想象

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October 27, 2021

视觉是通过到达眼睛的光线来解释环境的能力。视觉或视觉是人类和许多其他动物的主要感官能力之一。世界视觉日在十月的第二个星期四庆祝。

一般特性

视觉或视觉之所以成为可能,要归功于一个受体器官,即眼睛,它接收光印象并将其转化为电信号,然后通过光路传输到大脑。眼睛是位于眶腔内的成对器官。它受到眼睑和泪腺分泌物的保护,由于眼球的外在肌肉,它具有向各个方向移动的能力。使视觉成为可能的基本特性是发生在特殊受体细胞中的光敏性,这些受体细胞含有能够吸收光以产生光化学变化的化学物质。当光线进入眼睛时,它穿过角膜、瞳孔和晶状体,到达视网膜,在那里,光的电磁能被转换成神经冲动,通过视神经发送到大脑供视觉皮层处理。在大脑中,发生了复杂的视觉感知过程,因此我们能够感知物体的形状、识别距离、检测颜色和运动。视网膜是眼睛最重要的区域之一,包含对光敏感的称为视杆细胞和视锥细胞的特殊细胞。[1] 视觉系统任何结构的损伤都可能导致失明,即使其余部分不存在任何干扰。例如,在大脑枕骨区受伤引起的皮质失明中,尽管眼睛和视神经没有异常,但会发生视力完全丧失。[2] [3]

历史

关于视觉功能的理论始于前苏格拉底哲学家,根据他们的观点,眼睛是由水和火组成的。根据传统上归因于毕达哥拉斯和欧几里得的主动视觉模型,眼睛发出一束光线,穿过空间并接触物体,从而产生视觉感觉。相反的解释是由德谟克利特和卢克莱修等人捍卫的视觉的被动模型,根据这一理论,物体将自身的图像发送到周围的空间。因此,空气中充满了向四面八方移动的无形图像,眼睛是一种被动的工具,具有捕捉它们的功能。 [4] 视觉感知的科学研究始于公元 965 年出生的阿尔哈森 (Alhacén)。 C. 在巴士拉,但他的想法,拒绝广播理论,他们被西方录取的速度很慢。 Isaac Newton 是 18 世纪的主要追随者和追随者,19 世纪是 Hermann von Helmholtz,一位德国医生,他撰写了 Handbuch der Physiologischen Optik / Treatise on Physiological Optics。在 21 世纪,解释视觉现象的模型是多学科的,因为它们同时考虑了生理、神经和心理方面。眼睛现在被认为是一个受体,而知觉过程主要发生在大脑中。生理光学手册 / 生理光学论文的德国医生作者。在 21 世纪,解释视觉现象的模型是多学科的,因为它们同时考虑了生理、神经和心理方面。眼睛现在被认为是一个受体,而知觉过程主要发生在大脑中。生理光学手册 / 生理光学论文的德国医生作者。在 21 世纪,解释视觉现象的模型是多学科的,因为它们同时考虑了生理、神经和心理方面。眼睛现在被认为是一个受体,而知觉过程主要发生在大脑中。

眼部解剖

眼壁的层次

眼睛是负责接受视觉刺激的器官,它具有高度专业化的结构,是数百万年进化的产物。人眼有三个包膜,从外到内分别是: 外层纤维外衣。它由两个区域组成,巩膜和角膜。巩膜:白色不透明,I型胶原纤维间穿有弹力纤维;无血管,为内部结构提供保护和稳定性。覆盖眼球的大部分,除了一个小的前部区域。角膜:它是巩膜的透明、无血管但高度受神经支配的前部延长部分,在眼前突出。它比巩膜稍厚。中层血管外膜(葡萄膜)。它由三个区域组成:脉络膜、睫状体和虹膜。脉络膜:它是内侧血管被膜的有色后部,与巩膜松散地连接,并通过布鲁赫膜与晶状体分开。睫状体:它是楔形延伸部分,向晶状体突出,位于虹膜(前部)和玻璃体液(后部)之间的眼腔中。虹膜:它是脉络膜有色素的前部延伸,其功能是通过瞳孔的收缩或扩张来调节光线进入眼睛。视网膜或神经外衣。它是眼睛的光敏感部分,包含称为杆和杆的特殊细胞。它由10层组成,从外到内分别称为:色素上皮、锥杆层(受体)、外界膜、外核层、外丛状层、内核层、内丛状层、神经节细胞层、视神经纤维层、内界膜。

组织学和生理学方面

住所

平行光线到达光学正常的眼睛(正视眼)并聚焦在视网膜上。根据动物种类的不同,该方法可以通过增加晶状体和视网膜之间的距离或通过增加哺乳动物中发生的晶状体的曲率或屈光力来解决。[5] 晶状体曲率增加的机制称为住所。当注视附近的物体时,睫状肌收缩,晶状体的悬韧带松弛,使其呈现更凸出的形状,从而增加其会聚力。

