生物実験　眼球のしくみ 教師用マニュアル　　池田博明

実験の目的　　ウシまたはブタの眼球を解剖し，眼球のしくみとはたらきを知る　　　　　

材料・用具　　ウシまたはブタの眼球（新しいもの），解剖皿，解剖バサミ，ピンセット，ものさし，洗面器，懐中電灯

（ブタの眼球はウシの眼球に比べて安価であるし，数も多く入手できる）　　　

方法　　　　　

１．準備

　１）プリント配布　　２）解剖器（ハサミ，ピンセット）・解剖皿・解剖マット配布

　３）解剖用具の説明，あと片付けの説明　　４）ものさし・洗面器配布

　５）カメラ眼の説明　　
　６）眼球の構造（ヒトの右眼の水平断面図）を確認，（　）内に用語記入

　７）ウシまたはブタの眼球を配布

☆普通は生徒は大騒ぎするが，気にせず淡々と進める。しばらくすると生徒も慣れてくる。

２．眼底の毛細血管

３．解剖（前半）の説明

　１）まぶた・瞬膜を指摘。瞬膜の位置から眼球の左右を判定；瞬膜は眼の内側から眼をおおっていく。瞬膜は鳥の目ではよく発達している。

　２）プリントの1「角膜」，2「ひとみ」，3「結膜」，4「視神経束」を観察・記録

　３）眼球周囲の筋肉を除く；動眼筋や視神経束を観察しながら行う。

　　　瞬膜のところを手がかりに切り始めよう。視神経束を切断しないこと。

▲ブタの眼球：動眼筋等を除く前である。前方から角膜、瞳孔、結膜、後方から視神経を確認する。	▲半割しているところ。男子生徒の指の大きさからブタの眼球の大きさが分かる
▲ブタの眼球の前半部：透明なガラス体とレンズが美しい。	▲ブタの眼球の後半部：新しい眼球では網膜がはがれにくい。中央やや左寄りに盲点のくぼみが見える（外に視神経が出ている）。

４．解剖実習

　　　（生徒はけっこう時間がかかる．ブタの目は小さいので筋肉を除くのも早い）

５．筋肉が除けて，眼球だけになったら，プリントに従って，眼球のサイズを測定させる。

６．解剖（後半）の説明（この説明は50分の授業では、３の後に続けて行っています）

　１）眼球の横断。ハサミがすべって手を傷つけないように注意する。

　ハサミを少し立てぎみにして切れ目を入れる。半割にする。

　☆ガラス体やレンズの透明さに生徒の歓声が上がる。

　２）虹彩(13)・毛様体(14)・レンズ(15)・ガラス体(16)・網膜(17)・盲斑(18)を確認。視神経の横断面・縦断面を観察する。

　レンズは煮ると白くなる。平面上の方が前面。
　凸レンズなので，新聞紙などの文字が大きく見える。（生徒は感動する）
　（持ち帰る場合はポリ袋にそのまま入れる。冷蔵庫で保存すれば数日そのまま）

　レンズをスライドガラスに載せた上で新聞紙の上に置くとレンズがしなびないですむ。

　ウシの眼球では脈絡膜に虹色に光る反射層がある。
　脈絡膜の最下層（強膜に近い方）には黒い色素層がある。
　※組織レベルでは網膜の視細胞（かん体・錐体）層の外側には色素細胞層がある。
　この色素細胞層は単層立方上皮で、脈絡膜と密接につながっている。

　黄点はウシやブタの眼球にはない。
　（ヒトでは例外的に黄色であるため，黄点とよばれ，ここには円錐細胞が集中する）

７．解剖実習

８．プリントにそってレンズの形を描くことと，サイズを測定する。

　　　　　角膜・強膜の厚さを測定（角膜は二つ折にして測定）

９．片付け

　　　１）盲点実験　　　　　　盲点があることを確認する

　　　２）利き目の実験 　　　前へ出した指先を見つめ，片目をつぶって確認する。

参考１．ほんとにウシやブタの目に黄斑（黄点）はないのか？

▼資料１．ローマー＆パーソンズ“脊椎動物のからだ　その比較解剖学” （法政大学出版局．1983年） 425ページ より

　かん状体と錐状体は両方とも網膜のどこにあってもよいのであるが、 しかしこれら２種類の細胞が共存する動物では、我々自身の眼のような分布をとっていることが多い． このような分布パターンをとる網膜の錘状体はほぼ中心部に集中しており、ほかの場所には僅かしかない．そしてこの中心部には事実上かん状体は無く、視覚が最も鮮明で解像度が最高に発達しているところである． これを中心視覚面という （これはヒトでは例外的に黄色に見えるので黄斑と呼ばれることもある）． またこの場所にはしばしば中心かが存在する． これは中心視覚面のなかの陥凹部で、血管や内細胞層がなくなっている場所であ る．

▼資料２．加藤嘉太郎“家畜比較解剖図説下巻”（養賢堂）　592ページより

　家畜でも黄斑と機能的に同じような部位が後極の近くに見られ、網膜中心野とよばれ、イヌ、ヤギで円く（正円中心野）、ウマ、ウシ、ブタ、ウサギで横線状（線状中心野）で端に円い部分がある（図あり） ．

