隨機(jī)點動實驗概述

常淞，龍盤，鞏楊帆綜述，劉旭峰審校

（第四軍醫(yī)大學(xué)1.航空航天醫(yī)學(xué)系；2.心理學(xué)教研室，西安710032）

綜述

隨機(jī)點動實驗概述

常淞1，龍盤1，鞏楊帆1綜述，劉旭峰2審校

（第四軍醫(yī)大學(xué)1.航空航天醫(yī)學(xué)系；2.心理學(xué)教研室，西安710032）

隨機(jī)點動實驗；心理物理學(xué)；視覺運動覺

諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎獲得者沃森說過:“20世紀(jì)是基因的世紀(jì)，21世紀(jì)是腦科學(xué)的世紀(jì)”。而視覺作為人體80%以上信息的來源，扮演著極其重要的角色?；疽曈X信息包括:運動(包括運動方向和速度)、亮度、形狀、顏色、立體或深度視覺，其中運動信息最難被察覺。人們對運動物體和靜止物體的視覺感知是不相同的。目前臨床上常用的評價視功能的指標(biāo)如中心視力、靜態(tài)視野、色覺、對比敏感度等,實質(zhì)上只是反映了視網(wǎng)膜對靜止物體的分辨能力,而視覺運動覺檢查則是通過視覺系統(tǒng)對運動物體的分辨能力來評價其功能特性,因而更能準(zhǔn)確地反映視功能狀態(tài)。隨著心理物理學(xué)檢測技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，為滿足更加多樣的檢測需求，隨機(jī)點動實驗（Random dot kinematogram，RDK）應(yīng)運而生并不斷完善。目前該方法已推廣應(yīng)用于研究閱讀障礙患兒的動態(tài)視覺信息加工過程，也可應(yīng)用于多種臨床疾病如心理疾病、神經(jīng)精神疾病、眼科疾病等的早期診斷。本文主要介紹RDK的定義及基本實驗方法，簡述其相關(guān)神經(jīng)生理學(xué)依據(jù)，并歸納RDK實驗在心理學(xué)、精神病學(xué)以及眼科學(xué)等方面的臨床應(yīng)用，同時對航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用做進(jìn)一步展望。

1 RDK的介紹

1.1 RDK的定義及基本實驗方法 RDK是一種通過測量運動一致性或整體性閾值客觀反映視覺運動覺的最常用的心理物理學(xué)方法。在Wertheimer引進(jìn)運動感覺后,隨機(jī)點即被應(yīng)用于研究,但直到Braddieks的試驗后,隨機(jī)點的應(yīng)用才引起廣泛關(guān)注。此方法相對不受形覺及位置的影響,避免了受試者的心理作用。當(dāng)平面圖形上的元素（主要包括點、短線段）隨機(jī)任意方向運動時，若干數(shù)量的元素整合同步運動，向同一方向運動的點的百分比不斷變化。受試者通過按下按鈕表明已經(jīng)察覺存在同向運動（向左或向右；向上或向下），或者指出包含整體連貫運動的區(qū)域。通過測定受試者準(zhǔn)確識別時運動元素的百分比來確定運動一致性或整體性閾值。通過使用密集的隨機(jī)元素運動圖形，可以防止受試者從標(biāo)識和跟蹤元素個體的特征以推斷出方向。每個運動元素的運動時間有限，所以察覺并解釋整合同步運動需要對復(fù)合運動信號進(jìn)行整體識別。因此RDK可以客觀反映視覺運動覺功能。

1.1.1 視覺運動一致性檢查 視覺運動覺檢查需要一臺安裝隨機(jī)點動覺測試軟件的PC兼容機(jī)，監(jiān)視器顯示屏中央為一圓形固視點，每個刺激為一圓形視標(biāo)，運動的隨機(jī)點占圓形視標(biāo)內(nèi)象素點的5%，每個刺激中的各隨機(jī)點形狀大小一致,在每次顯現(xiàn)時移動相同的距離。但運動的隨機(jī)點中，其中的一部分隨機(jī)在某一方向以一致運動，其余的隨機(jī)點向上、下、左、右4個方向隨機(jī)運動[1]。隨機(jī)點運動到圖形邊緣將會消失，且每次一致性運動的隨機(jī)點會按照設(shè)計好的遞增度再次出現(xiàn)于視標(biāo)另一側(cè)的水平對應(yīng)點上，呈同向運動。當(dāng)受試者發(fā)現(xiàn)隨機(jī)點運動一致時，即為受試者的閾值。通過檢測視覺運動一致性的閾值，來比較檢測者的視覺運動敏感度[2]。

