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《人类感觉之谜——百感交集》

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眼球外层覆盖着透明的角膜和瓷白色的巩膜,角膜用来折光,巩膜起到支撑和保护作用。光线穿透角膜,照见里面清澈的房水(提供营养给眼内组织的液体,也参与折射光线)。经过角膜和房水折射的平行光汇聚成光束,穿过虹膜中央的瞳孔。虹膜如它的名字一样,可以是五颜六色的,包括蓝色、绿色、琥珀色、铅灰色、淡紫色……作为黄种人,我们的虹膜多为棕褐色。虹膜的作用是调节瞳孔的大小,一如相机的光圈。在它的基质层,分布有环形的瞳孔括约肌和辐射状的散瞳肌,能根据光线强弱、情绪变化来调节瞳孔孔径。中午时分,瞳孔会发生收缩,让进入瞳孔的光线减少,于是我们觉得阳光没有那么刺眼。傍晚天色昏暗之后,瞳孔便会放大,进入瞳孔的光线增多,眼睛的分辨能力得以增强。瞳孔可以比喻成心灵的窗户,高兴的时候,瞳孔因交感神经兴奋而散大,于是炯炯有神地打量面前的人或物。厌倦的时候,瞳孔因副交感神经兴奋而缩小,恨不得“对面不相识”。据说精明的商人可以通过顾客瞳孔的变化判断他对货物的喜爱程度,谈判专家也会刻意观察对方的瞳孔,因为人可以掩饰面部表情,却无法指挥瞳孔。

穿过瞳孔的光线遇见了晶状体,它就像是一面悬于瞳孔正后方的凸透镜,对光线再次进行强有力地折射。晶状体中央厚、周围薄,其凸起的弧度由悬韧带调节。看近物时,睫状肌向中央收缩,悬韧带松驰,晶状体变凸,折光能力增强;看远物时,睫状肌舒张,悬韧带收紧,晶状体变平,折光能力减弱。我们年轻的时候,晶状体弹性很好,看远看近随心所欲。年纪大了之后,晶状体的弹性会下降,于是出现了所谓的“老花眼”,无法在看近物时达到正常的折光效果。有些人想当然地认为,近视的人年纪大了之后不会再老花。非也,两者原因不同,不能抵消,这类人士乃是既近视又老花。

光线透过晶状体继续前进,遇到一大团胶冻状的玻璃体。玻璃体无色透明,对眼球起填充作用,同时也折射光线。光线经过四次折射之后,终于聚焦在视网膜上。视网膜起源于胚胎的神经管,也可以说是脑的外延部分或称外周脑,视网膜本身就是由大量感光细胞构成的复杂网络。它像布满了星斗的夜空,在黑暗中熠熠生辉。那些“星斗”——尖的叫视锥细胞,用来感受明亮的光线;长的叫视杆细胞,在昏暗的光线中感觉物体的轮廓。700万个视锥细胞和1.2亿个视杆细胞集中于两只视网膜的方寸之地,比电视机和照相机的构造精细多了。

光线经过视网膜的感光细胞,就变成了感受器电位,这个过程称为“光电换能”。换能原理非常复杂,以视杆细胞为例,首先,感光色素视紫红质吸收光子,化学结构发生改变。未感光的视紫红质呈紫红色,感光后的视紫红质呈乳白色,很像照相机胶卷的感光过程。这个原理有时在破案中会起作用:假如受害人在暗处而凶手在明处,受害人的视网膜上可能留下凶手的影子!感光色素经过感光后,会激活在细胞内信号传导途径中起着重要作用的G蛋白,被激活的G蛋白与PDE二聚体偶联并表现出酶的活性,从而促使环鸟苷酸(cGMP)水解。cGMP的浓度下降,使cGMP门控通道关闭,Na+和Ca2+内流减少,形成超极化感受器电位。感受器电位的形成意味着“光能”转变成“电能”,以电能的形式在神经纤维上传导。

视锥细胞的换能机制与视杆细胞相似,不同之处在于,视锥细胞含有感受红、绿、蓝三原色的感光色素,分别吸收三种不同的光谱。当其中一种感光色素受刺激时,感受到相应的颜色,如感红光色素受刺激时将获得红色觉;两种感光色素受刺激时,感受到调和的颜色,如感红光色素和感绿光色素受刺激时将获得黄色觉;三种感光色素受刺激时,感觉到更加丰富的粉紫、湖绿、灰蓝、玫红……而三种感光色素受等量刺激时,感受到的是白色。视锥细胞只能在较强的光照下发挥作用,因此到了白天,万物色彩纷呈,大地光彩重生。视杆细胞则是在弱光下起作用,它的分辨率低且没有色觉,但是可以将光信号汇集和放大,到了夜晚方显身手。

视网膜上除了视锥细胞和视杆细胞之外,还有双极细胞、无长突细胞、神经节细胞构成的“集成电网”。它们将视锥和视杆细胞“光能换能”后形成的感受器电位,加工后汇聚到视神经上。视神经就像一股粗壮的电缆,携带着视觉信号穿出视网膜,穿过眼球的附属结构,进入颅腔,沿着视交叉、视束、外侧膝状体一路上行,终止于视皮层。在视皮层,视觉信息将被加工整理,形成真正的视知觉。

视神经穿出视网膜的部位,是没法安置感光细胞的,于是构成了生理盲点。在一场车祸中,肇事司机坚持称被撞倒的行人落入了他眼中的盲点。这是不可能的。因为人类的两只眼睛相互代偿,左眼的盲点投射区被右眼补偿了。而且眼球不停地运动,行人不可能始终处于狭小的盲点投射区中。即使单眼凝视正前方不动,大脑也会对视觉图像进行处理,让人忽略盲点的存在。你可以用一个简单的实验发现自己的盲点:本页下方有两个点,将左侧的点摆在右眼的正前方20厘米处,遮住左眼,将书慢慢拿近,而眼球不要转动,忽然之间,右侧的点奇迹般地消失了——它进入了盲点的投射区。

发布时间:2013年08月30日 14:33 来源:科学出版社 编辑:代影 打印