感知覺學(xué)習(xí)對(duì)斜弱視患者視功能重建的研究進(jìn)展

何 娟,張 黎

感知覺學(xué)習(xí)對(duì)斜弱視患者視功能重建的研究進(jìn)展

何 娟,張 黎

作者單位:(400042)中國重慶市,重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院眼科

斜視、弱視是臨床上常見的眼病,國內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用生物和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)斜弱視的病因、發(fā)病機(jī)制及治療等進(jìn)行了多方位探討和研究,并取得了很大的進(jìn)展。斜、弱視患者的雙眼視功能分類研究能使人們能夠全面、準(zhǔn)確地理解斜弱視發(fā)生的神經(jīng)機(jī)制及匹配的生物模型,對(duì)尋求斜弱視臨床治療和視功能重建的新途徑有所幫助。本文介紹了感知覺學(xué)習(xí)的定義及機(jī)制,并重點(diǎn)探討了影響感知覺學(xué)習(xí)效果的可能因素、感知覺學(xué)習(xí)治療效果的持續(xù)時(shí)間及神經(jīng)機(jī)制。該領(lǐng)域未來需要在斜弱視發(fā)病的神經(jīng)機(jī)制、感知覺學(xué)習(xí)重建斜弱視視功能的具體機(jī)制、影響感知覺學(xué)習(xí)效果的因素等方面做進(jìn)一步研究。近年來,人們對(duì)大腦神經(jīng)可塑性及感知覺學(xué)習(xí)的研究越來越深入,并應(yīng)用于臨床,治療斜弱視,重建斜弱視患者雙眼視功能,取得了令人欣喜的效果,現(xiàn)將感知覺學(xué)習(xí)治療相關(guān)的國內(nèi)外研究進(jìn)展綜述如下。

斜弱視;感知覺學(xué)習(xí);雙眼視功能;立體視

引用:何娟,張黎.感知覺學(xué)習(xí)對(duì)斜弱視患者視功能重建的研究進(jìn)展.國際眼科雜志2015;15(11):1913-1916

0 引言

近年來,隨著人們對(duì)大腦視覺神經(jīng)可塑性認(rèn)識(shí)的深入,感知覺學(xué)習(xí)的概念被逐步引入到斜視、弱視檢查治療領(lǐng)域,目前已進(jìn)入臨床應(yīng)用階段。斜視是指兩眼視軸不能對(duì)齊,一只眼注視目標(biāo)時(shí),而另一只眼偏向目標(biāo)的一側(cè)(向內(nèi)、向外、向上或向下)。當(dāng)斜視發(fā)生時(shí),機(jī)體為了避免復(fù)視和混淆視帶來的不適,從一個(gè)眼睛產(chǎn)生的圖像通常會(huì)被抑制。斜視不但嚴(yán)重影響外觀,由于眼位偏斜帶來復(fù)視和視混淆、產(chǎn)生單眼抑制和視網(wǎng)膜異常對(duì)應(yīng),導(dǎo)致紋狀皮層中雙眼視覺細(xì)胞明顯減少,從而嚴(yán)重影響雙眼視覺功能。斜視的治療應(yīng)重視雙眼視的多級(jí)功能恢復(fù),矯正視感知覺眼位是斜視治療的關(guān)鍵一步,而雙眼視整合和立體視的恢復(fù)應(yīng)在斜視治療中占有更重要的地位。尤其是對(duì)于具備條件的斜視患者,治療斜視的首要目的應(yīng)是修復(fù)患者的雙眼視功能整合儲(chǔ)備能力[1]。弱視的治療最終目的也是恢復(fù)雙眼視功能。弱視是一種由于先天性或在視覺發(fā)育的關(guān)鍵期進(jìn)入眼內(nèi)的光刺激不夠充分,剝奪了黃斑形成清晰物像的機(jī)會(huì)(視覺剝奪)和(或)兩眼視覺輸入不等引起的清晰物像與模糊物像之間發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)(兩眼相互作用異常)所造成的以空間視力損害為特征的單眼或雙眼的視力疾患。感知覺學(xué)習(xí)是利用大腦視覺神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性,通過特定空間頻率濾波算法圖像生成和雙眼能量平衡狀態(tài)學(xué)習(xí)區(qū)建立,矯治和改善大腦神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào)加工處理能力,從而達(dá)到治療的目的。美國著名的視知覺科學(xué)家Levi已經(jīng)證實(shí)感知覺學(xué)習(xí)可以有效地提高兒童弱視者的視覺能力[2]。感知覺學(xué)習(xí)為斜弱視患者視功能的重建提供了新的治療方法。