1.1.2 視覺運動整體性檢查 在同樣的設(shè)備下進(jìn)行試驗，刺激物為一系列短線段復(fù)合組成，運動的隨機(jī)線段占圓形視標(biāo)內(nèi)象素點的5%，每個刺激中的各隨機(jī)線段，在每次顯現(xiàn)時移動相同的距離。復(fù)合形式的任務(wù)在一張圖里，主體察覺是一個圓周，它由以直線為方向的線段復(fù)合組成。在運動的隨機(jī)線段中，其中的一部分隨機(jī)按照圓形軌跡在運動，其余部分的隨機(jī)線段無規(guī)則隨機(jī)運動。通過檢測組成圓形軌跡的線段的百分比得到視覺運動整體性的閾值，來比較檢測者的視覺運動整體性的敏感性[3]。

1.1.3 視覺運動檢查的衍生 RDK最早由心理物理學(xué)家發(fā)明，是心理疾病的一項輔助檢查。根據(jù)不同檢測需求，RDK衍生出了更多的類型。通過改變隨機(jī)點和背景的顏色，檢查顏色對視覺運動的影響。利用等亮度方法，通過顏色拮抗以分離視錐細(xì)胞的功能。其原理是應(yīng)用黃色背景光時，可以抑制紅和綠視錐細(xì)胞的敏感性，使藍(lán)視錐細(xì)胞的功能得以更加充分和單純的分離。同理，紫色背景下，綠視錐細(xì)胞最易興奮；青色背景時，紅視錐細(xì)胞最易興奮，從而能夠更加單純地分離感受不同顏色視錐細(xì)胞運動覺的功能[4]。當(dāng)然，也可以進(jìn)行視覺方向運動檢查，開展在垂直方向、對角線方向、擴(kuò)展方向的RDK。通過眼球開始運動的反應(yīng)時間來觀察眼睛對于不同方向的隨機(jī)點運動處理的速度；進(jìn)行視覺形狀運動檢查時，改變隨機(jī)點的形狀來探討個體對不同運動形狀的處理速度和差異；進(jìn)行視覺運動速率檢查時，改變隨機(jī)點的運動速率來比較個體對不同速率的感知差異[5-6]。

1.2 RDK的測量指標(biāo) 閾值由受試者的反應(yīng)確定,即受試者在確定每一次正確反應(yīng)后，被選變量將下降0.1 log單位，直到第一次錯誤反應(yīng)出現(xiàn),此時即為受試者的閾值,其測量指標(biāo)如最大位移閾值(Dmax)、最小位移閾值(Dmin)、相關(guān)閾值等反映了它們的基本功能。視覺感知到運動一致性或整體性時的最大位移量，即最大位移閾值((Dmax)最初被認(rèn)為是固定的，但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)在接受刺激的條件下該值會發(fā)生變化。Dmax的值由圖形中既定運動狀態(tài)下的潛在錯誤匹配的統(tǒng)計學(xué)性質(zhì)和視覺系統(tǒng)中運動識別細(xì)胞的感受野特性共同決定。當(dāng)我們覺察到屏幕上的運動時，必須有一個過程允許我們隨著時間的推移追蹤移動的物體。若時間不足，將會導(dǎo)致大量不同運動方向的信號錯誤輸入。通過研究空間隨機(jī)點動模型中的視覺運動中樞發(fā)現(xiàn)，低級運動識別系統(tǒng)有一定的空間范圍，其確保隨著時間的推移系統(tǒng)易于被同一個對象激活。該模型可預(yù)測，在Dmax以上，隨機(jī)點動模型的運動方向不可能被準(zhǔn)確識別，該值不受隨機(jī)點動模型中運動元素的大小或密度的影響。Dmax是衡量視覺通路中運動識別系統(tǒng)功能的尺度。然而，其他的研究顯示Dmax隨著運動元素大小的增加而增大，這種情況下，Dmax取決于模型運動后運動元素之間錯誤匹配的概率。這些沖突的信息最終被調(diào)和，表明在精細(xì)的細(xì)節(jié)被生理性預(yù)篩選階段刪除之后，Dmax確實由模型中運動元素之間的間距決定，分析運動數(shù)據(jù)所需的篩選器同靈長類動物射乳通路中的神經(jīng)元感受野有類似的大小[7]。

