視覺適應
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視覺適應是視覺器官的感覺隨外界亮度的刺激而變化的過程；有時也指這一過程達到的最終狀態(tài)。視覺適應的機制包括視細胞或神經(jīng)活動的重新調(diào)整，瞳孔的變化及明視覺與暗視覺功能的轉(zhuǎn)換。由黑暗環(huán)境進入明亮環(huán)境，眼睛過渡到明視覺狀態(tài)稱為明適應，所需時間為幾秒或幾分鐘。由明亮環(huán)境進入黑暗環(huán)境轉(zhuǎn)換成暗視覺狀態(tài)稱為暗適應，這個過程約需要十幾分鐘到半小時。頻繁的視覺適應會導致視覺迅速疲勞。
由于視覺刺激物的持續(xù)作用，視分析器的感受性發(fā)生變化的現(xiàn)象。視覺適應可以引起感受性的提高（刺激物由強向弱過渡），也可以引起感受性的降低（刺激物由弱向弱過渡）。人所處的周圍環(huán)境的變化是非常巨大的，從星光閃爍的星空到陽光明媚的白天之間和亮度相差數(shù)百萬倍，如果沒有視覺適應機制，人就不容易在變動著的環(huán)境中進行精細的視覺信息分析，對環(huán)境刺激的反應就會發(fā)生困難。所以，視覺器官的適應能力是動物在長期的生存斗爭中，通過不斷和環(huán)境相互作用形成并固定下來的，具有重要的生物學意義。在人類的勞動生產(chǎn)活動中，許多場合同樣要考慮到視覺適應問題。比如，車間里的照明布置必須考慮到工作范圍照明的差異，以免由于視覺適應上的困難影響產(chǎn)品質(zhì)量。在交通運輸業(yè)中，夜間駕駛室照明通常與外間路面的照明度有比較大的差異，必須研究如何使視覺適應進行得更快更好。
一、光適應
人剛從暗處走到亮處的時候，最初的一瞬間會感到強光耀眼發(fā)眩，眼睛睜不開，什么都看不清楚，要過幾秒鐘才能恢復正常，這就是光適應現(xiàn)象。光適應是視覺器官對強光的感受性下降的過程，光適應與集中分布在視網(wǎng)膜中央凹的錐體細胞關系非常密切，只要環(huán)境中光照亮度超過每平方米－3燭光，視錐細胞就會被激活。光適應的過程一般比較迅速，由于所用的測定方法不同，得到的結果也不盡相同。但是，一般說來，在最初半分鐘內(nèi)感受性下降很快，以后適應的速度有所減速慢，2-3分鐘內(nèi)即可達到穩(wěn)定水平。
二、暗適應
人剛從亮處走進暗室的時候，開始什么也看不見，經(jīng)過相當長時間，視覺才恢復，這就是暗適應的過程。暗適應的裨是由于光刺激由強到弱的變化，使眼睛的感受性相應地發(fā)生由低到高的變化。典型的暗適應實驗是在暗室中先讓被試注視一個數(shù)十米朗伯亮度的均勻的白色屏幕的中心幾分鐘，使之達到高度的光適應，然后關閉適應光，再用不同亮度的測試光來確定其暗適應進程，測試的目的是找出作為在黑暗中的持續(xù)時間的函數(shù)的視覺絕對閾限。
暗適應曲線由兩個部分組成，中間由一個“紐結”作為過渡橋梁。曲線的第一部分來自視錐細胞，因為它是測量色光引起中央凹感光細胞反應獲得的結果。相比之下，視桿細胞對長波光則沒有視錐細胞敏感，紅光起了保護視桿細胞不產(chǎn)生光適應的作用。當紅色測試光超出了明視部分時，閾限便不再降低，所以曲線在紐結以后的第二部分是需求量視桿細胞活動的結果。經(jīng)過長時間的暗適應以后，人的視覺會變得非常敏感，在最優(yōu)條件下，甚至可以看見僅含100個光量子的閃光。
