋找出游同種類(lèi)的視錐細(xì)胞或感光色素長(zhǎng)時(shí)間未獲成功。用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡不能發(fā)現(xiàn)視錐細(xì)胞之間在結(jié)構(gòu)上有什么不同,同時(shí)也未能用一般的化學(xué)方法分離郵不同的視錐感光色素。
70年代以來(lái),由于實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步,關(guān)于視網(wǎng)膜中有三種對(duì)不同波長(zhǎng)光線特別敏感的視錐細(xì)胞的假說(shuō),已經(jīng)被許多出色的實(shí)驗(yàn)所證實(shí),例如,有人用不超過(guò)單個(gè)視錐直徑的細(xì)小單色光束,逐個(gè)檢查并繪制在體(最初實(shí)驗(yàn)是在金公和蠑螈等動(dòng)物進(jìn)行,以后是人)視錐細(xì)胞的光譜吸收曲線,發(fā)現(xiàn)所有繪制出來(lái)的曲線不外三種類(lèi)型,分別代表了三類(lèi)光譜吸收特性不同的視錐細(xì)胞,一類(lèi)的吸收峰值在420nm外,一類(lèi)在531nm外,一類(lèi)在558nm外,差不多正好相當(dāng)于藍(lán)、綠、紅三色光的波長(zhǎng),和上述視覺(jué)三原色學(xué)說(shuō)的假設(shè)相符。用微電極記錄單個(gè)視錐細(xì)胞感受器電位的方法,也得到了類(lèi)似的結(jié)果,即不同單分光引起的超極化型感受器電位的大小,在不同視錐細(xì)胞是不一樣的(圖9-9),峰值出現(xiàn)的情況符合于三原色學(xué)說(shuō)。
圖9-9 人視網(wǎng)膜中三種不同視錐細(xì)胞的光譜相對(duì)敏感性
三原色學(xué)說(shuō)和它的實(shí)驗(yàn)依據(jù),大體上可以說(shuō)明臨床上遇到的所謂色盲和色弱的可能發(fā)病機(jī)制。紅色盲也稱(chēng)第一色盲,被認(rèn)為是由于缺乏對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)光線敏感的視錐細(xì)胞所致;此外還有綠色盲,也稱(chēng)第二色盲,藍(lán)色盲也稱(chēng)第三原色盲,都可能是由于缺乏相應(yīng)的特殊視錐細(xì)胞所致。紅色盲和綠色盲較為多見(jiàn),在臨床上都不加以區(qū)別地稱(chēng)為紅綠色盲;藍(lán)色盲則極少見(jiàn)。色盲患者的顏色不僅不能識(shí)別綠色,也不能區(qū)分紅也綠之間、綠與藍(lán)之間的顏色等。有些色覺(jué)異常的人,只是對(duì)某種顏色的識(shí)別能力差一些,亦即他們不是由于缺乏某種視錐細(xì)胞,而只是后者的反應(yīng)能力較正常人為弱的結(jié)果,這種情況有別于真正的色盲,稱(chēng)為色弱。色盲除了極少數(shù)可以由于視網(wǎng)膜后天病變引起外,絕大多數(shù)是由遺傳因素決定的。
三原色學(xué)說(shuō)雖然比較圓滿地說(shuō)明許多色覺(jué)現(xiàn)象和色盲產(chǎn)生的原因,并已在光感受細(xì)胞的一級(jí)得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí),但并不能解釋所有的顏色視覺(jué)現(xiàn)象,如顏色對(duì)比現(xiàn)象就是一個(gè)例子。試將藍(lán)色的小紙塊放在黃色或其它顏色的背景上,會(huì)覺(jué)得放在黃色背景上那個(gè)藍(lán)紙塊特別藍(lán),同時(shí)覺(jué)得背景也比未放藍(lán)紙塊時(shí)更黃(在我國(guó)北方的黃土高原,當(dāng)春天的風(fēng)造成黃塵蔽日的情況時(shí),會(huì)覺(jué)得平常的日晃燈管的光線變得較藍(lán)了)。這種現(xiàn)象稱(chēng)為顏色對(duì)比,而黃和藍(lán)則稱(chēng)為對(duì)比色或互補(bǔ)色。顏色對(duì)比現(xiàn)象只出現(xiàn)對(duì)比色之間,而不是任意的兩種顏色之間;閷(duì)比色的顏色對(duì)尚有:紅一綠以及黑和白。