Dmin即隨機(jī)點在一水平方向上運動，在固定的時間空間頻率時，其被感知到物體運動時物體的最小位移量。許多實驗證明，Dmin提供的信息不是物體的位置,而是物體運動的信息。Nakayama通過應(yīng)用不同空間頻率的隨機(jī)點測量Dmin，作為時間頻率的一個功能，Dmin還通過它們具有不同的空間頻率，進(jìn)一步從位置信息中分離出運動。Dmin正常閾值比中心凹的感受野小，屬超敏視力范圍，一些因素如空間時間頻率影響其大小。由于較大直徑的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在感知較小范圍運動時起了重要作用，所以Dmin增大,表明大神經(jīng)節(jié)細(xì)胞選擇性的功能下降[8]。

相關(guān)閾值：在噪音背景下讓一些隨機(jī)點，以一定速率向一定方向運動，增加隨機(jī)點的數(shù)量以其相關(guān)運動剛好被感知，此時的隨機(jī)點與噪音的對比度比值，確定了相關(guān)閡值的大小。正常相關(guān)閾值5%～10%大小，主要受時間頻率及空間頻率的影響。時間間隔太長，相關(guān)運動常被感知為相反方向上的運動；而時間間隔太短，又常感覺不到物體的運動方向?？臻g方面，太大或太小，都只被感知為在不同運動方向的不同的刺激點。

1.3 RDK的神經(jīng)生理學(xué)依據(jù) 目前關(guān)于視覺信息加工的主要理論是“視覺通路假說”。該假說認(rèn)為，感知深度和運動的視知覺由M視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞傳導(dǎo)至外側(cè)膝狀體，隨后背側(cè)通路沿著枕頂葉分布，從枕葉初級視皮質(zhì)V1、V2、V3區(qū)經(jīng)內(nèi)側(cè)顳葉（MT）投射至枕頂葉。背側(cè)通路的神經(jīng)元主要對運動速度與方向等特征進(jìn)行反應(yīng)，功能是對物體空間位置和運動進(jìn)行識別[9]。RDK是一種主要用來探測大腦皮層外側(cè)膝狀體巨細(xì)胞（M細(xì)胞）在視覺運動過程中功能的心理物理學(xué)檢測方法。當(dāng)人體受到外界內(nèi)外環(huán)境的刺激時，RDK可以客觀的測量人體的心理物理學(xué)變化—視覺運動覺，通過運動一致性或整體性閾值客觀反映視覺運動覺。對運動一致性的感知直接與MT區(qū)域的活動相關(guān)，與更加早期的視覺區(qū)域活動無關(guān)。通過功能性磁共振成像（functional MRI）可發(fā)現(xiàn)低級別RDKs刺激下后部枕葉區(qū)出現(xiàn)激活區(qū)域，高級別RDKs刺激下枕葉和頂葉區(qū)域則出現(xiàn)了更加活躍的激活區(qū)域[10]。到目前為止，在對自閉癥受試者的研究中，尚未準(zhǔn)確定位出與識別運動的視覺系統(tǒng)相關(guān)的神經(jīng)區(qū)域。

一般來說，整體加工是空間視覺加工信息的一種方式，包括兩方面內(nèi)容，即一級視覺信息和二級視覺信息。一級視覺信息是由亮度調(diào)制的，即由亮度變化決定的視覺信息（如圖形輪廓或者形狀等）；二級視覺信息是由除亮度以外的其他因素調(diào)制，通常是由對比度調(diào)制的視覺信息[11]。

