视网膜的结构和功能

视网膜由具有光化学反应的色素上皮层,视杆和视锥细胞组成的感受细胞层,双极细胞、水平细胞和无足细胞组成的双极细胞层,以及视神经节细胞层四层组织构成。

视网膜上分布有大量的感光细胞,感光细胞中含有丰富的视紫红质蛋白。当感光细胞接收到光信号时,和视黄醛结合的视紫红质被分开,颜色会消退,单独活动的视紫红质发生一系列化学反应,最终在视网膜细胞中产生生物电信号。视网膜中的感光细胞将眼睛受到的光刺激转换为生物机体的电信号,进而对电信号在视网膜中的其他细胞,如双极细胞、水平细胞、无长突细胞等进行信息加工与整合,再传递至视网膜神经节细胞,并通过视觉神经传输到大脑,生物机体就会感觉有了光[13]。

视网膜厚度约为250μm,视觉神经信号在视网膜中有纵向和横向两个维度的信息传递,前者由视感受细胞(即视杆和视锥细胞)、双极细胞和视神经节细胞构成纵向细胞联系群,后者由水平细胞和无足细胞分别在视感受细胞与双极细胞的突触之间、双极细胞与视神经节细胞的突触间形成横向细胞联系群,共同完成视觉信息的传递与初级处理功能。

当外界光线刺激视网膜时,光信号会被视网膜中的中央区和周边区同时感应到,中央区视锥细胞分布较多,而周边区的视杆细胞分布较多。表2-1比较了人类视网膜中的中央区和周边区的视觉特征。通过眼睛进入视网膜的光通量主要由虹膜和瞳孔控制,通常情况下,虹膜上平滑肌伸缩控制瞳孔的大小,瞳孔的直径会随着生物体的行为及心理因素产生相应的变化。瞳孔放大,则有更多的光线到达视网膜,类似照相机中的“光圈”,能够随着光线的强弱而发生变化,对环境的明暗做出反应,自适应地调节光通量,影响眼睛对物体的可视清晰度。生理研究表明,视网膜能够有效地对光强信息进行编码,将其转换为神经脉冲反应。

表2-1　人类视网膜中的中央区和周边区的视觉特征