耳朵和眼睛哪个接收信息的速度最快？ 知乎用户，Live deep 我只谈视觉和听觉通路中的一个环节吧——听觉感受器比视觉感受器接收 / 处理信息的速度快。 外周感受器在外界刺激（机械，光，化学分子等）影响下，其膜电位发生改变，继而将这些刺激转化为神经系统中的电信号。其中，一些感受器通过直接开启 / 关闭感受器细胞膜上的离子通道，迅速改变膜电位；而另一些感受器接受刺激后则需要通过 G 蛋白偶联受体通路来改变感受器的细胞膜电位。这一传感过程需要在敏感度和反应速度做出权衡——直接打开离子通道速度更快；GPCR 虽然步骤多时间长，但是每个步骤都能够放大上一级信号，指数扩增使得感受器的敏感度大大增强。听觉感受器属于前者，而视觉感受器则属于后者。 毛细胞是听觉系统的感受器。之所以称之为毛细胞，是因为细胞顶端有纤毛。这些纤毛的顶端通过“顶端链接”（tip link）与上一排纤毛相连，而 tip link 本身控制着纤毛顶端的阳离子通道的开放与关闭。当毛细胞受到机械刺激（声波）时，纤毛产生位移，tip link 会“拉开”阳离子通道，阳离子（钾离子和钙离子）进入毛细胞，产生电位变化并释放神经递质。位移引起的电流的时间常数在 0.4ms 左右，所以整个过程的时间是在毫秒量级。 视觉系统的感受器包括视杆细胞和视锥细胞，两者将光转换为电信号的机制类似。视杆细胞更为敏感，可感受单个光子；视锥细胞速度更快，是视杆细胞的 5 倍左右，但敏感度只有视杆细胞的 1% 左右。光感受细胞在静息状态下（暗处），其阳离子通道是开放的，整个细胞处于去极化状态，释放较多的递质。当其接受到光刺激时，其细胞膜上的光感受蛋白视紫红质（rhodopsin）发生构象改变，激活传导蛋白（transducin）。Transducin 的 α 亚基活化（Tα-GDP->Tα-GTP）后进一步激活磷酸二酯酶（phosphodiesterase, PDE），PDE 水解 cGMP 生成 GMP，GMP 能够使对 GMP 敏感的阳离子通道关闭，从而使细胞复极化、减少递质释放。可以看出，整个过程经过多个步骤，在视杆细胞中从受到光刺激到其反应的峰值大概需要 100ms 左右，因此整个过程量级是在百毫秒；视锥细胞虽然更快，但是不会快过毛细胞的毫秒 / 亚毫秒量级。 此外，由第一张图可以看出，从视网膜接受到光信号到视神经（产生动作电位）需要经过 3 次换元，而毛细胞接受声音信号到听神经则只需要 2 次换元。从这个角度上来说，也是耳朵接受 / 处理信息的速度更快。 参考文献： From Neurons to Brian, fifth edition Mendez, A, M E Burns, I Sokal, A M Dizhoor, W Baehr, K Palczewski, D A Baylor, and J Chen. “Role of Guanylate Cyclase-Activating Proteins (GCAPs) in Setting the Flash Sensitivity of Rod Photoreceptors.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98, no. 17 (August 14, 2001): 9948–53. doi:10.1073/pnas.171308998. Crawford, A C, M G Evans, and R Fettiplace. “Activation and Adaptation of Transducer Currents in Turtle Hair Cells.” The Journal of Physiology 419, no. 1 (December 1, 1989): 405–34. doi:10.1113/jphysiol.1989.sp017878. 阅读： 为什么一些种类的听力损失是不可逆转的？ - 医学 每天听音乐超过一小时，真的会导致听力减退吗？ - 赵思家的回答 Luo, Dong-Gen, Tian Xue, and King-Wai Yau. “How Vision Begins: An Odyssey.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105, no. 29 (July 22, 2008): 9855–62. doi:10.1073/pnas.0708405105. Fettiplace, Robert, and Carole M Hackney. “The Sensory and Motor Roles of Auditory Hair Cells.” Nature Reviews. Neuroscience 7, no. 1 (January 2006): 19–29. doi:10.1038/nrn1828. 查看知乎原文