以往研究常用的亮度呈正弦曲線變化的黑白條柵就屬于一級視覺信息刺激模式。這種條柵刺激可能同時興奮視網(wǎng)膜中心—周圍感受野,這就使早期視覺信息加工過程中的線性濾過，即對低空間頻率敏感的濾過，參與了視覺信息加工即Fourier學(xué)說。這樣發(fā)生在更高級階段的信息加工異常就不能表現(xiàn)出來，或者不能完全表現(xiàn),甚至錯誤表現(xiàn)[12]。在近年來的研究中，人們發(fā)展了亮度呈Gabor或Gaussian函數(shù)變化的條柵，制成Gabor斑、Gaussian函數(shù)斑，利用其亮度、空間頻率和輪廓等特性，使它們不會受到上述空間頻率的限制而使得RDK在心理物理學(xué)、視覺科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)等研究中得到更加普遍的應(yīng)用。

由對比度決定的二級視覺信息,通常需要以一定形式的視覺信息(例如:具有一定空間頻率、亮度呈正弦變化的條柵)為載體再加以對比度調(diào)制[11]。研究整體視覺信息加工的一種方法是將目標(biāo)信號置于視覺噪聲中。在這樣的視知覺任務(wù)中,信息加工包括了兩方面的內(nèi)容,即視覺系統(tǒng)對目標(biāo)信號的整合和對視覺噪聲的分離[13]。

2 RDK的運用

2.1 心理學(xué)領(lǐng)域的運用

2.1.1 發(fā)展性誦讀障礙 發(fā)展性誦讀障礙表現(xiàn)為閱讀能力和文字寫作加工能力低下，是一種大腦綜合處理視覺和聽覺信息不能協(xié)調(diào)而引起的一種閱讀和拼寫障礙。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)展性誦讀障礙患者的RDK一致性運動敏感性低于正常兒童。研究者認(rèn)為這個結(jié)果支持發(fā)展性誦讀障礙的“巨細(xì)胞缺陷假說”，該假說認(rèn)為視覺系統(tǒng)主要由平行加工的巨細(xì)胞系統(tǒng)與小細(xì)胞系統(tǒng)構(gòu)成，其中巨細(xì)胞系統(tǒng)對運動刺激或快速變化的視覺刺激進(jìn)行反應(yīng)[14]。這些加工過程對閱讀過程中指引眼睛運動、穩(wěn)定雙眼注視和掃視時抑制圖像模糊是必要的，但是閱讀障礙者快速加工輸入刺激障礙反映了普遍的時間知覺缺陷。RDK是常用的測試兒童閱讀能力的方法，可以反映兒童的語言層次加工速度和視知覺能力。閱讀障礙者的RDK一致性運動知覺閾值提高，視覺運動速度分辨能力較差[15]。

同時研究發(fā)現(xiàn)在RDK實驗中，改變隨機(jī)點中的信號點和噪音點的對比度，會影響視覺運動一致性的閾值。一個重要的發(fā)現(xiàn)是當(dāng)信號點比噪聲點越高，發(fā)展性閱讀障礙的成人對于視覺運動知覺的敏感性越強(qiáng)。這表明噪聲在發(fā)展性閱讀障礙患者的視覺感知能力有著一定影響，這間接說明發(fā)展性閱讀障礙是視覺和聽覺共同作用的疾病。如果采用不同頻率的聲音刺激下，可以得到發(fā)展性閱讀障礙患者的視覺感知能力與頻率的相關(guān)性，這些改變可能與M細(xì)胞或者背側(cè)通路的視知覺加工敏感性有關(guān)[16]。

2.1.2 威廉斯綜合征 威廉斯綜合征（WS）是一種表現(xiàn)為多種異常癥狀以及智力落后的一種基因病癥。WS患者認(rèn)知方面最突出的特征是語言和人臉加工能力相對較好，但非言語技能，如數(shù)字操作、空間認(rèn)知、計劃和解決問題能力則一般較差。目前認(rèn)知方面的研究集中于語言、人臉加工和數(shù)字研究上。其視覺空間缺陷、行為問題和學(xué)習(xí)困難程度存在差異。行為方面的問題還包括聽覺過敏、多動和集中注意能力差，很多患者還存在睡眠問題。RDK實驗測試發(fā)現(xiàn)其視覺運動整體性閾值明顯上升，提示其視覺運動整合能力嚴(yán)重下降[17]。

