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视觉

2021-04-06 22:25动植物百科人已围观

简介[拼音]：shijue [外文]：vision 光刺激引起的感觉。是人对外界信息最重要的感觉，人体接受的外界信息有80％来自视觉。履行视觉的器官是眼、视觉通道(视神经、视径、外侧膝体、视放射...

[拼音]：shijue

[外文]：vision

光刺激引起的感觉。是人对外界信息最重要的感觉，人体接受的外界信息有80％来自视觉。履行视觉的器官是眼、视觉通道(视神经、视径、外侧膝体、视放射等)、视中枢（枕叶皮质）。

视觉是一系列物理、分子生物、生物化学、生理、心理过程的综合效应。物体在光照下吸收一部分光又弥射（反射）出另一部分光，后者照入人眼，经屈光媒质（角膜、房水、晶状体、玻璃体）聚焦，在视网膜上成像。构成像的光点透过透明的视网膜内层，到达外层感光细胞──视锥或视杆细胞。感光细胞外节的盘膜借助光敏色素──视紫红质和视紫蓝质吸收光子后分解释出的能量，形成膜电位，发出信号。信号通过突触传递给双极细胞和水平细胞。它们将信号进一步处理后再传递给神经节细胞。信号在节细胞内“编码”，“编码”后的冲动经视神经、视径传递至外侧膝状体，交换神经元后，通过视放射到达大脑枕叶皮质。在这里，信号被“解码”而识别，物体即在意识中被“看见”。视觉功能可分解为光觉、形觉、色觉和立体觉等几个方面。

光觉

视网膜对光的感受是视觉的基础。能被看见的光必须有能引起感光细胞兴奋的足够能量，并持续足够长的时间。物体弥射(反射)出的光子照到视网膜上所携的能量很弱，这就要求感光细胞有较高的敏感度。但是，为了识别物体，物体与其周围的背景之间一定要有足够的对比度，若感光细胞的敏感度过高，使微弱的光能引起强烈的兴奋，物体和背景都将成为一片耀眼的亮光而无法分辨。然而，自然界中光的能量变化范围很大，夜空一颗星星发出的光照到地球上的能量，只有正午太阳光照在地球上能量的 10_-14（ 100亿分之一）。为了适应这种自然现象，人眼的感光细胞分化为视锥和视杆细胞两种。视锥细胞集中在视网膜后极中央部的黄斑区，主要司明亮环境下的视觉，辨色力很强。视杆细胞分布在视网膜的周围部，司黑暗环境下的视觉，但其辨色力很弱。

明亮环境下，眼对光的敏感度较低，这时的视觉功能由视锥细胞完成，称为明适应状态。从黑暗环境进入明亮环境时，要经历一个过程，这个时间很短，约一分钟即可完成。因此，人从暗室中走到阳光普照的户外时，感到阳光眩目，周围景物一片白，约一分钟后，明适应过程完成，感光阈值较高的视锥细胞开始履行视觉功能，周围物体就可看得清楚。反之，当从明亮环境进入黑暗环境时，敏感度低的视锥细胞不能分辨弱光下的物体，因此感到周围一片昏暗，渐渐地才能分辨出周围物体，这个过程称为暗适应过程，所需时间较长，约在30分钟左右才能获得在黑暗环境下的最佳视力。暗适应下，视觉功能由视杆细胞来完成。

视杆细胞在弱光下工作，有赖于一种光敏色素──视紫红质的存在。视紫红质是顺视黄醛（即维生素 A醛与视蛋白的结合物，对光极为敏感，在光照下即被分解而漂白，同时释出能量兴奋视杆细胞。在黑暗中又重新合成，环境愈暗，视紫红质的浓度愈高，视杆细胞的敏感度也愈高。若视杆细胞有病变，或者体内维生素A缺乏，暗适应功能即降低，临床上出现夜盲的症状。

暗适应功能用暗适应计检查。暗适应计的基本原理和方法是先让被检者在明亮光照下充分明适应，然后嘱被检者在全黑环境下注视一个受微光照明的视标，其照明强度可以调节并可读数。开始时，视网膜的敏感度低，对光刺激的阈值高，辨别视标时需要的照明度强，随着时间推移，暗适应过程进行，视网膜对光刺激的阈值降低，辨别视标时需要的照明度渐渐降低。若以时间(分)为横坐标，以辨别视标时的最低光照度的对数值为纵坐标，记录下暗适应过程中视网膜感光阈值的变化，即得到一条暗适应曲线。此曲线在最初数分钟内下降较陡，代表着视锥细胞的暗适应，但其幅度较小。在10～40分钟之间，曲线呈平缓的下降，表现出视杆细胞的暗适应过程。40分钟以后曲线稳定在一平段，这表示充分的暗适应。若暗适应曲线下降缓慢，且不能按时下降至正常人的阈值，则表明有暗适应异常。

