2013.09.24 知覺心理學：牛眼解剖實驗與作業一

牛眼解剖實驗作業：

• 問題1：請檢視牛眼外部的肌肉： 
• 請畫出你看到的肌肉。
  
  本次取得之牛眼外組織較少，僅含少量肌肉且缺乏睫毛，難以定位其方向，因此難以描繪所見肌肉與方向。
• 這些肌肉能夠使眼睛做哪些方向的移動？
  動眼肌肉共有六條，分別為上直肌、下直肌、內直肌、外直肌、上斜肌、下斜肌，直肌可直接引導眼球往附著方向轉動，如上直肌使眼球向上轉，下直肌使眼球向下轉；上斜肌可使眼球向下、內轉(鬥雞眼貌)，下斜肌可使眼球向外、向上轉。
• 你拿到的是左眼還是右眼？
  因本次拿到的眼外組織不足，難以判斷其為左眼或者右眼。判斷原則，可先透過睫毛分辨眼球上下，或可利用瞳孔方向(長軸為水平向)判別，後再檢視視神經方向(視神經應位於眼球內側下方)。
• 問題2：根據這些觀察：
• 你覺得是那些成分，使得眼睛的形狀可以維持近似球形？
  鞏膜、水狀液、玻璃狀液，可使眼球維持其球形結構。
• 為何這些成分不會影響光線進入網膜？
  鞏膜位於眼球最外層，俗稱為眼白，而於瞳孔前方特化為透明之角膜，且水狀、玻璃狀液亦為透明，因而不影響光線進入。
• 問題3：


• 牛眼與人眼的瞳孔形狀有何不同？ (人眼圖轉自：http://static.ettoday.net/images/79/d79167.jpg)
  牛眼之瞳孔形狀較橢圓，橫軸明顯較長，相對之下人眼瞳孔較近似於圓形。
  
  
• 虹膜(Iris)的功能為何？
  虹膜覆蓋於晶體之前，富含色素以及環狀肌與輻射狀肌，環狀肌與輻射狀肌彼此拮抗，可調節瞳孔大小，進而控制眼球內之曝光量，相當於相機之快門。
• 為何此時瞳孔看起來不是黑色的？
  瞳孔為虹膜間之空隙，實際上並非實體存在組織，且視網膜、脈絡膜等含有色素，使眼球內維持黑暗以確保光線僅能從瞳孔進入，因而於眼球完整時，瞳孔呈現黑色(眼球內部為黑)；然此時眼球已解剖，並未對應至原眼球內之暗室，因而可直接透過瞳孔看到眼球之後的背景。
• 問題4：
• 水晶體及其周圍的組織如睫狀肌等的功能是什麼？
  水晶體與其周圍組織包含睫狀肌、懸韌帶以及晶體三者，睫狀肌環繞於眼球內側，透過懸韌帶與晶體相連，此系統可調節晶體曲度，與視近物、視遠物之調節相關。視遠物時，睫狀肌舒張，懸韌帶緊繃，使晶體受力而較扁平，使光線稍微發散後聚焦於視網膜上；視近物時，睫狀肌收縮，懸韌帶舒張，晶體維持其曲度，使光線較為收斂而聚焦於視網膜上。
• 請說明眼睛主要負責聚焦的兩大成分及其分工。
  角膜與晶體主要負責眼球聚焦之功能，角膜為鞏膜之特化，位於眼球前方，其結構周圍較厚而中間較薄，且因其與空氣接觸，直接影響光之折射，具有較大影響力，可調節80%之光線；後再由眼球內之晶體，透過睫狀肌與懸韌帶調節，可調節20%之光線，終使光線成功匯聚於視網膜之中央窩上。
• 問題5：
• 影像投影在近視、遠視以及正常的眼睛上，有何不同？
  近視之概念，為光線聚焦於視網膜之前，可能因晶體調節障礙，或眼軸過長所致。
  遠視之概念，為光線聚焦於視網膜之後，可能因晶體調節障礙，或眼軸過短所致。
  正常眼睛，光線經角膜與晶體調節後，可正確聚焦於視網膜之中央窩上，因此區富含錐狀細胞且敏感度加，視野清晰度最佳。
• 問題6：
• 透過水晶體看遠物與近物，比較兩者的成像如何？看遠物的時候，通常為倒立縮小之影像，而近物時，則為正立放大之像。
• 水晶體類似凸透鏡或是凹透鏡的原理？
  晶體近似於凸透鏡結構，理論上可將光線來源分為三個區域：
  