1 感知覺學(xué)習(xí)的定義及機(jī)制

感知覺學(xué)習(xí)在1963年首次被Eleanor Gibson提出,被定義為“對(duì)一系列刺激的感知實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)后的任何相對(duì)永久和一致的變化”,即通過重復(fù)實(shí)踐和知覺任務(wù)訓(xùn)練,而出現(xiàn)長(zhǎng)期而持久的感知性能的改善,是一種長(zhǎng)期持續(xù)的視覺皮質(zhì)的改變,它不同于認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的學(xué)習(xí),常常表現(xiàn)出刺激和任務(wù)的特異性。成人視覺系統(tǒng)的訓(xùn)練敏感性表明,感知系統(tǒng)不是靜止的,包括在成人期。視覺系統(tǒng)能夠主動(dòng)適應(yīng)和反映外界環(huán)境各種變化,從而導(dǎo)致發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能的改變,并維持一定時(shí)間的過程稱為神經(jīng)可塑性,它包括了生理性和病理性兩個(gè)方面。神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性(指突觸強(qiáng)度和數(shù)目發(fā)生變化的能力),是學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ)。神經(jīng)可塑性的形式包括經(jīng)驗(yàn)誘導(dǎo)的樹突增長(zhǎng)或縮短、樹突刺密度改變、突觸功效改變,經(jīng)驗(yàn)引起的皮層重組以及學(xué)習(xí)和實(shí)踐引起神經(jīng)系統(tǒng)血管生成。感知覺學(xué)習(xí)的研究在詮釋成人感知系統(tǒng)的神經(jīng)可塑性方面是具有理論意義的,而且能更好的理解在人類觀察者的信息處理的局限性。許多研究表明靈長(zhǎng)類動(dòng)物以及人類的大腦,都有一定程度的神經(jīng)可塑性,能夠通過對(duì)感知覺任務(wù)的重復(fù)練習(xí)或感知覺學(xué)習(xí)提高感知性能[3]。目前有許多學(xué)者研究感知覺學(xué)習(xí)的神經(jīng)-解剖機(jī)制,但其治療斜視、弱視的確切機(jī)制還不清楚。現(xiàn)存的證據(jù)表明斜弱視的視覺系統(tǒng)的神經(jīng)損傷主要發(fā)生在視覺皮層[4]。感知覺學(xué)習(xí)可能導(dǎo)致性能和在視覺編碼早期階段的神經(jīng)處理發(fā)生永久的變化,即經(jīng)過有規(guī)律的練習(xí)視覺任務(wù)后,可以逐漸的引起對(duì)應(yīng)的神經(jīng)元或是某種神經(jīng)遞質(zhì)的改變,從而提高感知性能。近幾十年來,許多研究表明感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練對(duì)視覺缺陷的患者的視力、對(duì)比敏感度、立體視功能等有顯著提高,對(duì)于斜弱視視功能的重建也有顯著療效,其臨床意義已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。

2 感知覺學(xué)習(xí)在斜弱視治療中的應(yīng)用

2.1 感知覺學(xué)習(xí)提高弱視患者視力弱視是視覺發(fā)育期由于單眼斜視、未矯正的屈光參差、高度屈光不正及形覺剝奪引起的單眼或雙眼最佳矯正視力低于相應(yīng)年齡的視力;或雙眼視力相差2行及以上,視力較低眼為弱視[5]。因此,視力對(duì)弱視患者來說非常重要。從1996年開始Levi等[6-7]最早將知覺學(xué)習(xí)應(yīng)用于成人弱視患者,發(fā)現(xiàn)成人弱視經(jīng)過訓(xùn)練后視力仍然可以有所提高。Li等[8]研究表明弱視兒童(年齡7～10歲)通過重復(fù)的位置辨別任務(wù)訓(xùn)練,部分受試者訓(xùn)練后表現(xiàn)出Snellen視力的提高(約26%),并指出感知覺學(xué)習(xí)技術(shù)可能會(huì)成為一種有效治療弱視的新方法。Levi等[7]在對(duì)11例成人弱視的研究中發(fā)現(xiàn)所有的受試者通過知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練以后游標(biāo)視力(Vernier acuity)均有明顯的提高。Xi等[9]報(bào)道的知覺學(xué)習(xí)治療弱視的進(jìn)一步研究結(jié)果提示,青少年及成人弱視經(jīng)知覺學(xué)習(xí)視力可獲得明顯提高,立體視也可得到明顯改善,而且立體視的提高并不依賴于視力的提高,說明知覺學(xué)習(xí)不同于傳統(tǒng)的治療手段,可有效改善患者的雙眼視功能,有助于弱視患者雙眼視功能的重建。Chen等[10]研究結(jié)果表示遮蓋組視力提高2行或以上者達(dá)96%,感知覺學(xué)習(xí)組達(dá)76%;遮蓋組平均遮蓋時(shí)間為37.3wk(522.2h),感知覺學(xué)習(xí)組平均遮蓋時(shí)間為29.5h。所以,知覺學(xué)習(xí)治療弱視具有治療周期較短和起效速度較快的特點(diǎn),同時(shí)還可改善雙眼視功能。