形觉

辨别物体轮廓的功能称之为形觉。物体通过眼球的屈光媒质在视网膜上形成倒像。物体上的每一个“点”称之为“像素”，聚焦在视网膜的相应部位上，引起感光细胞的兴奋。对正视眼来说，5m外物体上的每一个“点”，都在视网膜上结像为一个“点”；若物体上的 2个点结像在视网膜上正好落在相隔着一个感光细胞的两个细胞上，它们的兴奋经过视觉通道传递至脑皮质，则可被识别为两“点”;若2个点落在没有间隔的相邻的两个感光细胞上，则不能被分辨为两“点”，而认作稍长一些的“点”（或呈一短线）。依赖上述原理，眼才能辨别物体轮廓而具有形觉的功能。形觉的定量标准称为视敏度，即对细小物体的识别能力。

视网膜后极部相当于眼球视轴处，视锥细胞分布得最为密集，称为黄斑部中心凹，视敏度最高，该处的视力称为中心视力，但其范围极小，仅占10.64'。周边部的视网膜锥体细胞分布较为稀疏，视敏度相对较低，称为周围视力。当眼球固视正前方时，其能感受到形觉的范围，则称为视野。

根据受检者主觉上的感受以测定黄斑区视敏度的方法，称为视力检查，一般用视力表进行（见视功能检查）。

除了视力表以外，还有一些方法可用来检查形觉功能：

（1）干涉条纹视力，当屈光媒质透明度改变（如患有白内障、角膜混浊时），光线不能正常透过媒质、或不能成像时，可利用氦氖激光（或光栅）产生的相干光，从部分透明的媒质照入眼内，在视网膜上形成干涉条纹，此条纹不受屈光媒质成像质量的影响，条纹的宽度和排列方向可用光学机械装置加以调节。若受试者的视网膜功能正常，则可辨别出条纹排列方向，根据能分辨出的最窄条纹，可估算出视网膜的形觉功能。此法常用于预测白内障、角膜移植术手术后的视力恢复效果。

（2）对比敏感度测定，用黑白分明的视标测定视力尚不能全面精确地反映形觉功能。日常生活中，当光线明亮、物体与背景的对比明显时，物体显得清晰；而在光线暗淡、对比不鲜明时，对同样大小的物体的分辨能力就会降低，说明形觉功能不单是物体在视网膜上成像的大小所决定，而与物体与背景的对比度也有关系。研究表明，由于光的衍射作用，一“点”经屈光媒质在视网膜上成像时，并不是绝对清晰的一“点”，在截面上其能量呈常态（高斯）曲线分布，视网膜上不是简单的个别的感光细胞受光刺激而发生的结果。应用微电极技术进行视网膜电生理研究表明，视觉是包括受光刺激的感光细胞、其周围的感光细胞的兴奋状态，以及视网膜的水平细胞、双极细胞、节细胞、整个视路乃至视中枢的功能在内的综合结果。分辨物体的能力与物体的亮度和背景间的反差，也即对比度，有密切关系。对比度为物体最亮处的照明度（L_max）与最暗处的照明度（L_min）之差除以两者之和，即公式符号。当L_min=0时，对比度即为1(100％ )。

对比敏感度测定时应用呈正弦曲线分布的光栅条纹作为测试目标，其条纹不是截然分明的黑和白，而是呈正弦曲线，从黑渐减淡为白，再由白渐增浓为黑，而其对比度可分档调节。条纹的粗细以空间频率表达，空间频率是在每一度视角的空间内出现多少周期的频率变化（空间频率=周/度），如每度内有30对黑白相间的条纹，每一条即相当于 1分视角。正弦光栅可用信号发生器显示在示波屏上，或用激光或光栅产生的干涉条纹。在白纸上印刷一系列不同空间频率（粗细）、不同对比度的条纹，让被检者辨认，较为简单方便，可在临床上应用。记录时以空间频率为X轴，对比度的对数值为Y轴，将被测者能辨清的逐个空间频率条纹的最低对比度，点在坐标上，连接这些点即得一条曲线，在正常眼呈一条凸面向上的曲线，其顶峰相当于3周/度处（图1）。

对比敏感度测定可更敏感地测出形觉障碍，若黄斑区的锥体细胞有 1/3已无功能时用视力表检测视力可仍“正常”，但在对比敏感度检查时曲线有下降。不同的频率区出现的对比敏感度降低可反映出不同部位的视器官损害，如黄斑疾病时，对高空间频率光栅的识别力降低；多发性硬化症病人，对中等空间频率光栅的识别力下降乃至丧失。此法可作为诊断参考，并可用于对弱视的诊断和治疗。

