视网膜照相的奥秘

视网膜照相的奥秘

眼睛之所以能够将外界的物体分辨清楚，其基本前提就是眼的折光系统首先要把物体发出的光线清晰地聚焦成像在视网膜上。这正如我们在照相时如果不对好焦距，照出来的底片就会模糊“发虚”，在显微镜下观察物体时不调好焦距看物体就模糊不清。

外界远处物体发出的光线几乎是平行的，正常情况下，这些平行光线在眼的折光系统的自然折射下，无需做任何的调节活动，正好就能清晰地成像在视网膜上。但是，当我们在看6米以内的近物时，根据光镜透射成像的原理，所成的物像一定要向后退。所以，我们在看近物时，如果眼不做任何的调节活动，物像就要落到视网膜的后方去了。这就是说在光线到达视网膜时，还是一个没有聚焦好的“虚像”，这样就使我们看到的物体不清晰了。

事实上我们正常人在看眼前6米以内、甚至10多厘米的近物同样是清晰的，这是由于脑的中枢发出调节眼活动的信息，使眼发生了一系列活动变化的结果。看近物时眼都发生了哪些调节活动呢？

第一，眼内的睫状体肌肉收缩，使得睫状小带放松，这样晶状体受睫状小带牵拉的力量减小，晶状体依靠本身的弹性，使前缘向前凸出。这样就使得晶状体增加了对光线的折射能力，因此调节后的物像就从原来视网膜的后方前移到视网膜上了，所以也能够看清近物。老年人的晶状体的弹性降低，在看近物时晶状体前凸的能力减弱，使物像前移的能力减弱，所以对于眼前的近物就看不清楚了。可以说，睫状体收缩、晶状体前凸的过程，就类似照相时调节照相机聚焦镜头的过程。

第二，看近物时眼的瞳孔缩小。原来光线从小的瞳孔进入视网膜，形成的物像更加清晰，同时也有利于使看到的物体更加具有深度感。你不妨做如下的实验，用针在纸片上扎一个小孔，透过纸片上的小孔再看眼前方的物体，你会明显地感到清晰多了。瞳孔的调节过程，与照相机调节光圈的过程是一样的。

第三，正常人两只眼的瞳孔相距约7厘米，当我们看远处物体的某一点时，这一点发出进入两眼的光线几乎是平行的，形成的夹角比较小。当这个物体向眼逐渐靠近时，为了保证两只眼睛同时“盯住”这个点，两侧眼球壁上鼻侧的眼外肌肉必须要同时收缩，两眼的视轴发生会聚，使得这个点发出进入两眼的光线夹角要逐渐增大。这样有利于使物像落在两只眼视网膜的相对称位置上，这样每只眼分别将自己形成的物像通过视神经传到大脑视觉中枢，综合形成“一个”物像。否则会使人感到是两个物像（或者看到的物体有重影），这叫做复视。不信，你用手指轻轻地施加外力推动一侧眼球，迫使物像不能落在两眼视网膜对称位置上，这时，复视现象就发生了。

总之，看近物时眼同时发生的这三方面调节活动，尽管各有各的益处，最终的目的都是为了使眼看物体更加清楚。

视网膜就如同是照相机上的底胶片，它能够对物像的光刺激信息产生光化学反应。这是由视网膜上的感光细胞来完成的。在感光细胞上，存在着对光照非常敏感的化学物质——感光色素。

当感光色素被光照分解以后，可影响到感光细胞膜上离子通道的通透性，使细胞产生电活动而兴奋，当兴奋传到神经节细胞时，神经节细胞产生神经冲动。当视网膜上物像的不同“像点”分别由不同的感光细胞感知，并由不同的视神经纤维传导到大脑皮质的视觉中枢以后，就使人产生看到物体的感觉。

视网膜上存在视锥和视杆两种不同的感光细胞。视锥细胞和视杆细胞在感光上具有不同的机能。视锥细胞感受强光和色光，在明亮的条件下兴奋，使人产生明视觉和色觉。视杆细胞感受弱光，主要在昏暗光照条件下看东西，使人产生暗视觉，只分辨物体大致的黑白明暗轮廓。某些夜间活动的动物，如猫头鹰等，它们的视网膜上只有视杆细胞，所以它们的眼睛是纯粹的“黑白眼”，五彩缤纷的大千世界在它们的眼中色彩变得太单调了，就如同我们从黑白电视机上看红花和绿草一样。我们人的视网膜上两种感光细胞都存在，这就优越多了，既能在昏暗条件下分辨物体的大致轮廓，又能在明亮条件下看清物体、感受姹紫嫣红的色彩世界，是真正的“彩色眼”。

那么，视锥细胞是如何感受各种各样颜色的呢？

光线就是一种电磁波，具有一定的波长。人眼可以感知的波长范围在380～760纳米。对于不同波长的光波，眼睛这架照相机可以以不同的方式拍照下来，大脑皮质视觉中枢对来自不同视锥细胞的神经冲动感到是不同的颜色。

原来，视锥细胞中的感光色素是视紫红质，这种感光色素又分为感红色素、感绿色素和感蓝色素三种。不同的视锥细胞内具有不同的感光色素，所以视锥细胞也可分为感红、感绿、感蓝三种。哪种色光照射就使哪种视锥细胞兴奋，兴奋传到大脑皮质以后就使人感到是哪种颜色。如果光照的结果使这三种感光细胞兴奋的程度

相同，兴奋传入视觉中枢以后，大脑综合的结果就让人感到是白色。如果光照的结果分别使这三种感光细胞各自以不同的程度兴奋，兴奋传到大脑以后就让人感到是各种各样的其他颜色。生理学家们把红、绿、蓝称为视觉的“三原色”。我们的视锥细胞就像绘画时的红、绿、蓝这三种颜色一样，只靠这三种颜色，就可以奇妙地调配出各种各样的其他颜色来。

视杆细胞（左）和视锥细胞

当然，在人群中也有少数人，他们的视网膜中天生缺乏感某一种颜色的视锥细胞，所以他们就分辨不出那种颜色，医学上称这样的患者为色盲。