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1、生理心理学 第六章 视觉的生理机制一、感知心理概述存在即被感知！存在即被感知！巴克莱巴克莱我思故我在！我思故我在！笛卡尔笛卡尔一、感知心理概述感觉信息的剖析过程感觉信息的剖析过程感觉信息的剖析过程感觉信息的剖析过程（1 1）感受：是通过感受器对物理能量的吸收）感受：是通过感受器对物理能量的吸收）感受：是通过感受器对物理能量的吸收）感受：是通过感受器对物理能量的吸收（2 2）换能：是将物理能量转换成神经元的电）换能：是将物理能量转换成神经元的电）换能：是将物理能量转换成神经元的电）换能：是将物理能量转换成神经元的电化学模式的过程。化学模式的过程。化学模式的过程。化学模式的过程。（3 3）编码：把
2、刺激转换成动作电位序列和组）编码：把刺激转换成动作电位序列和组）编码：把刺激转换成动作电位序列和组）编码：把刺激转换成动作电位序列和组合（信息编码）。合（信息编码）。合（信息编码）。合（信息编码）。（4 4）传导：动作电位序列及其组合由感受器）传导：动作电位序列及其组合由感受器）传导：动作电位序列及其组合由感受器）传导：动作电位序列及其组合由感受器传至中枢。传至中枢。传至中枢。传至中枢。（5 5）处理：时空对比、侧抑制）处理：时空对比、侧抑制）处理：时空对比、侧抑制）处理：时空对比、侧抑制一、感知心理概述神经特殊能量定律：神经特殊能量定律：不论感官如何受到刺激，每种感官神经不论感官如何受到刺激
3、，每种感官神经将导致一种感觉而没有其他感觉将导致一种感觉而没有其他感觉1.每一感官都有相对应的刺激每一感官都有相对应的刺激2.同一刺激作用于不同感官时，将引起同一刺激作用于不同感官时，将引起不同的感觉经验不同的感觉经验3.不同刺激作用于同一感官时，可引起不同刺激作用于同一感官时，可引起同一感官经验同一感官经验一、概述眼睛眼睛心灵的窗户心灵的窗户视觉视觉耗能最大的感觉系统耗能最大的感觉系统 人类可见光波长范围：人类可见光波长范围：380nm760nm一、概述一、概述照相机：1.镜头2.变焦、对焦3.光圈4.感光元件5.处理器二、视觉系统的解剖结构不透明，不允不透明，不允许光线通过许光线通过透明，
4、允许透明，允许光线通过光线通过环形肌肉结构环形肌肉结构虹膜上的小虹膜上的小开口，调节开口，调节光线进入眼光线进入眼睛的多少睛的多少 透明、洋葱样排列透明、洋葱样排列的层状结构的层状结构 由附在其上的睫状由附在其上的睫状肌调节肌调节 其形状的改变，使其形状的改变，使远处和近处的物体都远处和近处的物体都能够在视网膜上聚焦，能够在视网膜上聚焦，形成清晰的图像调形成清晰的图像调节节二、视觉系统的解剖结构无色透明的无色透明的胶状物质胶状物质二、视觉系统的解剖结构二、视觉系统的解剖结构光线通路：光线通路：角膜角膜 瞳孔瞳孔 晶状体晶状体视神经视神经 视网膜视网膜 玻璃体玻璃体 感光细胞感光细胞 视杆细胞，
5、视杆细胞，1.2亿亿 视网膜视网膜 视锥细胞，视锥细胞，600万万二、视觉系统的解剖结构1.视锥细胞视锥细胞负责日间视觉负责日间视觉提供环境中细小特征的信息，提供环境中细小特征的信息，保证视觉的清晰度保证视觉的清晰度/敏度敏度与色觉有关分辨不同波长光与色觉有关分辨不同波长光线的能力线的能力二、视觉系统的解剖结构二、视觉系统的解剖结构2.视杆细胞视杆细胞对光更敏感，在昏暗环境中，视觉对光更敏感，在昏暗环境中，视觉主要由视杆细胞提供主要由视杆细胞提供3.视盘视网膜上另一个特征结构视盘视网膜上另一个特征结构神经节细胞的轴突汇聚一起，通过神经节细胞的轴突汇聚一起，通过视神经离开眼球视神经离开眼球没有任