根據(jù)顏色對(duì)比等不容易用三原色學(xué)說(shuō)圓滿視覺(jué)現(xiàn)象,幾乎是在三原色學(xué)說(shuō)提出的同時(shí)就出現(xiàn)了另一種色覺(jué)學(xué)說(shuō),稱(chēng)為對(duì)比色學(xué)說(shuō)(Hering,1876)。該學(xué)說(shuō)提出在視網(wǎng)膜中存在著三種物質(zhì),各對(duì)一組對(duì)比色的刺激起性質(zhì)相反的反應(yīng)。如前所述,近年來(lái)在視錐細(xì)胞一級(jí)進(jìn)行的研究有利于三原色學(xué)說(shuō)而不利于對(duì)比色學(xué)說(shuō),但后來(lái)在視網(wǎng)膜其它層細(xì)胞進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)卻又符合對(duì)比色學(xué)說(shuō)的推測(cè)。如在金魚(yú)水平細(xì)胞進(jìn)行的微電極研究說(shuō)明,此類(lèi)細(xì)胞和視桿、視錐細(xì)胞不同,既能出現(xiàn)超極化的跨膜電位改變,也能出現(xiàn)去極化型的電位改變,而且在用多種不同色光刺激時(shí)發(fā)現(xiàn),有些水平細(xì)胞在黃光刺激時(shí)出現(xiàn)最大的去極化反應(yīng),在藍(lán)光刺激時(shí)出出現(xiàn)最大的超極化型反應(yīng);另一些水平細(xì)胞則在紅和綠色刺激時(shí)有類(lèi)似的不同反應(yīng)。這些現(xiàn)象是同對(duì)比色學(xué)說(shuō)一致的?磥(lái)可能的是,各以部分色覺(jué)現(xiàn)象為出發(fā)點(diǎn)的兩種色覺(jué)學(xué)說(shuō)都是部分正確的,在視錐細(xì)胞一級(jí),不同色光以引起三種不同視錐細(xì)胞產(chǎn)生不同大小的超極化型電變化進(jìn)行編碼;但到了水平細(xì)胞一級(jí)或其它級(jí)細(xì)胞(包括某些中樞神經(jīng)元),信息又進(jìn)行重新編碼,不同顏色雙可以用同細(xì)胞對(duì)互為對(duì)比色的顏色出現(xiàn)相反形式的電反應(yīng)來(lái)編碼。以上事實(shí)說(shuō)明,顏色視覺(jué)的引起是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程,它需要有從視網(wǎng)膜視錐細(xì)胞到皮層神經(jīng)元的多級(jí)神經(jīng)成分的參與才能完成。
由視桿和視錐細(xì)胞產(chǎn)生的電信號(hào),在視網(wǎng)膜內(nèi)要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)的傳遞,最后才能由神經(jīng)節(jié)細(xì)胞發(fā)生的神經(jīng)纖維以動(dòng)作電位的形式傳向中樞。由于視網(wǎng)膜內(nèi)各種細(xì)胞之間的排列和聯(lián)系非常復(fù)雜,與細(xì)胞間信息傳遞有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)種類(lèi)繁多(除一般神經(jīng)系統(tǒng)中常見(jiàn)的遞質(zhì)外,連同視網(wǎng)膜中已發(fā)現(xiàn)的各神經(jīng)肽類(lèi)物質(zhì),總數(shù)已達(dá)30余種),因而視覺(jué)信息在從感光細(xì)胞向節(jié)細(xì)胞傳遞時(shí),必然要經(jīng)歷種種改變;這實(shí)際就是視網(wǎng)膜本身對(duì)視覺(jué)信息的初步處理,它是在視網(wǎng)膜特定的細(xì)胞構(gòu)筑和化學(xué)構(gòu)筑的網(wǎng)絡(luò)中按照某些規(guī)律進(jìn)行的,但對(duì)這些規(guī)律的了解還是很膚淺的,F(xiàn)在所能初步肯定的是,雙極細(xì)胞、水平細(xì)胞和多數(shù)無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞也同兩種感光細(xì)胞一樣,沒(méi)有產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力(但部分無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞可產(chǎn)生動(dòng)作電位);但這三種細(xì)胞同感光細(xì)胞不同的是,它們?cè)谇耙患?jí)細(xì)胞的影響之下,既能產(chǎn)生超級(jí)化型慢電位,也能產(chǎn)生去極化型慢電位(相當(dāng)于一般神經(jīng)元突觸后膜處的IPSp 和EPSP,見(jiàn)第十章)。