视网膜

视网膜有 10 层,光必须穿过几乎所有这些层才能到达视杆细胞和视锥细胞所在的位置,它们是专门接受视觉刺激的细胞,并将这些信号转化为神经冲动,通过视神经,它们将到达大脑进行处理并构建图像、形状、颜色和运动。视网膜有一个复杂的神经元网络,靠近脉络膜的视杆和视锥细胞与双极细胞和神经节细胞建立突触,神经节细胞的轴突会聚并离开眼睛形成视神经。视神经与视网膜血管一起离开眼睛最后部的眼球,在称为视盘的点上,没有视觉受体,这就是它构成盲点的原因。反之,在眼球后极附近还有一个视力较大的点,称为黄斑,外观偏黄,中央凹位于其中,是视网膜的一小部分缺失。杆,但锥体的密度更高。通过将视觉注意力固定在某个物体上,使物体的光线落在中央凹,这是视网膜最敏感的地方。来自物体的光线落在中央凹,这是视网膜最敏感的地方。来自物体的光线落在中央凹,这是视网膜最敏感的地方。

受体细胞

受体细胞是视杆细胞和视锥细胞。视锥细胞与色觉、日视有关,而视杆与夜视有关。人眼中有1亿多根杆,约400万个视锥细胞。每个杆分为外段和内段,内段依次具有核区和突触区。在外段有一些圆盘,它们的膜中含有光敏化合物,它们对光做出反应,引起一系列反应,启动动作电位。

光敏化合物

大多数动物和人类的光敏化合物由一种称为视蛋白的蛋白质和维生素 A1 的醛类视黄酸 1 组成。视紫红质是视杆细胞中的光敏色素,其视蛋白称为视蛋白。视紫质以最大灵敏度捕获 505 nm 波长的光,这种入射光导致视紫质改变其结构构象,产生放大信号的级联反应,并产生将穿过神经纤维的动作电位,并且大脑将解释为光。在人类中存在三种类型的视锥细胞,它们对波长为 440、535 和 565 nm 的光反应更强烈。所有三种类型的视锥细胞都具有 retinen-1,以及在每种视锥细胞中具有特征结构的视蛋白。然后,通过类似于杆的过程,来自这些受体的刺激的神经冲动到达视觉皮层,在那里它们被解释为各种颜色和色调、形状和运动。

视觉神经通路

光线穿过角膜后,穿过虹膜中央的一个孔,称为瞳孔。后来它穿过作为人眼可调节晶状体的晶状体,聚焦在被视觉感受器覆盖的视网膜上。

视网膜内路径

来自视网膜的信息从位于眼睛后部的受体传递到更靠近中心的双极细胞。双极细胞向神经节细胞发送信息。这些轴突连接并进入大脑。其他细胞,称为无长突细胞,从双极细胞接收信息并将其发送到其他双极细胞、无长突细胞和神经节细胞。[6] 各种类型的无长突细胞将信息提炼给神经节细胞,使它们能够对神经节细胞做出特异性反应。形状、运动,以及其他视觉特征。[6]

眼睛和大脑之间的联系

视网膜神经节细胞的轴突聚集在一起形成视神经。视神经在眼睛后极附近出现,向后和向内定向,都向大脑底部会聚,在那里它们结合成一个 X 形结构,即视交叉,从那里,视神经带通向外侧膝状核位于丘脑后部。外侧膝状体核的神经元通过所谓的视辐射将其轴突发送到初级视觉皮层。大约 25% 的视觉皮层表面专门用于分析来自中央凹的信息,中央凹代表视野的一小部分。视觉皮层的神经元回路结合了来自不同来源的信息,并以这种方式整合了比对应于单个神经节细胞的受体场的信息更广泛的信息。从位于大脑枕叶的初级视觉皮层, 将信息传输到颞叶皮层的腹侧视觉电流和将其导向顶叶的背侧视觉电流. [7]

色觉

颜色不是光或反射物体的属性,它是一种大脑感觉。人类通过眼睛中光相互作用的结果看到颜色,通过锥体的眼结构,它检测光子的能量,将感觉传输到大脑。颜色的感知是主观的,取决于大脑分配给某些波长的属性,这样 560 nm 的波长被定义为红色,但实际上红色和任何其他颜色都不存在,只有电磁辐射[8] 原始脊椎动物有 4 种视锥细胞,而人类和灵长类动物有 3 种视锥细胞(获得三色视觉),大多数哺乳动物只有两种视锥细胞,鸟类、爬行动物、海龟和许多鱼类有 4 种视锥细胞,因此色觉比我们的更好。对这种现象的解释是由于最早从爬行动物进化而来的哺乳动物主要是夜行动物,因此进化导致视觉系统降低了对颜色的辨别能力,有利于在低光度条件下提高视力。[9] ]因此,进化导致视觉系统降低区分颜色的能力,有利于提高弱光条件下的视力。[9]因此,进化导致视觉系统降低区分颜色的能力,有利于提高弱光条件下的视力。[9]