6、何感光细胞，形成盲点没有任何感光细胞，形成盲点二、视觉系统的解剖结构4.黄斑黄斑视觉最敏锐视觉最敏锐, 只有视锥细胞与一只有视锥细胞与一个双极细胞、一个神经节细胞个双极细胞、一个神经节细胞5.双极神经元双极神经元双极细胞连接视锥细胞、视杆双极细胞连接视锥细胞、视杆细胞，将视冲动通过神经节细细胞，将视冲动通过神经节细胞传出胞传出三、视觉信息的编码 感光色素感光色素埋藏于小盘膜内的特殊分子，人类埋藏于小盘膜内的特殊分子，人类一个视杆细胞中大约有一个视杆细胞中大约有1000万个。万个。由视蛋白（一种蛋白）和视黄醛由视蛋白（一种蛋白）和视黄醛（一种脂质）构成。维生素（一种脂质）构成。维生素A是视黄是视
7、黄醛前身。醛前身。视杆细胞的感光色素视紫红质，暴视杆细胞的感光色素视紫红质，暴露于光线后，分解为视蛋白和视黄露于光线后，分解为视蛋白和视黄醛醛三、视觉信息的编码视杆细胞的感光机制视杆细胞的感光机制视杆细胞的感光机制视杆细胞的感光机制 感光色素感光色素感光色素感光色素 （11-11-顺型视黄醛和视蛋白组合而成）顺型视黄醛和视蛋白组合而成）顺型视黄醛和视蛋白组合而成）顺型视黄醛和视蛋白组合而成） 光照光照光照光照 11-11-顺型视黄醛顺型视黄醛顺型视黄醛顺型视黄醛 全反型视黄醛全反型视黄醛全反型视黄醛全反型视黄醛 ( (较为弯曲的构象较为弯曲的构象较为弯曲的构象较为弯曲的构象) () (较为直的
8、分子构象较为直的分子构象较为直的分子构象较为直的分子构象) ) 视蛋白分子变构视蛋白分子变构视蛋白分子变构视蛋白分子变构 感光细胞出现感受器电位（超极化）感光细胞出现感受器电位（超极化）感光细胞出现感受器电位（超极化）感光细胞出现感受器电位（超极化） 双极细胞兴奋双极细胞兴奋双极细胞兴奋双极细胞兴奋四、颜色编码（一）多色说（二）三原色说（Thomas Young，1802）眼睛有三种不同的眼睛有三种不同的感受器，分别对三种感受器，分别对三种不同的色调敏感不同的色调敏感。四、颜色编码 三色理论三色理论验证：对高等灵长类动物视网膜的验证：对高等灵长类动物视网膜的生理学研究发现色觉由三种视锥细生理学
9、研究发现色觉由三种视锥细胞负责。胞负责。每种视锥细胞中含有的视蛋白决定每种视锥细胞中含有的视蛋白决定了吸收何种波长的光了吸收何种波长的光视锥细胞有分别含有视锥细胞有分别含有感红光色素感红光色素、感绿光色素感绿光色素、感蓝光色素感蓝光色素三种。三种。四、颜色编码若若红红、绿绿、蓝蓝三种视锥细胞兴奋程度三种视锥细胞兴奋程度=1 1 1白色觉白色觉; 若若红红、绿绿、蓝蓝三种视锥细胞兴奋程度三种视锥细胞兴奋程度=4 1 0红色觉红色觉; 若若红红、绿绿、蓝蓝三种视锥细胞兴奋程度三种视锥细胞兴奋程度=2 8 1绿色觉。绿色觉。1967年Ragnar Arthur Granit, Halden Keff
10、er Hartline以及George Wald 以他們对于视觉机制的研究共享诺贝尔奖的殊荣。1981年David Hunter Hubel 以及 Torsten N. Wiesel诺贝尔奖得主视觉系统。色弱：对色调的辨别能力下降色弱：对色调的辨别能力下降全色盲：没有视椎细胞或者视椎细胞的信全色盲：没有视椎细胞或者视椎细胞的信息传递不到皮层息传递不到皮层四、颜色编码三种视锥细胞异常色觉缺陷三种视锥细胞异常色觉缺陷红色盲：不能分辨红和绿，世界只有黄红色盲：不能分辨红和绿，世界只有黄和蓝；视敏度正常说明并不缺乏红绿视和蓝；视敏度正常说明并不缺乏红绿视视锥，只是红视锥细胞中填充视绿视锥视锥，只是红视
11、锥细胞中填充视绿视锥细胞的视蛋白细胞的视蛋白绿色盲：绿视锥细胞中填充红视锥细胞绿色盲：绿视锥细胞中填充红视锥细胞的视蛋白的视蛋白蓝色盲：蓝色盲：1个个/10000人，缺乏蓝视锥，人，缺乏蓝视锥，难看到短波长的色调，世界由红和绿构难看到短波长的色调，世界由红和绿构成。成。四、颜色编码 色盲的遗传：色盲的遗传： 色盲属于伴性遗传色盲属于伴性遗传,色盲基因与它的色盲基因与它的等位基因（正常基因）只位于等位基因（正常基因）只位于X染色染色体上，而在体上，而在Y染色体上都没有。色盲染色体上都没有。色盲基因是隐性的（用基因是隐性的（用b表示），与之相表示），与之相对应的正常基因是显性的（用对应的正常基因是