色觉

不同波长的光引起的不同的视觉反应即是色觉。自然界的光来自太阳，太阳光内含有不同波长的光，其中400～750nm波长的光可以引起视觉，从750nm的较长波长至400nm较短波长，依次呈现为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色，构成一连续的光谱。低于400nm波长的光为角膜、房水、晶状体吸收，达不到视网膜，不能引起视觉，称为紫外线。高于750nm波长的光也为屈光介质吸收，称为红外线；而且，体温本身(37℃)使脉络膜、视网膜都发射着红外线，感光细胞在进化过程中就排除了对这些红外线的感受，以免除其干扰对外界事物的感觉，故而也看不见。人眼对颜色的分辨力可分解为三种属性：

（1）色调，即波长不同的光显示出的不同色彩。

（2）亮度，同样波长的光，强度不同时产生亮度的改变。如红色颜料中混入墨汁，其反射光中红光的强度减弱，成为暗红色，但其颜色的基调不变。

（3）饱和度，色光中掺入了白光，其饱和度即降低。如红光中掺入了白光，则呈粉红色，白光比例愈高，粉色愈重，也即饱和度愈低。正常人对色调的分辨力很强，经过实践中的训练还可提高，甚至几个nm的差异即可被分辨。色调再加上亮度、饱和度的变化，使人眼能领略这五彩缤纷、万紫千红的大千世界。

色觉的机理可以用三原色学说为基础来说明。此学说认为红、绿、蓝为三种原色，任何色调都可用这三种原色的光按不同比例混合后得到。而视锥细胞分为三种，每一种分别对红、绿、蓝三种原色最为敏感。任何色调的光成像在视网膜上时，可引起这三种视锥细胞不同程度的兴奋，这些兴奋经过视网膜和视中枢的综合分析，即可激起不同的颜色感。另外，从生活经验和临床实验中证实，对色觉的分辨总是以红—绿、黄—蓝、黑—白这样一系列成对的关系而表现，如注视—红色目标后立即闭眼，会出现一绿色的后像；注视一黄色目标后会出现一蓝色的后像。颉颃学说即是以这一现象而提出的又一种色觉机理。研究证实，三原色的色觉机理，主要表现在视网膜的锥体细胞水平上，而在双极细胞、水平细胞、神经节细胞以及大脑皮质中，色觉的分辨符合颉颃学说的规律（图2）。

色觉检查在临床上常用假同色图，法恩斯沃思—芒塞尔二氏100色测验法，法恩斯沃思D-15色盘检查法。色觉异常可表现为不同的色弱和色盲。

立体感

灵长类动物在长期进化过程中，两眼由侧方移向前方，两眼的视野大部分互相重叠，虽然使视野局限于前面的180°范围内，但补偿了两侧视野中的生理盲点，更重要的是发展了视觉在三维空间中的立体感。

双眼注视一物体时，物体同时在两侧视网膜上成像。若两眼的眼位处于对称状态，此像即投照于两侧视网膜的对应点上。两侧眼的视信号到达枕叶皮质，经过综合处理，两侧视像即在意识中融合而成为一个像。由于物体发出的光，投照入两眼瞳孔时，光束间存在着交角，远处点构成的交角较小，近处点构成的交角较大，两眼的物像虽得到“融合”，实际上还是存有差别，视中枢即根据交角的大小和两侧眼传送来的略有差别的像，得到立体感。

立体感在生活和工作中对判断物体的远近甚为重要，如夹菜、拾取物件、上下楼梯、跨越障碍等动作都要良好的立体感。若仅有一眼有良好视力，无双眼单视能力，或由于幼年发生斜视致大脑无融合功能都不能具有深度感。眼位不对称（斜视）使物像落在两眼视网膜的非对应点上，则发生复视，也丧失深度感（或立体感）。

单眼的立体感可根据生活经验，利用透视原理或采用适当的光影绘制画像而获得，用平行移动头位估测目标距离，也是一种单眼立体感，这是利用头位移动时远近物体相对位移的幅度不同而得到的。

检查立体感可应用同视机、立体视觉检查图等方法。

视觉暂留

闪光刺激视网膜时，当闪光之间的间歇时间较长、即频率较低时，引起间断的闪光感。闪光频率增加至一定界限后，则产生连续光感，此种现象是视觉的暂留功能所造成。闪光融合频率，一般在25次/秒左右。电影、电视、示波器即是依据这一功能而设计成的。

参考文章