视错觉

视错觉是视觉感知的扭曲,使现实看起来与实际不同。因此,感知的图像不同于客观现实。所有的幻想都欺骗了我们,改变了现实。生理性视错觉不是由任何视觉或其他疾病引起的,因为它们是由眼睛、大脑和用于图像传输和处理的神经通路的复杂性引起的。[10]

视觉幻觉

视觉幻觉包括欣赏实际上并不存在的图像。它们可以是简单的幻觉,例如看到闪烁的光点,也可以是复杂的幻觉,其中欣赏更精细的图像,例如实际上并不存在的面部或运动中的人。它们可能因不同的原因而发生,在许多情况下,它们是由于某种类型的损伤造成的,这些损伤会影响将信息从眼睛传输到大脑的大脑通路。一种特殊的形式是回视,其中图像的视觉在物体从视野中移除后仍然存在。有这种症状的人会反复看到他们几小时或几天前目睹的图像或场景。[11]

动物的视觉

在生物中,光的捕捉是一个普遍的元素,可以帮助他们感知周围的环境并检测白天和黑夜之间发生的对比。出于这个原因,他们开发了一系列称为光色素的蛋白质,具有检测光的特定功能。植物对光有敏感度,但没有视觉,因为植物无法感知结构和颜色。[12] 在大多数动物中,视觉是最重要的感觉。有不同种类的视觉器官,从最简单的仅由一些光敏细胞组成的器官,到更复杂的器官,例如存在于头足类动物和脊椎动物中的眼睛。另一种替代设计是昆虫的复眼。所有这些都受到无法改变的光的物理特性的制约。单细胞生物。一些有鞭毛的单细胞生物,例如眼虫科,在鞭毛器的底部有一个称为眼斑的细胞器,它是光敏的。它具有检测光的方向和强度的功能,使细胞可以通过朝向或远离来做出反应。它可以被认为是最简单的生物视觉系统之一 [13] 涡虫。在一些无脊椎动物中,例如涡虫科的蠕虫,检测光的器官非常原始,被称为眼。它由一层含有光敏色素的细胞组成。由于动物有两个,每侧一个,它能够推断光的方向并同步其运动以朝向有阴影的区域 [14] 昆虫。大多数昆虫已经发育出光感受器器官,使它们能够捕捉光线和图像。一个例外是一些适应洞穴和其他地下栖息地的物种,失去了视力。基本上,在昆虫中,已经形成了 2 个视觉系统,单眼或单眼和由一组单眼或全眼形成的复眼。这些可能变得非常复杂,例如,蜻蜓的复眼每个都包含 30,000 个 omnatidia。昆虫的眼睛在很多情况下都能检测到日光的偏振,这种现象有助于它们的定向,[15] 脊椎动物。爬行动物根据物种的不同,爬行动物的视网膜显示出高度可变的锥杆比。夜习蛇只有杆,因为它们通常在弱光条件下捕食,颜色感知并不重要。然而,白天的蛇的视网膜上确实有锥体,因此它们可以检测颜色。在龟类中,锥体占优势,而在鳄鱼中,杆状体更为丰富。[16] 哺乳动物。哺乳动物的眼睛遵循上述人眼的一般特征。然而,每组哺乳动物都有一些特定的适应性。眼睛的位置已根据动物的习性及其进食方式进行了调整,因此,猫等食肉动物的眼睛位于正面位置,以获得更好的双眼视觉,这有助于它们计算距离。去捕捉他们的猎物。然而,作为猎物的食草动物和其他物种将眼睛的位置偏侧化,以扩大视野,更容易发现捕食者。[18] 鸟类。鸟类的视觉对哺乳动物有几种特殊的适应性。眼睛的大小成比例地变大,并且通过允许角膜和晶状体的曲率改变的双重机制进行调节。鸟类的视网膜含有非常丰富的感光细胞,这表明视力非常好,在某些物种中,有两个中央凹,一个位于中央,另一个位于边缘,如鹰、鹰和雨燕。[19] 大多数鸟类是四色的,它们的视锥细胞对紫外线、红色、 [20] 鸽子是五色的,而人类是三色的,因为它们只有三种视锥细胞。

也可以看看

参考

外部链接

维基共享资源在视觉上托管了一个多媒体类别。维基词典有关于视觉的定义和其他信息。ARVO 欧洲视觉感知会议视觉科学协会国家出生缺陷和发育障碍中心视觉注意是一个不连续的过程