2.2 感知覺學(xué)習(xí)改善雙眼視立體視覺是雙眼對(duì)三維空間各種物體的遠(yuǎn)近、前后、深淺和凹凸的相互關(guān)系的感知能力,是人和其他高等動(dòng)物特有的最高級(jí)視功能,其通常用人眼分辨最小雙眼視差角度的能力來表達(dá)[11]。立體視覺的發(fā)育是一個(gè)極其復(fù)雜并不斷完善的過程,良好的雙眼視功能是獲取正常立體視覺的必要前提。斜弱視患者異常的視覺發(fā)育經(jīng)歷造成單眼抑制制和雙眼間異常視網(wǎng)膜對(duì)應(yīng),視覺中樞的雙眼性神經(jīng)細(xì)胞刺激減少,從而影響立體視覺的正常發(fā)育,并使立體視覺出現(xiàn)不同程度的損害[12]。

對(duì)于斜視患者而言,手術(shù)矯正眼位是關(guān)鍵的一步,為雙眼視功能的重建和恢復(fù)創(chuàng)造了眼位條件,只有建立了健全的雙眼視功能,才真正的達(dá)到了功能治愈的目的。Fatima等[13]研究發(fā)現(xiàn)部分患者斜視手術(shù)后能恢復(fù)或重建雙眼視覺功能,但研究對(duì)象較少。斜視患者由于早期不正常的視覺經(jīng)歷,部分患者眼位矯正后皮層功能的異常依然存在,所以雙眼視覺并沒有恢復(fù)正常,而感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練能重建相關(guān)的視覺皮層處理通路,從而促進(jìn)患者雙眼視功能的重建,使斜視患者達(dá)到功能性的治愈標(biāo)準(zhǔn)。Paffen等[14]認(rèn)為大腦神經(jīng)系統(tǒng)具有可塑性,感知覺學(xué)習(xí)是通過特定的視覺刺激或任務(wù)訓(xùn)練激活不同的視覺信號(hào)通路,矯治和改善大腦神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào)加工處理能力,從而達(dá)到治療的目的。目前已有研究證明弱視患者通過感知覺學(xué)習(xí),可以獲得顯著地視覺能力改善。感知覺學(xué)習(xí)系統(tǒng)內(nèi)容包括脫抑制、雙眼交互平衡、內(nèi)外融合力、立體視訓(xùn)練等,其中主要是通過脫抑制建立同時(shí)知覺,糾正異常視網(wǎng)膜對(duì)應(yīng),增加融合功能,在參數(shù)層面做推拉學(xué)習(xí)從而促進(jìn)立體視恢復(fù)。感知覺學(xué)習(xí)系統(tǒng)根據(jù)每位患者雙眼視覺功能的缺損位點(diǎn)來設(shè)計(jì)訓(xùn)練內(nèi)容,使患者分步驟、個(gè)性化的進(jìn)行感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練。感知覺學(xué)習(xí)的訓(xùn)練模式因?yàn)榻柚司W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)以及游戲的訓(xùn)練形式,患兒容易接受并能長(zhǎng)期堅(jiān)持訓(xùn)練,依從性較高,是一個(gè)值得推廣的斜弱視視功能重建的治療方法。感知學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以對(duì)斜弱視患者的知覺眼位、對(duì)比敏感抑制度、精細(xì)立體視、大范圍立體視、運(yùn)動(dòng)立體視等方面進(jìn)行檢查,對(duì)患者的雙眼視功能狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的分類和治療,且能提高患者的對(duì)比敏感度、定位敏感度、深度知覺等。