2.1.3 注意力缺陷多動障礙 注意力缺陷多動綜合征（ADHD）多發(fā)生于兒童，主要表現(xiàn)為注意力散換；活動量過多；自制力弱[18]。目前這類疾病的診斷還是不太明確，國內(nèi)外的研究學(xué)者利用RDK發(fā)現(xiàn)這些孩子RDK刺激一致性運動閾值大于正常兒童，且癥狀越重其視覺刺激一致性運動閾值越大，說明ADHD兒童存在動態(tài)視知覺敏感性減低、動態(tài)視覺加工障礙。推測其原因可能是因為ADHD兒童閱讀能力較差，可能存在認(rèn)知加工速度減慢和基本動態(tài)視知覺缺陷。同時相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)ADHD評分總分越高，操作智商及知覺組織智商越低，RDK視覺一致性運動閾值越高，結(jié)果表明知覺一致性運動閾值與注意和操作組織能力有關(guān)[19]。當(dāng)然加工感覺能力的任務(wù)不僅需要注意和智力參與，研究也發(fā)現(xiàn)非語言的推理能力的評估與視覺一致性運動的感覺閾值在測量內(nèi)容上是有重疊的。

2.2 精神疾病領(lǐng)域的運用

2.2.1 自閉癥 自閉癥（ASD）屬于兒童廣泛性發(fā)育障礙（PDD）。主要表現(xiàn)為社會交往障礙、言語溝通障礙和興趣范圍狹窄及刻板古怪的行為方式等，其原因可能是由于嬰幼兒時期廣泛性的某些腦區(qū)的發(fā)展滯后。傳統(tǒng)上，對自閉癥的心理研究主要集中于社會認(rèn)知能力，最近研究人員研究自閉癥兒童在視覺處理上與正常發(fā)育兒童存在較大差異。他們用RDK分別測試自閉癥兒童與正常發(fā)育兒童，發(fā)現(xiàn)其運動一致性的閾值大于正常兒童，推測其可能是由于在嬰幼兒時期視覺傳導(dǎo)通路發(fā)育障礙所導(dǎo)致[20]。然而靜態(tài)形式的Dmax在受試兒童中并未升高;因此認(rèn)為，ASD患者由于背側(cè)通路的損傷，運動知覺發(fā)生障礙。更多最近的證據(jù)表明，靜態(tài)形式Dmax的下降同時也提高了腹側(cè)通路受損的可能性。一項研究得出了Dmax的平均值，高機(jī)能ASD兒童為25%，而典型進(jìn)展期ASD兒童則是15.3%。另一個實驗室發(fā)現(xiàn)自閉癥兒童需要22.4%的點以感知運動一致性，而區(qū)分整體運動方向平均需要11.1%。但也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)其對于運動的敏感性高于正常發(fā)育兒童，其對于隨機(jī)點運動一致性的閾值小于正常兒童，推測可能是由于大腦發(fā)育的代償所致[21]。

有學(xué)者比較了接受兩組不同類型刺激的ASD受試者和對照組受試者，刺激類型包括3個運動類別(平移、旋轉(zhuǎn)和徑向運動)下的亮度識別模式和對比度識別模式。刺激包括在正弦調(diào)制光柵中疊加噪聲暴露。在諸多刺激類型中同時暴露于其中兩者，對整體位移方向的察覺需要對位移信號的整合。然而，對比度識別刺激和亮度識別刺激在諸多方面都不相同，前者可產(chǎn)生較弱的運動后效應(yīng)，并需要更長時間的短時整合，這更值得關(guān)注。當(dāng)ASD受試者和對照組受試者在亮度識別刺激下試圖區(qū)分運動的兩個方向時，兩者之間的性能差異尚未被發(fā)現(xiàn)，這與前期研究結(jié)果不同。同樣，幾項研究發(fā)現(xiàn)，使用RDK測試ASD受試者和相應(yīng)對照組，兩組的運動一致性閾值無顯著差異。研究表明，一些自閉癥的成年人可能建立了補(bǔ)償機(jī)制，從而實現(xiàn)了相當(dāng)于通常發(fā)育個體的視覺運動靈敏度，使他們同樣能夠執(zhí)行相同的視覺感知功能。