所有這些慢電位,只能作電緊張性的擴(kuò)布(參看第二章局部興奮),影響突觸前膜遞質(zhì)釋放量的改變,從而引起下一級(jí)細(xì)胞產(chǎn)生慢電位變化(也包括電突觸性相互影響);只有當(dāng)這樣的慢電位傳遞到神經(jīng)節(jié)細(xì)胞體時(shí),由于后者有產(chǎn)生動(dòng)作電位的能力,當(dāng)兩種形式的慢電位總和的結(jié)果,使節(jié)細(xì)胞的靜息膜電位能夠去極經(jīng)到閾電位水平時(shí),才會(huì)產(chǎn)生“全或無(wú)”式的動(dòng)作電位,作為視網(wǎng)膜的最后輸出信號(hào)傳向中樞(圖9-10)。
圖9-10視網(wǎng)膜各類(lèi)細(xì)胞排列及其產(chǎn)生的電反應(yīng)的類(lèi)型示意圖
只有神經(jīng)節(jié)細(xì)胞能產(chǎn)生動(dòng)作電位
雖然關(guān)于視網(wǎng)膜中信息處理的細(xì)節(jié)還不很清楚,但不妨先把視網(wǎng)膜作為控制論中的“黑箱”來(lái)看待,只對(duì)它的輸入(相當(dāng)于作用于視網(wǎng)膜的光刺激)和它的輸入(相當(dāng)于由視神經(jīng)傳出的動(dòng)作電位序列)進(jìn)行對(duì)照分析,這樣也可以初步理解視網(wǎng)膜信息處理和編碼的最終結(jié)果。首先要記信一個(gè)事實(shí)是,視神經(jīng)中纖維的總數(shù)(亦即節(jié)細(xì)胞的總數(shù)),只有全部感光細(xì)胞的1%。這一簡(jiǎn)單事實(shí)就足以說(shuō)明,視神經(jīng)不可能通過(guò)其纖維“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”地傳遞視網(wǎng)膜中各感光細(xì)胞被光照的情況(中央凹處少數(shù)視錐細(xì)胞例外);因而大多數(shù)視神經(jīng)纖維所傳遞的信號(hào),只能是決定于多個(gè)感光細(xì)胞并因而含較多的信息量。
用小的光點(diǎn)刺激貓視網(wǎng)膜并同時(shí)記錄單條視神經(jīng)纖維動(dòng)作電位的方法表明,發(fā)出視神經(jīng)纖維的節(jié)細(xì)胞大致可分為三類(lèi),分別稱(chēng)為X-、Y-和W-細(xì)胞。X-和Y-細(xì)胞的特點(diǎn)是它們都具有大致呈同心圓式的“中心-周邊感受野”;一個(gè)節(jié)細(xì)胞的感受野在這里指視網(wǎng)膜上某一特定的區(qū)域,當(dāng)后者受到刺激時(shí)可能使該節(jié)細(xì)胞發(fā)生反應(yīng);但這兩種細(xì)胞的感受野都由兩部分構(gòu)成;當(dāng)光線作用于感受野的中心部分時(shí)出現(xiàn)節(jié)細(xì)胞放電增加,而當(dāng)光線作用于環(huán)繞該中心的一定范圍內(nèi)視網(wǎng)膜部分時(shí),反而使該節(jié)細(xì)胞放電減少(圖9-11,上),這是一種類(lèi)型的中心-周邊感受野,這就是當(dāng)感受野的中心部分接受光刺激時(shí)引起節(jié)細(xì)胞放電數(shù)減少,而刺激其周邊部分時(shí),反而引起該細(xì)胞放電增多,這種節(jié)細(xì)胞可稱(chēng)為中心撤光反應(yīng)細(xì)胞(圖9-11,下)。
圖9-11 視神經(jīng)纖維的感受野和放電特征