2.3 改善雙眼視功能的傳統(tǒng)方法遮蓋療法是弱視的傳統(tǒng)治療方法,通過遮蓋優(yōu)勢(shì)眼,強(qiáng)制性地避免了優(yōu)勢(shì)眼對(duì)弱視眼的抑制,從而提高弱視眼的視力。雖然,遮蓋可有效提高弱視眼的視力,但遮蓋健眼造成患者失去雙眼同時(shí)視的機(jī)會(huì),不利于雙眼視功能重建。Wallace等[15]對(duì)弱視遮蓋治療后立體視的恢復(fù)狀況進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,即使弱視眼視力恢復(fù)到正常,患者仍然存在立體視的缺陷。另外,遮蓋治療有可能會(huì)形成遮蓋性弱視[16]。遮蓋療法是弱視雖然廣泛用于青少年弱視治療,但是其對(duì)弱視患者雙眼視功能的恢復(fù)欠佳。國內(nèi)外大量的臨床研究表明同視機(jī)訓(xùn)練對(duì)于斜弱視患者重建雙眼視功能有效,但由于同視機(jī)價(jià)格比較昂貴、對(duì)操作人員要求也較高,所以未能廣泛應(yīng)用于臨床。目前,也有學(xué)者采用Cheiroscope實(shí)體鏡對(duì)斜弱視患者進(jìn)行立體視訓(xùn)練,結(jié)果顯示訓(xùn)練后立體視均有提高,認(rèn)為實(shí)體鏡在雙眼視訓(xùn)練中有較好的應(yīng)用前景[17],但缺乏大量臨床研究證明且需要家長(zhǎng)陪同訓(xùn)練,依從性較差。上述傳統(tǒng)治療方法內(nèi)容固定、枯燥,操作困難性較大,不能顯著改善立體視,且難以積極主動(dòng)參與并長(zhǎng)期堅(jiān)持,依從性較差。

3 影響感知覺學(xué)習(xí)效果的可能因素

3.1 術(shù)后眼位術(shù)后眼位對(duì)于斜視患者立體視的恢復(fù)是至關(guān)重要的,所以手術(shù)矯正眼位是治療斜視很關(guān)鍵的一步,也是重建斜視患者術(shù)后視功能的基本前提。早在40多年前Hubel和Wiesel建立了一個(gè)簡(jiǎn)單模型,他們認(rèn)為早期不正常的視覺經(jīng)歷導(dǎo)致大腦皮層功能發(fā)生了重大的改變[18]。而斜視患者雙眼視功能的缺損與大腦皮層的改變是有關(guān)聯(lián)的,這種大腦皮層的重大改變使得這部分患者即使眼位被矯正,雙眼視覺功能的恢復(fù)依然很困難,不過也有文獻(xiàn)報(bào)道部分間歇性外斜視患者手術(shù)矯正眼位后雙眼視功能得以恢復(fù)。目前大量的研究表明,大腦皮層具有很大程度的可塑性,而這種大腦皮層的可塑性能被長(zhǎng)期、規(guī)律的感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練所加強(qiáng)。因此,手術(shù)矯正眼位后,可以通過感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練來重建斜視患者的雙眼視功能,但術(shù)后的眼位是否為正位是一個(gè)很關(guān)鍵的問題。正常的眼位是雙眼同時(shí)視,形成立體視覺的前提條件。所以,在臨床工作中應(yīng)盡量保證斜視手術(shù)后的眼位為正位,避免欠矯或過矯,否則會(huì)影響術(shù)后雙眼視功能的重建,甚至?xí)够颊唠p眼視功能進(jìn)一步喪失。

3.2 年齡斜弱視大部分在出生后短期內(nèi)即發(fā)生,如不及時(shí)治療,會(huì)影響雙眼單視功能的正常發(fā)育,引起雙眼視功能異常。人的雙眼視功能隨著年齡的增長(zhǎng)發(fā)育成熟,2～6歲為視覺發(fā)育的敏感期。通常認(rèn)為,在視覺發(fā)育敏感期雙眼視功能被破壞,仍有機(jī)會(huì)可塑性修復(fù),如果錯(cuò)過了視覺發(fā)育的敏感期,細(xì)胞膜層面的改變是原有通道的修復(fù)不可逆轉(zhuǎn)。隨著感知覺學(xué)習(xí)的概念被提出,近年來人們對(duì)感知覺學(xué)習(xí)的深入研究表明,即使錯(cuò)過了視覺發(fā)育敏感期,大腦皮層仍有很大程度的可塑性,仍然可能重建其他通道來恢復(fù)雙眼視覺功能。目前,有些學(xué)者認(rèn)為年齡可能不是感知覺學(xué)習(xí)效果差異的重要因素。Li等[8,19]的研究表明感知覺學(xué)習(xí)對(duì)成人弱視患者(≥18歲)的雙眼視功能有明顯提高,而對(duì)兒童弱視患者的雙眼視功能的提高相對(duì)較少。Polat等[20]和Chen等[10]的研究也表明感知覺學(xué)習(xí)對(duì)弱視患者雙眼視功能及視力的提高與年齡無明顯相關(guān)關(guān)系。Lal等[21]對(duì)21例斜視術(shù)后患者進(jìn)行研究表明成人斜視術(shù)后視功能是有可能恢復(fù)的。斜視患者術(shù)后視功能的重建與弱視患者視力的提高是否類似,與年齡有無相關(guān),仍需要進(jìn)一步研究,未得到明確的證實(shí)。

