视觉通路信息传递详述

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1、神经系统对视觉信息的处理和传递一、简介狗为什么一听见铃声就分泌唾液？人们是怎样学习、记忆的？这些神奇的现象是如何发生，而神奇的背后就是科学家努力探索大脑发现的。神经科学几乎包括了自然科学的方方面面，神经系统（nervoussystem）是机体内起主导作用的系统。内、外环境的各种信息，由感受器接受后，通过周围神经传递到脑和脊髓的各级中枢进行整合，再经周围神经控制和调节机体各系统器官的活动，以维持机体与内、外界环境的相对平衡。人体各器官、系统的功能都是直接或间接处于神经系统的调节控制之下，神经系统是整体内起主导作用的调节系统。人体是一个复杂的机体，各器官、系统的功能不是孤立的，它们之间互相联系、互

2、相制约；同时，人体生活在经常变化的环境中，环境的变化随时影响着体内的各种功能。这就需要对体内各种功能不断作出迅速而完善的调节，使机体适应内外环境的变化。实现这一调节功能的系统主要就是神经系统。眼睛在很多方面就像一个照相机，但是眼睛捕捉到的图像远比照相机捕捉到的图像完整，不仅有形状颜色，还有空间位置和运动状态。这个复杂信息的获得是靠众多视觉系统的神经元来分工合作完成的，视网膜上投射的图像信息经过中枢神经系统来分析和诠释。二、离视网膜投射离开眼睛的神经通路始于视神经，称为离视网膜投射。离视网膜投射的组成部分依次为视神经、视交叉和视束。视神经自视盘处离开双眼，经眼球后部骨性眼眶内的脂肪组织，然后穿过

3、颅底部垂体腺的前方。在视交叉，来自视网膜鼻侧的轴突相互交叉至对侧。之后，离视网膜投射的轴突形成视束，在软脑膜下方沿间脑的外侧表面行进。来自各自视网膜鼻侧的纤维在视交叉处进入对侧，因为关于左右半视野的所有信息均被导入大脑的对侧，视神经纤维在视交叉处交换，因此左半视野为大脑右半球所“看见”，右半视野为大脑左半球所“看见”。介导视觉感知的视觉通路如下图1所示。图1.介导视觉感知的视觉通路视束中的一小部分轴突离开视束，与下丘脑的神经元形成突触连接，对一系列生物节律的同步作用具有重要作用；另有10%左右的轴突穿过丘脑止于中脑，野就是向中脑顶盖的部分区域，即上丘，这可以对瞳孔大小以及某些方式的眼动进行控制

4、。视束中的大多数轴突终止于丘脑背侧的外侧膝状体核（LGN），它的神经元轴突向初级视皮层形成投射，这个自LGN向中枢的投射称为视放射，这个通路介导视觉感知。视拓扑图是一种相邻的视网膜细胞向它们靶结构中的相邻区域输送信息的组构方式，在这种方式下，视网膜的两维表面被投影到四叠体的两维表面。视野对按视拓扑图所组成结构的投射往往是变形的，因为视网膜细胞对视觉空间的采样不是均一的，视拓扑投射图中央区域几度内的视野呈过度表达，或被放大；其次由于感受野的交叉覆盖，一个离散的光点可以激活视网膜中的许多细胞，以及靶结构中的更多细胞，上丘视拓扑图中一个位置，实际上是当视网膜上一个相应部位被一个光点所刺激后，突触后活

5、动的峰值所在的位置。三、视知觉通路1.丘脑外侧膝状体核位于丘脑背部左右两个外侧膝状体核是两条视束的主要目标。从横切面上看，每个外侧膝状体核由6层细胞组成。右侧LGN接收左侧视野的信息。左侧视野为左视网膜的鼻侧和右视网膜的颞侧所看见。在LGN，来自两个眼睛的输入保持分离。在右侧LGN，右眼轴突在第2、3和5层与LGN细胞形成突触。左眼的轴突与1、4和6层细胞形成突触。来自视网膜的M型、P型、及非M-非P神经节细胞与LGN中不同层次中的细胞形成突触，视网膜P型神经节细胞全部投射到外侧膝状体核背侧细胞即小细胞层，视网膜M型神经节细胞全部投射到外侧膝状体核腹侧细胞即大细胞层，视网膜非M-非P型神经节细

6、胞投射到位于外侧膝状体核各层的腹侧面的颗粒细胞层。2.初级视皮层大脑皮层可以分为很多区域，其中外侧膝状体核的神经元轴突向初级视皮层形成投射，初级视皮层为Brodmann17区，位于灵长类动物大脑的枕叶，又叫V1区和纹状皮层。纹状皮层神经元细胞体的排列大致上可以分为6层，细胞层分别被命名为第VI、V、IV、III、II、I层，第IV层又分为IVA，IVB，IVC亚层，IVC层进而又分成两层IVCα和IVCβ。LGN大细胞和小细胞的输入是分离的，LGN大细胞投射至IVCα，小细胞投射至IVCβ。由于左眼和右眼对IV的输入像斑马条纹一样交替出现，那么左眼和右眼的LGN信号在到达纹状皮层的IVC层时是

7、可以区分的。从视网膜到纹状皮层有3条并行通路。第一，大细胞通路始于视网膜的M型神经节细胞，这些细胞轴突投射至LGN的大细胞层，然后又投射至纹状皮层的IVCα，最后投射到IVB层；第二，小细胞通道始于视网膜的P型神经节细胞，这些细胞轴突投射至LGN的小细胞层，然后又投射至纹状皮层的IVCβ，最后投射到IIII层的斑块区和斑块间区；第三，颗粒细胞通道始于视网膜的非M-非P型神经节细胞，这些细胞轴突投射