浅谈眼球结构及其光学-视觉-神经系统:
眼睛作为一个光学系统,与照相机有许多相似之处。眼屈光系统成像从总体上来说是凸透镜成像,外界光线经过眼屈光介质(角膜、房水、晶状体、玻璃体)一系列的折射和反射,最终成像于视网膜上,物距与眼内像距成反比。
眼睛作为身体的组成部分之一,是参与视觉形成的的主要器官,下面介绍眼球主要的光学结构:
1.角膜,眼球最前面的高透明结缔组织,其切面呈月牙形,直径约为12mm,中央厚度约为0.5~0.6mm,是眼球屈光里最大的光学结构,所以近视手术都是在角膜上做削切。
2.前房,角膜后表面与虹膜晶状体之间的空腔是前房,其中充满无色液体---房水,前房深度约为3mm。如果用眼过度,晶状体前凸,前房便会变浅,每减少1mm,眼的总屈光度增加.4D(140度)。所以过度的、不当的用眼,近视的风险会更大!
3.巩膜和瞳孔,巩膜的环形开口是瞳孔,它主要是调节进去眼内的光通量。
瞳孔的大小直径对人眼的像差有重要的影响,像差随着瞳孔直径的增加而增大,所以看书阅读不要在光线暗淡的环境中进行,为了看清书本,瞳孔会扩大让更多的光线进入,这样又产生了高阶像差,眼睛会使用更多的调节来消除模糊,这样眼睛负担更重,视疲劳长期得不到缓解,就会导致近视等视力问题。
4.晶状体和玻璃体,晶状体是一个高度复杂的组织结构,由放射状的纤维层构成。晶状体不仅能平衡眼屈光力,而且能对不同距离的物体产生聚焦,这种聚焦能力称为调节。人眼能看清远处的物体,又能看清近距离的物体,就是晶状体在睫状肌的影响下不断改变形状的结果。
玻璃体是一种透明的凝胶,它与房水的化学组成相近,主要起到支撑眼球的作用。
5.视网膜,它是一层菲薄而又高度复杂的结构,贴附于眼球后壁。视网膜是光学系统成像的幕布,它是一个凹形的球面。
从整体上来说,视网膜分辨率是不均匀的,黄斑区直径约为1.5mm圆形区域,中央有一个小凹,称之为中心凹,这里有最强的分辨率,中心凹全部由视锥细胞占据,当物体引起视觉注意时,双眼会自然转动使物体成像于中心凹。
什么是视觉系统?
视觉系统指的是人类视觉感知过程中涉及的各种生理和心理机制的总称。它是指人类视觉器官---眼睛,以及视觉处理的神经网络和心理学认知过程等多个方面组成的综合体系。
视觉系统可以分为前端视觉和后端视觉两部分。前端视觉包括光学成像、视网膜细胞的感受和初级视觉皮层的处理等过程。在这些过程中,光线从物体表面反射进入眼睛,经过角膜、晶状体和玻璃体的折射、散射和调节,最终被聚集在视网膜上。
视网膜的感受细胞将光能转化为神经信号,并传递到大脑中央处理视觉信息的神经元中。后端视觉则包括中枢神经系统的高级处理,如形状、颜色、运动等的分析和解释,以及对于视觉信息的记忆和识别。
视觉系统是人类最重要的感觉器官之一,其复杂程度和运作机制的多样性一直是心理学、神经科学和认知科学等多个领域研究的重点。对于视觉系统的深入研究,不仅可以帮助人们更好地理解视觉知觉的本质和运作机制,还可以推动人工智能和计算机视觉等领域的发展。
视神经系统:
视网膜的神经纤维。始于视网膜的节细胞,神经纤维到盲点后,穿出巩膜筛状层成为视神经。视神经是第2对脑神经,属感觉神经。它于眶内行向后内,在眶尖穿过视神经孔入颅中窝,经视交叉、视束入脑。视神经外被硬膜、蛛网膜和软膜。在硬膜和蛛网膜之间的腔隙为硬膜下腔;蛛网膜和软膜之间为蛛网膜下腔,内容脑脊液。三层膜均为脑膜的连续。软膜紧贴在视神经周围,伸出的结缔组织小梁和视神经内的神经胶质细胞一起组成中隔,把视神经分隔成很多神经纤维束。在视神经的中轴,有中央动脉和中央静脉。在中央隔中,有毛细血管。视神经的功能主要是传导视觉冲动。
功能 特殊感觉 (特殊躯体传入)——视觉。视神经是由视网膜节细胞的轴突组成 。视神经外周被脑膜包绕,且蛛网膜下隙充满脑脊液。视网膜中央动脉和静脉穿过脑膜后与视神经前段伴行。视神经起自于视网膜节细胞,其轴突穿过视神经盘深部的巩膜 (眼球壁纤维层不透明部)。视神经向后内方经过眼眶 (眼窝) 后出视神经管进入颅中窝形成视交叉。鼻侧半 (内侧半) 的纤维在视交叉处交叉到对侧,与未交叉的颞侧(视网膜外侧半)纤维会合形成视束。视神经纤维的交叉是形成双侧视觉和立体视觉 (三维) 的基础。每一侧视网膜的鼻侧纤维交叉至对侧,而颞侧纤维不交叉。因此,双侧视网膜右侧半纤维形成右侧视束,双侧视网膜左侧半纤维形成左侧视束。视交叉的形成使右侧视束可以传递左侧视网膜信息,反之亦然。当一个人双眼向前平视时所看到的范围为视野 (Hutchins和Corbett)。视束的大部分纤维终止于丘脑的外侧膝状体。外侧膝状体发出纤维至大脑枕叶视皮质。
总结:眼睛与大脑关系就是大脑的直属器官。眼睛是一种思考器官。大脑的信息80%来自于视觉。
视觉神经科学领域的研究成果显示,人脑活动总量的近2/3都用于支持视觉功能。
大约1/3的脑部神经元专门处理视觉信息,还有1/3的神经元同时处理视觉和其他感官信息,最后1/3的神经元处理剩下的各类信息。
因此,视觉激活大脑神经。生理视力复健就是复健大脑。