3.3 感知覺任務(wù)感知覺學(xué)習(xí)通過特定的帶圖像交互的感知覺任務(wù)激活不同的視覺皮層通路,矯治由于早期不正常的視覺經(jīng)歷大腦皮層發(fā)生的改變。感知覺任務(wù)的圖像交互方式也可能是影響感知覺學(xué)習(xí)效果的重要因素。Polat等[20]的研究顯示用和目標(biāo)不同距離的高對(duì)比度側(cè)翼訓(xùn)練“橫向交互”,對(duì)弱視患者的對(duì)比敏感度和Snellen敏銳度有明顯提高。Polat等認(rèn)為是這種高對(duì)比度側(cè)翼訓(xùn)練引起了這種提高。然而,Zhou等[22]運(yùn)用沒有側(cè)翼的感知覺任務(wù)對(duì)弱視患者進(jìn)行訓(xùn)練,弱視患者的對(duì)比敏感度和Snellen敏銳度也得到了等效的提高[23]。但是,Polat等的研究(有側(cè)翼的感知覺訓(xùn)練任務(wù))對(duì)弱視患者視覺敏銳度的提高比其他的研究都要顯著。目前尚不清楚,是否是包含側(cè)翼的訓(xùn)練引起的這種差異。目前有很多研究,利用不同的感知覺訓(xùn)練任務(wù)對(duì)弱視患者進(jìn)行反復(fù)的訓(xùn)練,對(duì)弱視患者視力和立體視的提高程度都不相同,也可能是感知覺學(xué)習(xí)的持續(xù)時(shí)間和弱視的嚴(yán)重程度導(dǎo)致了這種差異。

3.4 感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練的持續(xù)時(shí)間感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練的持續(xù)時(shí)間似乎對(duì)感知覺學(xué)習(xí)的效果有著重要的影響。目前很重要的問題是斜弱視患者感知覺學(xué)習(xí)時(shí)間劑量-效果關(guān)系沒有公認(rèn)的指標(biāo)。有研究表明感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng),弱視患者的視力及立體視改善效果越好,而且感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練的時(shí)間可能與其弱視的嚴(yán)重程度成正相關(guān)關(guān)系,嚴(yán)重的弱視可能需要的訓(xùn)練時(shí)間更長(zhǎng),需要接近50h(3500次練習(xí))才能達(dá)到穩(wěn)定時(shí)期[24]。如果這一結(jié)果可以推廣到斜視患者,也許有人會(huì)認(rèn)為,視功能受損嚴(yán)重的斜視患者需要的訓(xùn)練時(shí)間更長(zhǎng)。斜視患者術(shù)后視功能的重建訓(xùn)練時(shí)間與弱視患者雙眼視功能提高是否類似,尚未有研究,還需進(jìn)一步探討。對(duì)于斜視術(shù)后患者雙眼視功能改善開始有明顯療效和達(dá)到基本治愈所需要的訓(xùn)練時(shí)間并沒有統(tǒng)一的說法,有很強(qiáng)的個(gè)體差異性。對(duì)于感知覺訓(xùn)練的頻次,目前國內(nèi)大多是每天2次,每次訓(xùn)練時(shí)間為30min,訓(xùn)練頻率與雙眼視功能重建效果是否有關(guān)聯(lián)目前尚不清楚。

3.5 睡眠睡眠對(duì)于各種類型長(zhǎng)時(shí)程記憶的形成和鞏固非常重要。就感知覺學(xué)習(xí)而言,正常睡眠或者只是訓(xùn)練后短暫的小睡[25]都有助于學(xué)習(xí)效果的產(chǎn)生和鞏固,而剝奪睡眠后知覺學(xué)習(xí)就不能發(fā)生[26]。所以,睡眠對(duì)感知覺學(xué)習(xí)的效果也有一定的影響。

