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眼睛的外部結構
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眼球的細部結構
由胚胎發生觀點來看,眼球其實是中樞神經系統的向外的延伸;因此,眼
睛的構造十分精密而脆弱。人類的眼球是視覺系統的第一站,在此,眼球
接受外界光線刺激,並適當地轉換成神經訊號電位,再送往更高層的側膝
核與皮質區做進一步的處理。下圖為眼睛在整個視覺系統中的絕對位置:
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控制眼動的肌肉
人類的眼球基本上是個三層膜、兩個房的構造,外部有六條控制眼動的肌
肉附著於上,並包附著厚厚的保護性脂肪層,使得眼球能安全地在眼窩裡
轉動。六條控制眼球運動的動眼肌肉見下圖:
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眼球的結構
眼球最外層為白色的鞏膜(sclera),即是我們俗稱"眼白"的部份;前面部
份的鞏膜發展為透明的角膜(cornea),乃是光線進入眼球之起點。第二層
膜是脈絡膜(choroid),含有許多負責眼球營養與代謝的微血管,脈絡膜
內部鄰近網膜處有一層色素層,用來吸收未進入視覺受器的散射光線。最
內層則是最重要的視網膜(retina) ,上有錐細胞(cone)、桿細胞(rod)兩種
視覺接受器,以及兩極細胞(bipolar cell)、水平細胞(horizontal cell)、節細
胞(ganglion cell)等神經組織(此部份在後面主題三有更詳盡的說明)。眼
球大致的結構如下:
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光線穿過角膜後,在角膜與水晶體之間的是前房(anterior chamber),內
含清澈透明的水樣液(aqueous humor);而在水晶體與網膜之間的是後房
(posterior chamber) ,內充滿凝膠狀的玻璃體(vitreous humor)。水晶
體為透明、略帶一點點淡黃色的構造(隨年齡增長透明度會降低),由環
狀的 水晶體韌帶 ( lens ligament , zonule ) 固定 ; 後者附著於
睫狀體(ciliary body)。睫狀體來自脈絡膜增厚的前部,具有環狀肌和縱
走肌兩種肌肉,位在鞏膜與角膜交接處附近。水晶體的前方附著著環狀的
虹膜(iris),內含色素細胞,不同人種的色素不一,造成外觀上不同的眼睛
顏色(如東方人的黑眼珠,北歐人的淡藍色眼珠)。虹膜除了有色素層吸
收光線外,含環狀纖維以及放射狀纖維,可以控制瞳孔的收縮與放大;其
直徑由小到大的變化,可容許到達網膜的光線量變化有五倍之多。
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人類的視覺系統
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視神經路徑:網膜→視交叉→側膝核→視皮質
視網膜是將外界光線強弱訊號轉為神經電位訊號之所在。網膜上含錐細胞
(cone)、桿細胞(rod)兩種視覺接受器,以及兩極細胞(bipolar cell)、水平細
胞(horizontal cell)、節細胞(ganglion cell)、無軸突細胞(amacrine cell)四種
神經元。椎細胞和桿細胞以一定的連結比例(在fovea區是幾乎1:1,在
peripheral則最大壓縮比可達 130:1)與兩極細胞形成突觸連結,後者
再與節細胞形成連結。網膜上各個節細胞的軸突,最後會匯集成視神經
(optic nerves),統一地由一個地方離開眼睛。這個地方就是視神經盤
(optic disk),由於此處沒有任何視覺接受器,故又稱為盲點(blind spot)
。人類的視覺神經路徑(網膜→視交叉→側膝核→視皮質)簡圖如下:
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視神經由視神經盤離開眼球後,向後走經過視交叉(optic chiasm)而終於
隸屬視丘一部份的側膝核 (lateral geniculated nucleus,簡稱 LGN)。
一個眼睛的網膜訊息可分為靠近鼻子的鼻側訊息(nasal side)和靠近耳朵
的顳側訊息(temporal side),輸送顳側訊息的視神經束會直接送往同側
半球的LGN,而鼻側訊息的視神經束則在視交叉處交叉進入異側半球的
LGN。同樣地,到了LGN之後,鼻側與顳側的視覺訊號仍然是分隔的。
LGN是個六層的構造 ,一、四、六層接受異側的訊號,而第二、三、
五層接受同側的訊號;舉例來說,右腦的LGN的第一、四、六層將會收到
左眼網膜的鼻側訊號,而第二、三、五層則收到同側右眼網膜的顳側訊號
。由於左視野的影像主要由左眼的鼻側網膜與右眼的顳側網膜來分析,而
右視野的影像則由右眼的鼻側網膜與左眼的顳側網膜來分析,因為鼻側 (
異) 與顳側訊息 (同) 分送入不同的腦半球,這樣的設計恰使得左視野的所
有訊號都傳入了右半腦。反之,右視野的所有訊號則都傳入了左半腦。
由LGN傳出的訊息仍保持這個六層構造,形成粗厚的側膝核距束
(geniculcalcarine tract,或稱 optic radiation)再通往位於枕葉的初級視皮
質區(primary visual cortex),做更細緻的視覺訊息處理。左右兩眼視覺
訊息的傳遞方式如下圖:
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資料來源:眼睛的外部結構