人類的靈魂之窗 – 眼睛（Eyes）

人類的靈魂之窗 – 眼睛（Eyes）
台北市忠孝國民中學自然領域張馨文實習老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

生物體對於外界的感應接收包含光線的接收，凡舉渦蟲的眼點、昆蟲的單眼及複眼，到人類的眼睛都是視覺系統中主要的感覺器官。

人類的眼睛如同一台精細的照相機，眼皮像鏡頭蓋般保護眼睛；鞏膜就是俗稱的「眼白」，具有支撐眼珠的功能；角膜像鏡頭保護鏡具保護及滋潤眼珠的功能；水晶體像似鏡頭有對焦的功能；睫狀肌的收縮牽動虹膜，可改變瞳孔的大小，如同光圈一般，可控制光線進入量；影像最後在底片般的視網膜上激發感光細胞。人類左右雙眼的視野大部份會重疊，雙眼可同時注視同一物體，然因兩眼對同一物體的視角不同，此視差經過大腦視覺中樞將之校正分析，所以可產生立體視覺。

腦神經中的外旋神經、動眼神經及滑車神經可支配眼睛的六條眼外肌，三對相互拮抗的眼外肌中，外直肌與內直肌為水平運動拮抗肌；上直肌與下直肌為垂直運動拮抗肌；上斜肌與下斜肌為旋轉運動拮抗肌。左右共12條眼外肌控制眼球的轉動，如果有神經麻痺或眼肌的病變情形發生會導致斜視。

當光線進入眼睛後，經過角膜、前房、水晶體和玻璃體，最後，光線到達眼睛的視網膜，視網膜上的感光細胞依照形狀可分為桿狀細胞(rod cells)與錐狀細胞(cone cells)，視網膜的中心區域為黃斑，完全由錐狀細胞組成，是視網膜上影像解析最佳的位置。

錐狀細胞主要功能為接收光譜中的紅、綠、藍三色，在明亮的狀況下產生色彩視覺，故稱明視覺，當錐狀細胞功能不良時，可能導致色盲。桿狀細胞較錐狀細胞對光更為敏感，其主要功能為感受黑白影像，可於夜晚等光度較差的情況下看到微弱的亮光，如果桿狀細胞發生損傷會導致夜盲症。

視覺訊息傳遞系統的受體為視紫質（Rhodopsin），在接收光線過程中，位於視紫質內部的順式視黃醛(11-cis-retinal)受到光的激發後，會由順式(cis-form）轉變為反式(trans-form），將視紫質轉換成視紫質II（活化視紫質）。活化視紫質會活化G蛋白(G protein)，進而促使磷酸二酯酶 (phosphodiesterase) 將次級傳遞信息分子(2nd messenger) 環式鳥苷單磷酸（cGMP）轉化成鳥苷單磷酸（GMP），引起鈉離子及鈣離子通道(cation channel)關閉，引起膜電位過極化(hyperpolarization) ，降低抑制性神經傳導物質(neurotransmitter)的釋放，使得視神經的電訊號得以傳送到大腦視覺中樞。11-反式視黃醛經酵素作用會轉成11-順式視黃醛，再與視蛋白(opsin)重新結合成視紫質，之後視紫質遇光後便會重新開始上述過程。而在視網膜接收的光訊息經視神經傳往視交叉處，通往另一側大腦，在大腦的枕葉將電子脈衝解譯為視覺信號。

另外，眼睛對訊號的時間變化之分析較差，因為外界刺激的訊號會在視神經上維持一段時間，形成所謂「視覺暫留」的現象。當我們利用視覺暫留的原理，以每秒24到30張快速連續的呈現圖片，即可讓我們形成動態影像的感覺，製造出影片或動畫的效果。