2.2.2 精神分裂癥 精神分裂癥是一種涉及到認(rèn)知、情感和包括視覺處理的感知覺異常的一種精神障礙。研究發(fā)現(xiàn)精神分裂癥的患者對于視覺信息的加工和感知存在異常，它已被認(rèn)識到與大腦功能的受損有關(guān)，表現(xiàn)在一系列的視覺處理任務(wù)（例如連貫的運動和輪廓檢測）可能由于其一般不能在全局級別集成視覺信息[22]。因此，精神分裂癥患者與正常對照組在完成一系列視覺任務(wù)時，存在一些差異，無論是對于一些簡單的紋理辨別還是對于復(fù)雜的人臉識別[23]。

研究人員通過RDK試驗，發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者對于由一些短鏈的片段組成的輪廓的識別能力低于正常人[24]，推測可能是由于精神分裂癥患者的視覺感知是碎片狀的，而整體水平的視覺感知能力受損[25]。相似的，精神分裂癥患者的視覺運動一致性的閾值也提高了。為了進(jìn)一步的探究精神分裂癥患者的視知覺感知能力，研究者通過改變底色和隨機(jī)點的色差，設(shè)計不同對比度的實驗和不同隨機(jī)點運動速度的RDK實驗，發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者對于顏色對比度大的隨機(jī)點的敏感性更高[26]。由于精神分裂癥經(jīng)常伴有幻覺，涉及到多個感知系統(tǒng)，比如視覺和聽覺?？梢栽O(shè)計會發(fā)出不同強(qiáng)度聲音的隨機(jī)點通過視覺運動感知一致性實驗來檢測，發(fā)現(xiàn)隨著聲音的不斷增加，視覺感知隨機(jī)點運動一致性的閾值增加且對于隨機(jī)點輪廓感知的閾值也增加[23]。通過訓(xùn)練可以提高精神分裂癥患者的視覺運動功能，這可能是由于提高了精神分裂癥患者的腹背側(cè)通路的協(xié)調(diào)性[27]。根據(jù)視覺通路假說，視覺處理是平行處理的過程，精神分裂癥可能是由于腹側(cè)通路和背側(cè)通路的不協(xié)調(diào)所致。所以RDK實驗可以用于精神分裂癥的早期識別和癥狀改善。

2.3 眼科疾病領(lǐng)域的運用

2.3.1 近視性弱視 近視性弱視是指在視覺發(fā)育早期，競爭著的雙眼視刺激的輸入失去平衡的結(jié)果。治療方法有限，目前研究發(fā)現(xiàn)動態(tài)視知覺訓(xùn)練可以提高兒童近視性弱視的治療效果。在弱視貓的外側(cè)膝狀體細(xì)胞電位研究中發(fā)現(xiàn),M神經(jīng)元反應(yīng)異常,而P神經(jīng)元反應(yīng)正常。表現(xiàn)為低空間頻率的分辨能力下降。這可能與提高視覺神經(jīng)功能的興奮性有關(guān)，從而提高效果[28]。通過眼球開始運動的反應(yīng)時間來觀察眼睛對于不同方向的隨機(jī)點運動處理的速度。通過對不同年齡組兒童的檢查，發(fā)現(xiàn)0~3歲和4~12歲的孩子的眼動反應(yīng)時間顯著延長，4~12歲的孩子對于不同方向的隨機(jī)點運動的眼動時間表現(xiàn)出較明顯差異，可以發(fā)現(xiàn)處理不同類型相干運動的年齡依賴性[29]。