12、显性的（用B表示）表示）,男性只有一个男性只有一个X染色体，只要是在染色体，只要是在X染色体上有隐性色盲基因染色体上有隐性色盲基因b，就会表，就会表现出来而患色盲症。现出来而患色盲症。四、颜色编码视觉后像 对对“三原色说三原色说”的疑惑：的疑惑： （三）对比色说（三）对比色说（Hering，1878）1.红对绿红对绿2.黄对蓝黄对蓝3.白对黑白对黑四、颜色编码两种学说的统一：两种学说的统一：1.在视锥细胞层面，在视锥细胞层面，遵循三元色说遵循三元色说2.在换能后的神经元在换能后的神经元层面，遵循对比色说层面，遵循对比色说四、颜色编码1.1.视野视野(1)(1)概念概念：指单眼固定不：指单眼固定
13、不动注视前方一点时动注视前方一点时, ,该眼该眼所看到的空间范围。所看到的空间范围。范围范围：(1)(1)单眼视野的下方上单眼视野的下方上方；颞侧鼻侧。方；颞侧鼻侧。(2)(2)色视野的白色黄蓝色视野的白色黄蓝红色绿色。红色绿色。 绿绿红红蓝蓝白白生理盲点投射区位于视野的颞侧生理盲点投射区位于视野的颞侧1515处。处。1668年年lAbbe Edme Mariotte 发现盲点。发现盲点。五、视觉现象的神经基础2.2.感受野感受野：能引起神经元反应的那部分：能引起神经元反应的那部分视野就是该神经元细胞的感受野。视野就是该神经元细胞的感受野。（1）简单细胞：小感受野，用于察觉图）简单细胞：小感受
14、野，用于察觉图形边界线形边界线（2）复杂细胞：中感受野，用于察觉边）复杂细胞：中感受野，用于察觉边角和运动角和运动（3）超复杂细胞：大感受野，用于感觉）超复杂细胞：大感受野，用于感觉形体、运动和角度形体、运动和角度五、视觉现象的神经基础 3.3.双眼视觉双眼视觉: : 概念概念：指双眼同视一物体时的视觉。：指双眼同视一物体时的视觉。 特点特点：双眼视觉是由于来自物体同一部位的光线，成像双眼视觉是由于来自物体同一部位的光线，成像于两侧视网膜的于两侧视网膜的“对称点对称点”上，经视觉中枢整合后上，经视觉中枢整合后只产生一个只产生一个“物体物体”的感觉；的感觉；双眼视觉的视野大部分重叠双眼视觉的视野
15、大部分重叠,互相弥补互相弥补, 故无生故无生理盲点投射区理盲点投射区;双眼视觉视野比单眼视觉大得多双眼视觉视野比单眼视觉大得多;双眼视觉能增加对物体距离、三维空间的判断准双眼视觉能增加对物体距离、三维空间的判断准确性确性,从而形成立体感。从而形成立体感。五、视觉现象的神经基础视皮质细胞的双眼性：被两眼的刺激视皮质细胞的双眼性：被两眼的刺激所兴奋所兴奋1.1.同一细胞在两眼视野中的感受野处同一细胞在两眼视野中的感受野处于严格的相应位置于严格的相应位置2.2.两眼感受野的最佳朝向相同两眼感受野的最佳朝向相同3.3.两眼的信号叠加，但一只眼往往占两眼的信号叠加，但一只眼往往占优势优势五、视觉现象的神
16、经基础1.1.视觉失认症：可以感知，无法识别视觉失认症：可以感知，无法识别 面容失认症：无法辨认特定人的面面容失认症：无法辨认特定人的面容容2.2.运动盲：能看见物体，但无法判断运动盲：能看见物体，但无法判断运动运动3.3.盲视：盲视：“第六感？第六感？”“”“视而不见视而不见”？“潜意识视觉？潜意识视觉？”六、视觉神经障碍1.简述感觉信息的剖析过程简述感觉信息的剖析过程2.简述神经特殊能量定律简述神经特殊能量定律3.视视杆杆细细胞胞和和视视锥锥细细胞胞在在功功能能上上有有何何区区别别？4.简简述述三三原原色色理理论论和和对对比比色色理理论论的的主主要要观观点点5.简述红色盲和绿色盲产生的生理机制简述红色盲和绿色盲产生的生理机制6 6. .名名词词解解释释：视视网网膜膜、视视紫紫红红质质、视视皮皮质质细胞的眼优势、视觉失认症、运动盲细胞的眼优势、视觉失认症、运动盲 本章要点：
