115年:眼球法規(2)

有關錐狀細胞的敘述,下列何者正確?

A主要在暗處辨別色彩並偵測各種細節
B中央小凹(foveola)的感光細胞只有錐狀細胞
C普遍存在會聚式排列
D外節(outer segment)呈細長桿狀

詳細解析

本題觀念

錐狀細胞(cone photoreceptor)是視網膜中負責明視覺、色覺與高空間解析度的重要感光細胞。它們在光線充足時反應較佳,能分辨不同波長的光並提供精細影像;相對地,桿狀細胞在暗處的感光敏感度較高。解題時可從功能、分布、神經連接與外節形態四個方向比較兩者,中央小凹(foveola)只有錐狀細胞,是本題最直接的判斷依據。

中央小凹位於中央凹最中心,是視網膜解析度最高的區域。這裡沒有桿狀細胞,錐狀細胞密度極高,且其下游連接較接近一對一,能減少訊號會聚造成的空間資訊損失。離開中央小凹後,桿狀與錐狀細胞的分布、連接方式及功能比例會逐漸改變,因此不能把周邊視網膜的特徵套用到所有錐狀細胞。

選項分析

  • A 錯誤。 錐狀細胞主要在明亮環境中工作,負責色覺與細節辨識;暗處視覺主要依靠對微弱光線較敏感的桿狀細胞。選項前半段把暗處辨色歸給錐狀細胞,與其生理功能不符。

  • B 正確。 中央小凹的感光細胞為錐狀細胞,沒有桿狀細胞。錐狀細胞在此高度密集,且神經連接的會聚程度低,讓來自視野中心的訊息能保持較高解析度,這正是中央視力最清楚的解剖基礎。

  • C 錯誤。 錐狀細胞並非普遍採高度會聚式排列。中央凹區的錐狀細胞可透過接近一對一的方式連到雙極細胞與神經節細胞;周邊區域雖可能有較多會聚,仍不能把會聚說成所有錐狀細胞的共同特徵。

  • D 錯誤。 細長、近似圓柱狀的外節是桿狀細胞的典型形態;錐狀細胞外節通常呈漸細或圓錐狀。中央凹錐狀細胞因緊密排列可出現區域性細長特化,但不能據此把錐狀細胞的一般外節定義為桿狀。

答案解析

本題答案為 B。中央小凹的核心特色可濃縮成「無桿、全錐、高密度、低會聚」,它同時解釋了中央視力、色覺與高解析度。A 將明視覺細胞與暗視覺細胞混淆;C 忽略中央凹錐狀細胞的低會聚;D 則把桿狀細胞的圓柱形外節錯套到錐狀細胞。

進一步比較時,桿狀細胞通常只有一種視紫質,主要負責低照度下的黑白視覺;錐狀細胞則有不同類型的視蛋白,組合形成色覺,並在高光照下提供細節。這些差異與中央小凹的特殊排列相互配合,構成視網膜不同區域的功能分工。

核心知識點

  1. 錐狀細胞負責明視覺、色覺與高空間解析度;桿狀細胞較適合暗處視覺。
  2. 中央小凹沒有桿狀細胞,感光細胞只有錐狀細胞。
  3. 中央凹錐狀細胞密度高、會聚低,接近一對一連接,有利於高視力。
  4. 錐狀細胞外節通常呈漸細或圓錐狀,桿狀細胞外節則典型呈細長圓柱狀。
  5. 判斷感光細胞選項時,可依序檢查「明暗功能、中央凹分布、神經會聚、外節形狀」四個面向。

參考資料

  1. Anatomical Distribution of Rods and Cones
  2. Photoreceptors — Webvision
  3. Neuroanatomy, Retina
  4. Structure of cone photoreceptors