3.6 感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練的依從性對(duì)于視功能的重建訓(xùn)練,患者的依從性尤為重要。感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練采用網(wǎng)絡(luò)方式,對(duì)于不同視功能障礙的患者提供針對(duì)性、個(gè)體化的跟蹤式調(diào)節(jié)式感知覺任務(wù)訓(xùn)練,內(nèi)容形象、生動(dòng),訓(xùn)練形式簡(jiǎn)單、方便,增加了患者興趣和訓(xùn)練的主動(dòng)參與性,提高了依從性。

4 感知覺學(xué)習(xí)治療效果的持續(xù)時(shí)間

對(duì)于正常視覺的成人,感知覺學(xué)習(xí)的效果常常被認(rèn)為是持久的。目前,也有一些關(guān)于感知覺學(xué)習(xí)對(duì)弱視患者的效果的持久性的文章出現(xiàn)。Polat等[20]對(duì)進(jìn)行感知覺學(xué)習(xí)后的弱視患者進(jìn)行研究,分別于停止訓(xùn)練3、6、9、12mo后檢查視功能,發(fā)現(xiàn)視功能只有很少的減退。Zhou等[22]報(bào)告弱視患者視功能幾乎完全保留至停止感知覺學(xué)習(xí)訓(xùn)練的18mo后,而Chen等[10]報(bào)告說,92%受試者改進(jìn)的視覺敏銳度保留長(zhǎng)達(dá)8mo。因此,感知覺學(xué)習(xí)引起的視覺改善似乎是持久的。但是,感知覺對(duì)于斜視患者術(shù)后視功能重建的效果的持續(xù)時(shí)間尚未研究,根據(jù)感知覺學(xué)習(xí)引起的是一種長(zhǎng)期持續(xù)的視覺皮質(zhì)的改變這一理論,可以推斷斜視術(shù)后雙眼視功能恢復(fù)的效果也可能長(zhǎng)期保持。

5 感知覺學(xué)習(xí)改善視功能的可能原理

很多研究顯示,感知覺學(xué)習(xí)可以有效提高斜視、弱視患者視力和立體視。有許多研究嘗試解釋感知覺學(xué)習(xí)提高雙眼視功能的原理。一種觀點(diǎn)認(rèn)為感知覺學(xué)習(xí)使視覺通路中的對(duì)于某些局部特征敏感的神經(jīng)元早期即發(fā)生神經(jīng)反應(yīng)改變[27-28]。另一種觀點(diǎn)是,感知覺學(xué)習(xí)性能的改善是基于高水平的認(rèn)知過程[29]。人類的視覺加工是按照等級(jí)加工模式處理的,視覺信息從低級(jí)視皮層到高級(jí)視覺中樞逐漸完成加工過程。視覺認(rèn)知始于視網(wǎng)膜,經(jīng)外側(cè)膝狀體核投射到視皮層,再向具有進(jìn)一步處理功能的大腦皮層輻射。有學(xué)者提出了雙眼視覺的雙通道理論[30],即在紋外皮層階段,信息處理通過兩條在解剖和功能上不同的視覺通路來完成,一條是背側(cè)視覺通路:從V1到背側(cè)枕頂皮層,與視覺刺激的空間位置和運(yùn)動(dòng)信息加工有關(guān),即“where”通路;另一條是腹側(cè)視覺通路,從V2區(qū)通過視覺皮層V4區(qū)到腹側(cè)枕穎皮層,與客體特征有關(guān),包括形狀、顏色、大小及質(zhì)地等,即“what”通路。形狀知覺結(jié)合空間位置知覺的情況下,背側(cè)和腹側(cè)通路是共同興奮的?？梢姴煌囊曈X加工通路并不是完全分離的,兩者之間存在許多重要的交通,這是視覺信息在高級(jí)階段能夠完成整合加工的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。最近,國內(nèi)外眼科界科學(xué)家研究了視覺雙通路雙眼視覺雙通路,揭示了斜弱視的缺損機(jī)制及為尋求斜弱視治療的新方法提供了重要的理論依據(jù)。此外, Xiao等[29]提出視網(wǎng)膜的早期視覺皮層是感知覺學(xué)習(xí)的神經(jīng)基礎(chǔ)的概念,感知覺學(xué)習(xí)是通過這種大腦皮層的神經(jīng)可塑性實(shí)現(xiàn)立體視功能的改善。感知覺學(xué)習(xí)引起的視功能改善也可能是因?yàn)楸挥^察者學(xué)會(huì)更好的控制斜視及弱視眼的調(diào)節(jié),但這個(gè)解釋似乎也不太可能完全解釋感知覺學(xué)習(xí)的效果。Hess等[31]在最近的研究中發(fā)現(xiàn),斜視與弱視患者的雙眼視覺通路的功能是正常的,只不過被抑制了,當(dāng)抑制去除之后,雙眼視功能就會(huì)表現(xiàn)出來。目前,對(duì)于感知覺學(xué)習(xí)如何改善視功能這個(gè)問題,有許多不同的觀點(diǎn),尚未達(dá)成一致,還需更深入詳盡的研究。