利用“信號/噪聲”整體運動模式，即采用RDK使一定比例的點(信號)按相同的方向運動,剩余的點(噪聲)則隨機(jī)運動,讓受試者在盡可能小的信號/噪聲比例下判斷出信號的運動方向。在排除了己知的對比敏感度下降的影響后發(fā)現(xiàn):弱視患者對運動和形態(tài)的整體視覺信息加工是不完善的,而且其神經(jīng)基礎(chǔ)可能不在V1區(qū);弱視患者的整體視覺信息加工缺陷,同時包括了一級和二級視覺信息處理的缺陷,且二級視覺信息處理的缺陷更加嚴(yán)重,特別是在斜視性弱視患者,這一點和Wong等[30]的研究結(jié)果相一致。因此認(rèn)為在形態(tài)或運動感知中,弱視患者對一級和二級視覺信息的加工缺陷不僅僅是V1區(qū)神經(jīng)系統(tǒng)缺陷的結(jié)果,而是涉及對二級視覺信息的加工更加敏感的更高級的皮層水平—可能是紋狀體外皮質(zhì)區(qū)的某些特殊區(qū)域。由此提示弱視患者的紋狀體外皮質(zhì)區(qū)可能受到影響，fMRI研究顯示可能是與形態(tài)和運動感知有關(guān)的背側(cè)束和腹側(cè)束受到影響[31]。

Simmers等[32]在其整體運動模型中不僅加入了兩維噪聲背景,同時在一組隨機(jī)點中劃分了不同比例的信號刺激和噪聲刺激,通過先后變換隨機(jī)點的位置，讓受試者判斷整體運動方向。他們的研究結(jié)果顯示：弱視患者對整體的方向性感知存在較大的缺陷。Mansouri等[33]發(fā)現(xiàn)：對弱視患者，整體視覺信息中的方向性感知是正常的。這兩個看似矛盾的結(jié)論,其原因是在前者的試驗中，同時包含信息的整合和分離處理,而在后者的試驗中，僅僅只有整合處理。所以Mansouri等推斷弱視患者對二級視覺信息的整合過程是正常的。那么，弱視患者對二級視覺信息的感知缺陷,是否發(fā)生在分離處理階段,還是整合和分離相互作用的結(jié)果,將是今后的研究的方向。

2．3．2 青光眼 在原發(fā)性開角型青光眼（POAG）中，早期視功能損傷往往不易被發(fā)現(xiàn)。因為在使用傳統(tǒng)的檢查方法如眼壓、視野等發(fā)現(xiàn)病情之前，已有視神經(jīng)纖維的喪失。近年來隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，視覺運動覺檢查逐漸應(yīng)用于臨床，相繼有應(yīng)用隨機(jī)點視覺運動覺檢查法進(jìn)行青光眼早期診斷的報道。

Bullimore等[34]在將隨機(jī)點視覺運動覺檢查用于青光眼研究中發(fā)現(xiàn),原發(fā)性開角型青光眼患者的Dmin是正常人的2倍，且n例患者中有10例在視力及中心凹閾值正常時，Dmin明顯異常,而Dmax及相關(guān)閾值無明顯異常。Silverman等[35]發(fā)現(xiàn)青光眼患者比正常人隨機(jī)點相干運動閾值增加70%，高眼壓癥患者增加44%。有學(xué)者檢查高速和低速條件下，青光眼方向區(qū)分閾值的變化，結(jié)果顯示在高速運動的情況下運動覺閾值升高最明顯，同時證明閾值增高與視物模糊及瞳孔大小無關(guān)[36]。研究人員通過改進(jìn)RDK實驗分別通過藍(lán)、綠、紅視標(biāo)顯示在黃、紫及青色背景，以分離檢查青光眼3種視錐細(xì)胞的視覺運動覺功能，發(fā)現(xiàn)青光眼患者的顏色與視覺運動的損害也是顯著的，他們觀察到原發(fā)性開角型青光眼患者3種視錐細(xì)胞視覺運動覺的變化結(jié)果，發(fā)現(xiàn)3種視錐細(xì)胞的方向區(qū)分閾值與正常人相比明顯受損，發(fā)生了彌漫性的損害。其中以藍(lán)視錐細(xì)胞的視覺運動覺受損最為嚴(yán)重，而且可以反映青光眼早期視功能損害的有效測試指標(biāo)之一。因為開角型青光眼發(fā)病進(jìn)程緩慢，早期診斷方法特異性不高，通過等亮度及顏色拮抗，分離和檢查青光眼不同視錐細(xì)胞視覺運動覺功能的變化規(guī)律，為開角型青光眼的早期診斷尋找新的測試指標(biāo)。