  焦距內(<f)：光源位於焦距之內，將於同側產生正立放大虛像。
  兩倍焦距間(f~2f)：光源位於一倍焦距與兩倍焦距之間，將於對側產生倒立放大實像。
  兩倍焦距外(>2f)：光源位於兩倍焦距之外，將於對側產生倒立縮小實像。
  於上述討論中，實像與虛像的差別在於，是否為真實光聚焦點，或曰是否可於投影幕上產生影像，無論實像或虛像皆可見，唯虛像乃透過大腦補充後，佐以光線直線前進特質所得。
  

  

  <如圖，如眼球位於透鏡另一側，可接收到發散之光線，並依循光直線前進之理解，將進入眼球之光後續延伸聚焦之處，產生虛像>
  
• 在網膜上能否形成正立的影像？為什麼？
  視網膜上可接收光，進而個體可以看到虛像，然而其無法於視網膜上產生實像，比較實像與虛像之差別，在於實像可於投影幕上投射出真實影像，虛像則否，然人可透過大腦補述後看見虛像，起因於光線進入眼球內並非匯聚光線，於透鏡(晶體)後無法產生真實聚焦處，因而無法產生實像(仍影於視網膜上之成像)，但可延伸進入眼球之光線產生虛擬匯聚點(基於光之直線軌跡)，進而理解為虛像。
• 問題7：
• 角膜中央及邊緣的厚度有何不同？ 
  角膜之特色為中央最薄而周邊厚，靠近中央區域呈現圓形，而周邊則略為橢圓，各有不同曲光度。
• 為何角膜此時看起來不是透明的？
  眼角膜共可分為五層，包含上皮細胞層、前彈力層、角膜基層、後彈力層以及角膜內皮。
  上皮細胞層：與外界接觸之複層扁皮細胞，排列整齊約5~6層，中間較薄而延伸至周邊較厚，因基底層分裂旺盛而有較快的修復速度，富含神經因而感覺敏銳。
  前、後彈力層：此層並非由細胞構成，而多為膠原纖維及基質。
  角膜基層：約占整體角膜之90%厚度，內含大量與表面平行之交原版層，各膠原纖維直徑一至，且各層之間彼此以垂直方式排列，且於縫隙中有纖維細胞維持(屬於疏鬆結締組織)。
  各種原因造成上述排列異常，特別是角膜基層之壞死、水腫、發炎，皆會造成角膜非透明化。於此可能因缺乏養分氧氣供給，造成細胞代謝異常、死亡相關。
• 移植手術必須在角膜自捐贈者眼睛取下後立刻植入的主要理由是？
  角膜之透明與角膜內基質層細胞排列方式密切相關，各式原因造成結構受損、細胞死亡、發炎以至於水腫等，皆會造成角膜失去透明性，因此移植需盡速完成且著重相關保護措施，以維持角膜之透明與細胞排列正常。
• 問題8：試著找出視盤(optic disk)的位置。
• 你的依據是什麼？
  於眼球內側找尋視網膜匯聚之根部，並且對比眼球外側後方之視神經位置，即可判斷。
• 為何說視神經(optic nerve)是網膜訊息傳輸的瓶頸所在？
  神經節細胞匯聚之後，於視盲點處穿出眼球通往大腦，然於此出口處缺乏感光細胞，因而造成雙眼外側上方一區域無法感光，因而產生盲點。
• 問題9：
• tapetum lucidum的功能為何？
  位於視網膜之後，可能於色素上皮或者脈絡膜處，可反射光線增加視網膜接收之效率，增加黑暗中的視力。
• 最可能存在於哪一類動物的眼睛內？
  常見於脊椎動物(哺乳類除外)之物種，通常夜行性肉食動物較為發達，但也可見於其他日行動物身上，人雖缺乏此結構，但可透過視知覺功能與搜尋策略代償。
• 位於網膜的上半部或下半部？ 為什麼？
  分布範圍廣泛，於上半部分較多，可能與下方視野較重要相關。
• 問題10：
• 為何此時網膜看起來是肉色的？
  視網膜可分為色素上皮細胞與感覺細胞層，因其色素上皮細胞與脈絡層之色素與血管支配，因而呈現粉紅、肉色。
• 為何鞏膜如此堅硬？
  鞏膜最外層為緻密之彈性纖維組成，因而較厚且韌性堅強。
• 畫出脈絡膜、鞏膜、網膜三者的相對位置。
  眼球可粗分為三層，分別為鞏膜、脈絡膜與視網膜。如圖所示：
  
• 這樣配置的功能是？
  最外層之鞏膜堅韌，與水狀液與玻璃狀液共同維持眼球形狀；中間為脈絡膜，是主要血管分布之處，且與視網膜之色素上皮緊密相連，可提供眼球所需之養分氧氣，並且阻絕其他光源，確保光線僅從瞳孔進入，而最內層之視網膜感覺層得以處以處於暗室內，接收通過瞳孔之光線，並將光能轉變為電訊號為大腦所詮釋。