114年:眼球法規

人類視覺的感受器(receptor)為何?

A桿狀細胞和錐狀細胞(rod cells and cone cells )
B視網膜色素上皮細胞(retinal pigment epithelial cells )
C梅氏小體(Meissner's corpuscles )
D毛細胞(hair cells)

詳細解析

本題觀念:

人類視覺系統中,視覺的感受器(receptor)是哪種細胞?需區分視網膜各細胞種類的功能,以及視覺感受器與其他感覺受器(如觸覺、聽覺)的區別。

選項分析

(A) 桿狀細胞和錐狀細胞(rod cells and cone cells) ✅ 正確答案。桿狀細胞(rod cells)和錐狀細胞(cone cells)是人類眼睛的感光細胞(photoreceptor cells),即視覺的真正感受器,能將光能(photons)轉換為神經電訊號(phototransduction)。

(B) 視網膜色素上皮細胞(retinal pigment epithelial cells, RPE) RPE 不是感受器,而是支持細胞(support cells),功能包括:吞噬感光細胞外節廢料、參與視覺循環(visual cycle)、提供感光細胞代謝所需養分、吸收散射光。RPE 本身無法感光或轉換光訊號。❌

(C) 梅氏小體(Meissner's corpuscles) 梅氏小體是皮膚的觸覺感受器(mechanoreceptor),位於無毛皮膚(glabrous skin)的真皮乳頭中,感受輕觸覺(light touch)和低頻振動,與視覺完全無關。❌

(D) 毛細胞(hair cells) 毛細胞是內耳(cochlea)中的聽覺感受器和前庭(vestibule)的平衡感受器,將聲波或頭部運動轉換為神經訊號,與視覺無關。❌

答案解析

人類視覺的感受器為視網膜中的桿狀細胞(rod cells)和錐狀細胞(cone cells),兩者合稱感光細胞(photoreceptors):

特徵桿狀細胞(Rods)錐狀細胞(Cones)
數量約 1.2 億個約 600 萬個
分布周邊視網膜為主集中於中央凹(fovea centralis)
感光靈敏度極高(單光子即可激活)較低,需較強光線
視覺類型暗視覺(scotopic vision)明視覺(photopic vision)
色彩辨別無(僅黑白)有(三種:L/M/S 錐,對應紅/綠/藍)
光色素視紫(rhodopsin)視錐素(iodopsin, photopsin)

感光轉換(phototransduction)機制: 光子 → 視覺色素(如 rhodopsin)→ 11-cis retinal 轉為全反式視黃醛(all-trans retinal)→ G蛋白(transducin)活化 → cGMP 水解 → 離子通道關閉 → 超極化(hyperpolarization)→ 突觸傳遞訊號至雙極細胞

選項 (C) 梅氏小體和選項 (D) 毛細胞是來自其他感覺系統的干擾選項,目的在測試考生能否區分不同感覺的感受器。

核心知識點

  • 視覺感受器 = 桿狀細胞 + 錐狀細胞(感光細胞, photoreceptors)
  • 桿狀細胞:暗視覺、周邊視野、黑白感知;色素為 rhodopsin(視紫)
  • 錐狀細胞:明視覺、中央視野(中央凹)、彩色視覺;色素為 photopsin/iodopsin(三種)
  • RPE = 支持細胞,非感受器
  • 梅氏小體 = 皮膚觸覺感受器;毛細胞 = 聽覺/平衡感受器
  • 人類視網膜含約 1.2 億桿狀細胞 + 600 萬錐狀細胞

參考資料

  1. Photoreceptors (Rods & Cones): Anatomy & Function - Cleveland Clinic
  2. Photoreceptor cell - Wikipedia
  3. Photoreceptors: Rods and cones - Kenhub