2．3．3 老年性黃斑變性 老年性黃斑變性（AMD）是黃斑區(qū)的衰老性改變，主要表現(xiàn)為視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞對視細(xì)胞外節(jié)盤膜吞噬消化能力下降，使得未完全消化的盤膜殘余小體潴留于基底膜細(xì)胞原漿中，并向細(xì)胞外排出。由于黃斑區(qū)功能突出，表現(xiàn)尤為明顯。視覺系統(tǒng)與人體其他器官一樣，也存在著年齡相關(guān)性變化[36]。汪建濤等利用RDK發(fā)現(xiàn)，40歲以后隨年齡增長，視覺運動覺值下降。通過分離視錐細(xì)胞運動覺檢查顯示，＞50歲和＜50歲組3種視錐細(xì)胞的視覺運動覺差異均有顯著性。通過隨機(jī)點運動覺檢查方法，分別應(yīng)用藍(lán)、綠、紅視標(biāo)顯示在黃、紫及青色背景，保持視標(biāo)與背景間等亮度以排除亮度因素的影響，從而分離檢查20只眼AMD 3種視錐細(xì)胞視覺運動覺功能的變化。觀察干性型AMD患者3種視錐細(xì)胞視覺運動覺的變化，發(fā)現(xiàn)AMD 3種視錐細(xì)胞的感覺運動和方向運動閾值與正常人相比明顯受損，發(fā)生了彌漫性的損害。因此視錐細(xì)胞的視覺運動覺是能夠反映干性型AMD視功能損害的一個新的測試指標(biāo)。

3 研究前景展望

3．1 飛行員和航天員的選拔 RDK檢查已經(jīng)由心理物理學(xué)領(lǐng)域延伸到多種臨床疾病的輔助檢查和診斷運用，而且比較敏感地發(fā)現(xiàn)視覺運動覺的差異。隨著我國航天航空事業(yè)的飛速發(fā)展，高性能戰(zhàn)斗機(jī)的不斷研發(fā)，陸軍航空兵部隊的實戰(zhàn)化訓(xùn)練的增多，復(fù)雜氣象環(huán)境下訓(xùn)練的增多，對于飛行員視覺運動覺提出了更高的要求。但是目前對于飛行員的選拔卻沒有此項內(nèi)容。RDK實驗作為心理物理測量的一種手段，應(yīng)用于航空航天人員的選拔和訓(xùn)練的評估，可以客觀反應(yīng)個體的心理和視覺運動能力的強(qiáng)度。

3．2 飛行員與航天員的訓(xùn)練 研究結(jié)果顯示，適當(dāng)?shù)挠?xùn)練可以提高視覺運動敏感性，可以對飛行員開展有針對性的訓(xùn)練。也可以對現(xiàn)役飛行員等建立一個視知覺感知能力的個人電子檔案，合理安排，統(tǒng)籌兼顧，使每一位飛行員都可以最大限度地發(fā)揮自己的視知覺腦功能，更好地完成飛行任務(wù)。同時，這些大數(shù)據(jù)也可以應(yīng)用于航空航天的工效學(xué)設(shè)計上，比如指示燈的閃爍頻率、內(nèi)部座艙設(shè)計的顏色、屏幕坐標(biāo)顯示的形狀以及三維空間的深度感受等。航空航天環(huán)境下，由于受到低氣壓缺氧等不良環(huán)境的影響，不可避免的對飛行員的視覺運動功能造成一定影響，但視覺敏感性下降的具體機(jī)制不明，我們可以在低壓艙內(nèi)模擬高空環(huán)境或失重狀態(tài)進(jìn)行RDK的研究，從而探究高空和失重環(huán)境下對人體視覺運動的影響。

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（2015-09-28收稿）

R395+R77

A

1006－8147（2016）03-0273-05

國家自然科學(xué)基金資助項目（81272174）

常淞（1993-），男，學(xué)士在讀，研究方向：航空航天心理學(xué)；通信作者：劉旭峰，E-mail:583466585@qq.com。