X-和Y-細(xì)胞都可以有上述兩種類(lèi)型的感受野。它們之間的區(qū)別是,X-細(xì)胞的感受野較小,對(duì)刺激的反應(yīng)是持續(xù)的;Y-細(xì)胞的感受野較大,而反應(yīng)是時(shí)相性的,與刺激呈非線性關(guān)系。在猴子的實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),不同的X-細(xì)胞對(duì)不同波長(zhǎng)的光線反應(yīng)不同,但對(duì)光的強(qiáng)度變化不敏感;而Y-細(xì)胞則對(duì)光照的強(qiáng)度變化敏感,卻對(duì)光線的波長(zhǎng)變化不敏感。至于W-細(xì)胞,它們有較前兩者大得多的感受野,或是在光刺激時(shí)有放電,或是在撤光時(shí)有放電,但對(duì)刺激的反應(yīng)比較遲緩,一般沒(méi)有性質(zhì)相反的周邊視野區(qū)域。從形態(tài)學(xué)上看,X-和X-細(xì)胞主要由雙極細(xì)胞接受輸入,而W細(xì)胞則主要接受無(wú)長(zhǎng)突細(xì)胞的傳入。
上述簡(jiǎn)單的事實(shí)說(shuō)明,每一條視神經(jīng)纖維上的神經(jīng)沖動(dòng)并不簡(jiǎn)單地表示某一部分視網(wǎng)膜受到光照或無(wú)光照,以上述X-為例,它的最強(qiáng)烈放電是出現(xiàn)在其感受野中心部分受到光照、而其外周部分全無(wú)光照(或相反的情況)的時(shí)候;如果中心和外周部同時(shí)受到光照,此節(jié)細(xì)胞的放電反而無(wú)大變化或只少有增加。另外,有事實(shí)說(shuō)明,視網(wǎng)膜像經(jīng)視網(wǎng)膜處理后,已被分解為不同“像素”,如有節(jié)細(xì)胞貢中樞傳輸圖像組成波長(zhǎng)的住處有的傳輸它的不同亮度。這種把感受信息分解為其組成的“要素”,再在感受通路中進(jìn)行“平行”傳輸和處理,在腦的各種感覺(jué)功能的研究中經(jīng)常遇到,但是人的視覺(jué)也和另的感覺(jué)一樣,最復(fù)雜的信息處理和加工發(fā)生在中樞、特別是它的高級(jí)部分。
人從亮處進(jìn)入暗室時(shí),最初看不清楚任何東西,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間,視覺(jué)敏感度才逐漸增主,恢復(fù)了在暗處的視力,這稱(chēng)為暗適應(yīng)。相反,從暗處初來(lái)到亮光處,最初感到一片耀眼的光亮,不能看清物體,只有稍待片刻才能恢復(fù)視覺(jué),這稱(chēng)為明適應(yīng)。
暗適應(yīng)是人眼對(duì)光的敏感度在暗光處逐漸提高的過(guò)程。在進(jìn)入暗室后的不同時(shí)間,連續(xù)測(cè)定人的視覺(jué)閾值,亦即測(cè)定人眼剛能感知的光刺激強(qiáng)度,可以看到此閾逐漸變小、亦即視覺(jué)的敏感度在暗處逐漸提高的過(guò)程。如圖9-12所示,一般是在進(jìn)入暗室后的最初約7分鐘內(nèi),有一個(gè)閾值的明顯下降期,以后又出現(xiàn)閾值的量明顯下降;于進(jìn)入暗室后的大約25-30分鐘時(shí),閾值下降到最低點(diǎn),并穩(wěn)定于這一狀態(tài)。暗適應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制與視網(wǎng)膜中感光色素在暗處時(shí)再合成增加,因而增加了視網(wǎng)膜中處于未分解狀態(tài)的色素的量有關(guān)。據(jù)分析,暗適應(yīng)的第一階段主要與視錐細(xì)胞色素的合成量增加相一致;第二階段亦即暗適應(yīng)的主要構(gòu)成部分,則與視桿細(xì)胞中視紫紅質(zhì)的合成增強(qiáng)有關(guān)。
圖9-12 暗適應(yīng)曲線
。表示用白光對(duì)全眼的測(cè)定結(jié)果
·表示用紅光對(duì)中央凹測(cè)定的結(jié)果(表示視錐細(xì)胞單獨(dú)的暗適應(yīng)曲線,
因中央凹為視錐細(xì)胞集中部位,且紅光不易被視桿細(xì)胞所感受)
明適應(yīng)出現(xiàn)較快,約需一分鐘即可完成。耀眼的光感主要是由于在暗處蓄積起來(lái)的合成狀態(tài)的視紫紅質(zhì)在進(jìn)入亮處時(shí)先迅速分解,因?yàn)樗鼘?duì)光的敏感性較視錐細(xì)胞中的感光色素為高;只zxtf.net.cn/wszg/有在較多的視桿細(xì)胞色素迅速分解之后,對(duì)光較不敏感的視錐細(xì)胞色素才能在亮光環(huán)境中感光。
