什么是视网膜
视杆细胞(rod, R):1.25亿/单眼,视紫红质,对弱光敏感,一个光量子可引起一个细胞兴奋,5个光量子就可使人眼感觉到一个闪光,不能分辨颜色。猫头鹰只有视杆细胞。
光照,视紫红质中的顺式视黄醛变构成全反式视黄醛,视蛋白与之分离,视黄醛在酶作用下还原成Va,在暗处,在酶作用下由全反式生成顺式。构象变化激活了转导蛋白(T)一个光量子所激活的视紫红质分子能与约500个转蛋白的分子相互作用,使信号放大,转导蛋白转而激活磷酸二酯酶(PDE),PDE又使cGMP降解为非活性的GMP,一个PDE分子每秒钟可使2000个cGMP分子分解,cGMP含量的下降,造成了Na+不能再流入细胞内,于是此细胞电位变得更负,超极化的视杆细胞不再继续释放神经递质,递质释放量下降,无论刺激多强,只能给出分级的超极化电位,不产生动作电位(无冲动神经元),经过这一系列级联反应,一个光量子信号放大了约1亿倍。
极细胞(bipolar cell, BC):只能给出分级电位,不产生动作电位。明显的呈现中心和周边同心圆拮抗方式。对感受野中心的光刺激呈去极化,给光——中心双极细胞;对中心光照呈超极化反应,超极化或撤光—中心双极细胞。色拮抗双极细胞
单拮抗细胞:感受野中心对红光最敏感,周边区对绿光最敏感。(心理学)时间色对比现象的神经基础,在注视红色一段时间后,突然观看一张白纸,会感到绿色出现的现象,反之亦然。双拮抗细胞,中心区和周边区刺激波长改变时,反应的极性也会翻转,同时色对比现象,当一灰色区域被一红色区域包围时,灰色区域呈现出绿色,反之亦然。
神经节细胞(ganglion cell, GC):同心圆拮抗式感受野(视系统中的单细胞活动,若受一定的时间和空间构型的光刺激,视网膜某区域而调制时,该区域就称为该细胞的感受野)同心圆拮抗形式,即感受野一般是由中心的兴奋区和周边抑制区所组成的同心圆结构,在功能上是相互拮抗的给光区域:给光时,GC单细胞发放频率升高;撤光区域:撤光时,GC单细胞发放频率升高;on-off:给光、撤光均升高。1965年,Rodieck关于同心圆拮抗式感受野的数学模型高斯分布的性质,高斯差模型(difference of two Gaussians) 。神经节细胞的同心圆拮抗式感受野可以解释心理学中著名的马赫带(Mach band)现象,马赫是19世纪奥地利著名的物理学家:在观察一个亮度渐变的边缘时,发现主观感觉在亮的一端呈现一个特别亮的亮带,在暗的一端呈现一个特别暗的暗带。
感受器细胞的总数是视网膜节细胞的100倍,外膝体神经元则与神经节细胞数目几乎相等,视皮层17区第4层的细胞数几乎为外膝体细胞数的40倍。所以在17区的第4层,即视皮层的信息入口处存在很大的信息处理容量,从而为视皮层内第一级的精细信息加工创造了条件。
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