6 問題與展望

斜、弱視一直是研究的熱點(diǎn)問題,從病因、發(fā)病機(jī)制、治療方式及雙眼視功能的重建都取得了較大的進(jìn)步,尤其是隨著視感知覺研究的臨床應(yīng)用,為斜弱視雙眼視功能的重建提供了新的治療方法。但仍有許多問題需要我們繼續(xù)探討,如斜弱視發(fā)病的神經(jīng)機(jī)制、感知覺學(xué)習(xí)重建斜弱視視功能的具體機(jī)制、影響感知覺學(xué)習(xí)效果的因素等。感知覺學(xué)習(xí)對(duì)斜、弱視視功能的重建的研究有助于斜視的臨床治療,具有重要的臨床意義。

1牛蘭俊.斜視治療應(yīng)重視雙眼視覺功能的恢復(fù).中華眼科雜志2005;41(7):577-579

2 Neri P,Levi DM.Spatial resolution for feature binding is impaired in peripheral and amblyopic vision.J Neurophysiol2006;96(1):142-153

3 Buonomano DV,Merzenich MM.Cortical plasticity:from synapses to maps.Annu Rev Neurosci 1998;21:149-186

4 Kiorpes L.Visual processing in amblyopia:Animal Studies.Strabismus2006;14(1):3-10

5中華醫(yī)學(xué)會(huì)眼科學(xué)分會(huì)斜視與小兒眼科學(xué)組.弱視診斷專家共識(shí)(2011年).中華眼科雜志2011;47(8):768

6 Levi DM,Polat U.Neural plasticity in adults with amblyopia. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.Proc Natl Acad Sci U S A 1996;93(13):6830

7 Levi DM,Polat U,Hu YS.Improvement in Vernier acuity in adults with amblyopia-Practice makes better.Invest Ophthalmol Vis Sci1997;38 (8):1493

8 Li RW,Young KG,Hoenig P.Perceptual learning improvesvisual performance in juvenile amblyopia.Invest Ophthalmol Vis Sci2005;46 (9):3161

9 Xi J,Jia WL,Feng LX,et al.Perceptual learning improves stereoacuity in amblyopia.Invest Ophthalmol Vis Sci2014;55(4):2384-2391

10 Chen PL,Chen JT,Fu JJ,et al.A pilot study of anisometropic amblyopia improved in adults and children by perceptual learning:an alternative treatment to patching.Ophthalmic Physiol Opt2008;28(5): 422-428

11 Blake R,Wilson H.Binocular vision.Vision Res2011;51(7):754-770

12 Greenwood JA,Tailor VK,Sloper JJ,et al.Visual acuity,crowding,and stereo-vision are linked in children with and without amblyopia.Invest Ophthalmol Vis Sci2012;53(12):7655-7665

13 Fatima T,Amitava AK,Siddiqui S,et al.Gains beyond cosmesis: Recovery of fusion and stereopsis in adults with longstanding strabismus following successful surgical realignment.Indian J Ophthalmol2009;57 (2):141

14 Paffen CL,Verstraten FA,Vidny ánszky Z.Attention-based perceptual learning increases binocular rivalry suppression of irrelevant visual features.J Vis2008 8(4):25

15 Wallace DK,Lazar EL,Melia M,et al.Stereoacuity in children with anisometropic amblyopia.J Aapos2011;15(5):455-461

16 Longmuir S,Pfeifer W,Scott W,et al.Effect of occlusion amblyopia after prescribed full-time occlusion on long-term visual acuity outcomes. J Pediatr Ophthalmol Strabismus 2013;50(2):94-101

17陳燕燕,蘇炎峰,陳潔.Cheiroscope實(shí)體鏡在斜弱視兒童立體視訓(xùn)練中的應(yīng)用.眼視光學(xué)雜志2006;8(4):267-268

18 Cgrbrendan T,Paul V.MAW Understanding the neural basis of amblyopia.Neuroscientist 2004;10(2):106-117

19 Li RW,Klein SA,Levi DM.Prolonged Perceptual Learning of Positional Acuity in AdultAmblyopia:Perceptual Template Retuning Dynamics.J Neurosci2008;28(52):14223-14229