單眼固定地注視前方一點(diǎn)不動(dòng),這時(shí)該眼所能看到的范圍稱(chēng)為視野。視野的最大界限應(yīng)以它和視軸(單眼注視外界某一點(diǎn)時(shí),此點(diǎn)的像正好在視網(wǎng)膜黃斑中央凹處,連接這兩點(diǎn)的假想線即視軸)所成夾角的大小來(lái)表示。在同一光照條件下,用不同顏色的目標(biāo)物測(cè)得的視野大小不一樣,白色視野最大,其次為黃藍(lán)色,再次為紅色,而以綠色視野為最小。設(shè)想視野的大小除與各類(lèi)感光細(xì)胞在視網(wǎng)膜中的分布范圍有關(guān)外,在細(xì)節(jié)上還缺乏圓滿的解釋。另外,由于面部結(jié)構(gòu)阻擋視線,也影響視野的形狀,如一般人顳側(cè)視野較大,鼻側(cè)視野較小等。臨床醫(yī)生檢查視野,使用特制的視野儀,并用不同顏色的視標(biāo)進(jìn)行檢查,目的在于了解視網(wǎng)膜的普遍感光能力,有時(shí)可藉以發(fā)現(xiàn)較大范圍的視網(wǎng)膜病變。某些視網(wǎng)膜、視神經(jīng)或視覺(jué)傳導(dǎo)路的病變,有特殊形式的視野缺損,在診斷有意義。
將一個(gè)引導(dǎo)電極和角膜接觸,另一個(gè)電極置于額部作為參考電極,當(dāng)給視網(wǎng)膜以廣泛光刺激時(shí),可以在靈敏的電測(cè)量?jī)x器上記錄到一系列電變化,這稱(chēng)為視網(wǎng)膜電圖(electroretinogram)。視網(wǎng)膜電圖在性質(zhì)上不同于同微電極在單一視網(wǎng)膜細(xì)胞成分記錄到的電現(xiàn)象;視網(wǎng)膜電圖是整個(gè)視網(wǎng)膜中各種成分在受到大范圍光照時(shí)的多種電反應(yīng)的綜合反映。它通常由命名為a、b和c的三個(gè)波組成(圖9-13)。據(jù)實(shí)驗(yàn)分析,a波主要來(lái)源于感光細(xì)胞的感受器電位;b波幅度較大,主要與雙極細(xì)胞等細(xì)胞的活動(dòng)有關(guān);c波平緩而持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),可能與色素細(xì)胞層的活動(dòng)有關(guān)。有時(shí)在光照撤除時(shí)還可在緩慢持續(xù)的c波上再出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng),稱(chēng)為d波,產(chǎn)生原因尚不明了。視網(wǎng)膜電圖雖易于測(cè)量和描記,但反映視網(wǎng)膜功能狀態(tài)或病變的特異性不大,目前只發(fā)現(xiàn)少數(shù)疾病時(shí)有特殊的視網(wǎng)膜電圖改變,故在臨床上作用的意義不很大。
圖9-13 貓的視網(wǎng)膜電圖上面直線上的標(biāo)記是給光和撤光時(shí)間
人和高等哺乳動(dòng)物的雙眼都在面部前方,視物時(shí)兩眼視野差不多部分的像又各循自己特有的神經(jīng)通路傳向中樞,但正常人主觀察感覺(jué)上只產(chǎn)生一個(gè)“物”的感覺(jué)。兩眼視物而只產(chǎn)生一個(gè)視覺(jué)形象的前提條件是:由物質(zhì)同一部分的的光線,應(yīng)成像在兩側(cè)視網(wǎng)膜的相稱(chēng)點(diǎn)上。例如,兩眼的黃斑部就互為相稱(chēng)點(diǎn);當(dāng)兩眼注視培墻上一個(gè)小黑點(diǎn)時(shí),由于有眼外肌的調(diào)節(jié),此點(diǎn)就都正好成像在兩側(cè)眼的黃斑上,于是在視覺(jué)中只“看到”一個(gè)點(diǎn);此時(shí)如用手輕推一側(cè)眼球的外側(cè),使此眼視軸稍作偏移,則這時(shí)此眼視網(wǎng)膜上的黑點(diǎn)像就要從黃斑部移開(kāi),落在與對(duì)側(cè)視網(wǎng)膜像非相稱(chēng)的點(diǎn)上,于是會(huì)感到墻上有兩個(gè)黑點(diǎn)存在,這就是復(fù)視現(xiàn)象。顯然,在黃斑部以外,一眼的顳側(cè)視網(wǎng)膜和另一眼的鼻側(cè)視網(wǎng)膜互相對(duì)稱(chēng);而一眼的鼻側(cè)視網(wǎng)膜也與另正好的顳側(cè)視網(wǎng)膜互相對(duì)稱(chēng)。