●つまり，ヒトのような黄斑はないが、ウシやブタでは線状の網膜中心野はある（加藤の本には図もあります） ．

参考２．網膜と脈絡膜は区別できるのではないか？ （特にウシの眼球では区別できるのでは？）

▼資料１．前記のローマー＆パーソンズの本　419ページより

　脈絡膜には色素があり、網膜を通過した光をほとんど吸収する． しかしこのほか、板鰓類から様々な哺乳類に至る多くの脊椎動物の 脈絡膜には光の反射装置が組み込まれている．例えば最もよく知られているのは、夜中に自動車のヘッドライトに照らされて恐ろしいように光るネコの眼のようなものである．この現象が起こるのは反射膜によるわけで、 一般に夜行性の陸上動物や深海に住む魚類に発達している． この場合、眼に入る光量が多いと、内部反射は不必要なばかりか、視覚像の細部を混乱するので有害である．ところが、光量が少ないと、この反射鏡によって光が網膜に返されて多くなるから、むしろ短所を補って余りあるような状況となる．
　反射膜の構造にはいろいろ変異がある．その一つは有蹄類に共通するタイプで、脈絡膜の内部が光沢のある結合組織の繊維層となって一種の鏡のように作用する ものである．第二のタイプは、肉食獣や板鰓類およびある種の海産真骨魚に見られるもので、 反射膜を作る脈絡膜の細胞がグアニンの繊維状結晶を満たした上皮を 形成するものである（グアニンについては皮膚色素のところで触れておいた）．反射膜は、あるとすれば、脈絡膜の中にできるのが普通だが、網膜の色素層にグアニン鏡が発達する真骨魚類もある．

▼資料２．加藤嘉太郎“家畜比較解剖図説下巻”（養賢堂）　590ページ

　脈絡膜の内側では網膜色素上皮層と緊密に結合する．
　この色素上皮層を剥ぎとると平滑な脈絡膜内面が露出するが、 ウマ、反芻類、イヌではその面の一部（視神経侵入部上位）で独特の金属光沢（青色から金色）に輝く半月形、または三角形の領域が認められ、輝板（タペータム）とよばれ、ヒトの眼と違って動物の眼の光る理由はこれの存在による．

　脈絡膜は強膜に近い方から順に次の各層がある．
　i）脈絡上板
　色素細胞を混じえた疎性結合組織から成り、表層は強膜褐色板とよばれる．上板に接してみる脈絡周隙は毛様体や虹彩への血管、神経の通路となる．
　ii）血管板
　最も厚い層で血管を豊富に含み、これが５−６本の渦静脈に集る．　
　iii）境界板
　この層は家畜で違いがある．豚ではヒトと同じに発達が悪く、弾性膜から成るが、有蹄類家畜では発達がよく、厚い繊維性輝板となり、犬では５−６層 （部位により１０−１５層）の細胞層からなる細胞性輝板からなり、いずれも金属性の光沢を持つ．
　iv）脈絡毛細血管板
　毛細血管網からなる薄い層 　
　v)基底板
　薄い弾力膜の層

▼資料３．網膜剥離について　
　川野純一（九州保健福祉大学保健科学部）より（2007年1月）
　“｢網膜と脈絡膜を分離することが不可能である｣という表現は、誤解を招く表現である。
　網膜は強い衝撃などにより簡単にはがれる。この網膜剥離は視細胞の外節と網膜色素上皮との間で起こる。
　この部分は発生過程で見られる眼杯の内板外板二層の間に相当し、もともと脳室であった空間であり、両者の間には強い結合がない。一方、網膜色素上皮は基底膜を介して脈絡毛細管板という毛細血管網と強く接している。
　確かに、厳密に言えば、網膜色素上皮を含む網膜と脈絡膜を分離することはできない。
　しかし、網膜色素上皮を含まない｢神経網膜｣は網膜色素上皮をかぶっている脈絡膜からはがれてくる。はがれた神経網膜も、残った網膜色素上皮がついた脈絡膜もともに0.2mmほどの厚さで十分肉眼的に観察可能で、網膜剥離を教える教材として非常に良いものである”

　　　　　　　　視覚の異常とその原因となる部分

　　　　乱視 ← 角膜面の凹凸による

　　　　仮性近視　←　毛様筋の働きが弱まり，レンズが薄くならない

　　　　近視　←　眼球の形が深く，像が網膜の手前に出来る

　　　　遠視　←　眼球の形が浅く，像が網膜の外に出来る

　　　　老視（老眼）　←　レンズが老化して硬化し，弾性を失う（特定の位置のみに焦点が合う）

　　　　白内障　←　レンズが白く濁る

　　　　網膜はく離　←　網膜がはがれてくる

　　　　夜盲症（とり目）　←　ビタミンＡの不足

　その他，視神経や大脳の視覚野の障害でも見えなくなることがある。　　　　　　　　　

　　　　　各部のはたらき（あまり詳しく説明していないが参考のため）

●角膜；光を集束する機能がある。
●虹彩；神経によって支配され，光量調節に働く。日本人はメラニン色素のため，黒色だが，欧米人は色素が少なく，ガラス体で屈折した光のため，いろんな色に見える。
●毛様体；ヒトの場合は毛様体に付着するチン小帯にレンズが懸垂されていて，休止状態では遠視眼（遠くにピントがあう）である。しかし，毛様筋が収縮すると，毛様体（およびチン小帯）が前進するため，弾性力でレンズはふくらむ。そして近くが見える。ウシの場合は毛様体筋が発達していないので，遠視眼である（ラットなどさまざまなほ乳類がそうである）。
●網膜の視細胞には２種類の細胞がある。錐体細胞とかん体細胞である。錐体細胞（円錐細胞）は色覚を持つが一般に非常に少なく（全体の5％以下），網膜の中央部に分布する。かん体細胞（棒細胞）は色覚がなく，明暗覚だけである。
●セキツイ動物ではいったん網膜を通過した光が反射して視細胞に入るようになっている。なぜこのような逆転が起こっているのか。発生学的には網膜は脳の外側突出部から出来るためとされる。盲点があるのはこのためである。視細胞が眼の前を向いているイカやタコの眼には盲点はない。