20 Polat U,Ma-Naim T,Belkin M,et al.Improving vision in adult amblyopia by perceptual learning.Proc Natl Acad Sci U S A2004;101 (17):6692-6697

21 Lal G,Holmes JM.Postoperative stereoacuity following realignment for chronic acquired strabismus in adults.J Am Assoc Pediatr Ophthalmol Strabismus2002;6(4):233-237

22 Zhou Y,Huang C,Xu P,et al.Perceptual learning improves contrast sensitivity and visual acuity in adults with anisometropic amblyopia.Vision Res2006;46(5):739-750

23 Huang CB,Zhou Y,Lu ZL.Broad bandwidth of perceptual learning in the visual system of adults withanisometropic amblyopia.Proc NatlAcad Sci U S A 2008;105(10):4068-4073

24 Li RW,Provost A,Levi DM.Extended perceptual learning results in substantial recovery of positional acuity and visual acuity in juvenile amblyopia.Invest Ophthalmol Vis Sci2007;48(11):5046-5051

25 Mednick S,Nakayama K,Stickgold R.Sleep-dependent learning:A nap is as good as a night.Nat Neurosci2003;6(7):697-698

26 Atienza M,Cantero JL,Stickgold R.Posttraining sleep enhances automaticity in perceptual discrimination.J Cogn Neurosci2004;16(1): 53-64

27 Fahle M.Perceptual learning:A case for early selection.J Vis2004;4 (10):879-890

28 Fahle M.Learning to tell apples from oranges.Trends Cogn Sci2005;9 (10):455-457

29 Xiao LQ,Zhang JY,Wang R,et al.Complete transfer of perceptual learning across retinal locations enabled by double training.CurrentBiology 2008;18(24):1922-1926

30 Vogels R.Mechanisms of visual perceptual learning in macaque visual cortex.Topics Cognitive Sci2010;2(2):239-250

31 Hess RF,Mansouri B,Thompson B.Restoration of binocular vision in amblyopia and strabismus.Strabismus 2011;19(3):110-118

Research progress of perceptual learning on the reconstruction of visual function in the patients with strabismus and amblyopia

Juan He,Li Zhang

Department of Ophthalmology,the First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing 400042,China

Li Zhang.Department of Ophthalmology,the First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing 400042,China.1371206849@qq.com

·Strabismus and amblyopia are common clinical eye diseases.Chinese and international scholars have studied them with biotechno logy and computer technology from many perspectives such as their pathogen,pathogenesis and treatment,and have made great progress.The categorical study of binocular visual function in patients with strabismus and amblyopia provides comprehensive and accurate insights on the neurological mechanism and corresponding biological model,which is conducive to discovering new methods for the clinical treatment of the diseases and reconstruction of visual function.This paper introduces the definition and mechanism of perceptual learning,and discusses the possible in fluence factors,the duration of the treatment effect and neural mechanism of perceptual learning.The further researches were needed on the aspects of the neural mechanism of strabismus and amblyopia,the specific mechanism of the reconstruction of visual function and influence facto rs of perception learning.In recent years,the research on the plasticity of cereb ral nerves and perceptual learning is getting more deeply.Perceptual learning has been used in clinical treatment of strabismus and amblyopia and the restoration of binocular visual function,and has achieved gratifying results.Hereby,w e p resent a literature review on the domestic and international researches concerning the treatment of perceptual learning.

strabismus and amblyopia;perceptual learning;binucolar visual function;stereopsis

何娟,女,在讀碩士研究生,醫(yī)師。

張黎,女,醫(yī)學(xué)博士,副主任醫(yī)師,副教授,曾在天津眼科醫(yī)院進(jìn)修,師從我國著名的小兒眼科專家趙堪興教授,2012年獲國家留學(xué)基金委資助,作為訪問學(xué)者在美國威爾士眼科醫(yī)院研修一年,師從威爾士眼科醫(yī)院兒科主任Dr.Levin和斜視矯正中心主任Dr.Nelson,研究方向:小兒斜弱視.1371206849@qq.com

2015-06-24

2015-10-13

:He J,Zhang L.Research progress of perceptual learning on the reconstruction of visual function in the patients with strabismus and amblyopia.Guoji Yanke Zazhi(Int Eye Sci)2015;15 (11):1913-1916

10.3980/j.issn.1672-5123.2015.11.20

Received:2015-06-24 Accepted:2015-10-13