眼と耳の構造と感覚機能

眼は光を屈折させて網膜に像を結ぶ視覚器であり、耳は音の振動を電気信号に変えて聴覚を担うとともに、体の回転や重力を感じて平衡を保つ器官である。眼では光量を虹彩が、焦点を水晶体と毛様体筋が調節し、耳では内耳の蝸牛が音を、前庭と半規管が平衡を感知する。構造と機能を対応づけて理解することが、この単元の基本となる。

眼球内の光の通路

光は角膜で屈折されて眼球内に入り、水晶体と硝子体を通って網膜に達する。角膜は光を屈折させて眼球内へ導く部位であり、その後で水晶体が光の焦点を合わせる。

水晶体を通過した光は、硝子体という透明な構造を通って網膜へ進む。水晶体を通過してから硝子体に進むという順番を押さえると、光の通路を問う問題に対応できる。

光量と遠近の調節

虹彩は瞳孔の大きさを変えることで、眼球に入る光の量を調節する。瞳孔は光が通る開口部にすぎず、大きさを変える主体は虹彩である。光量の調節を問われたときは、虹彩を中心に考えることが基本となる。

遠近調節は毛様体筋が収縮や弛緩によって水晶体小帯の張力を変え、水晶体の厚さと屈折力を変えることで行われる。近くを見るときは水晶体が厚くなって屈折力が増し、遠くを見るときは薄くなる。

瞳孔を小さくする縮瞳は瞳孔径の変化であり、水晶体の屈折力を変える遠近調節とは別の作用である。光量の調節と焦点の調節を混同しないことが区別の要点になる。

聴覚を担う内耳の構造

内耳の蝸牛管の中にあるコルチ器は、有毛細胞を含み、音の振動を電気信号に変換する聴覚の感覚受容器である。

蝸牛管では場所によって感じる音の高さが異なり、基底部は高い周波数に、頂部近くは低い周波数に対応する。音の大きさではなく周波数を問われた場合は、この部位と周波数の対応を判断の基準にする。