暗適應最驚人的一個現(xiàn)象是中央凹是盲點。當我們直接看一個很微弱的測試光點或星星時，很難看見它們，因為中央凹沒有感光性較好的視桿感受器。而當我們用中央凹以外的區(qū)域去看時，便能比較有效地看見微光下的物體，因為這里的視桿細胞密度最大。用中央凹以外的區(qū)域去看東西是業(yè)余天文學家、夜間外出執(zhí)行任務的人們必須掌握的一種技術。
暗適應的另一種效應是“光色距”，這里，間距指明視與暗視之間的垂直距離。對于任何給定波長的光來說，暗視覺（視桿細胞）感受性都高于明視覺（視錐細胞）感受性。尤其當波長在600毫微米以下時，暗視覺感受性更高得多。因此，一個很弱的光，就能超過已暗適應了的視桿細胞的閾限，而光必須升到很高的水平，才能達到視桿細胞的閾限。在這兩個閾限之間，光是無色的，但是，只要光強達到了視錐細胞的閾限，光便能顯出適當?shù)念伾?。從無色光到色光的距離對光譜上絕大多數(shù)波長的光都是存在的，但是，對于波長較長的光來說，這個距離較小，并逐漸趨于消失。因此，對波長在650毫微米以上的光來說，只要眼睛看得見，就能被看成是紅色的。
在暗視覺中還有一種叫作“浦肯野樹”的現(xiàn)象，即人能看到自己的視網(wǎng)膜血管，這些血管是給視網(wǎng)膜神經(jīng)結構供血的。當把一個小的點光源放在眼前時，這些血管的清晰影子將或多或少地落到視桿細胞和視錐細胞上，顯現(xiàn)出生動的“樹”的圖像。它的細胞和樹叉代表玻璃體液和視網(wǎng)膜之間粗細不同的血管，樹干在血管進入眼睛的盲點處。
三、視覺適應的生理基礎
已經(jīng)知道了若干視覺適應現(xiàn)象，現(xiàn)在要問適應發(fā)生的大腦里還是眼睛里？它們是來自神經(jīng)調(diào)節(jié)過程還是光化學過程？
在視桿細胞外段的各層中，排列著一種叫視紫紅質(zhì)的光敏實體，可在光的作用下漂白，這是視桿細胞暗適應和光適應的光化學基礎。因此，有人下結論說，光適應等同于用漂白來減低視紫紅質(zhì)的濃度，而暗適應則是在無光的條件下重新合成視紫紅質(zhì)。于是，任何給定的適應水平都代表著漂白和恢復反應之間的一種穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。在任何給定的光感受器中，這個平衡狀態(tài)都將因落在它上面的光量的增減而被破壞，視覺興奮就與平衡被破壞的程度成比例。
上述的傳統(tǒng)觀點到20世紀40—50年代已不再被人們接受了。克勞福特等人指出，很大的閾限變化可能是神經(jīng)性的而不是光化學反應性的，因為它們可以在適應光呈現(xiàn)或消失后不足100微秒的時間內(nèi)發(fā)生。有一種視網(wǎng)膜“貯存處”的假說認為，適應是由一種神經(jīng)反饋來調(diào)節(jié)的，這種反饋發(fā)生在當高強度的光使大多數(shù)感受器都把信號傳送到一個神經(jīng)調(diào)節(jié)中心或貯存處的時候。如果眼睛受到一個高強度的光刺激，感受器發(fā)出非常強的信號，同時光化學變化也進行得相當強而有力。刺激光熄滅后，信號并不馬上停止，感受器發(fā)出信號到神經(jīng)貯存處，使貯存處維持一個相對較高的活動狀態(tài)，抑制對測試光的反應，直至恢復過程使感受器達到它們的暗適應平衡水平，停止把反饋信號傳 送到神經(jīng)貯存處
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