弱視視覺抑制的心理物理學研究進展

李晶晶，黃毅

·文獻綜述·

弱視視覺抑制的心理物理學研究進展

李晶晶，黃毅

近年來動物實驗、心理物理學研究發(fā)現(xiàn)，弱視視皮層結(jié)構上為雙眼，視覺抑制使其功能上表現(xiàn)為單眼，并認為視覺抑制是引起弱視視覺功能損害的重要機制。本文主要對心理物理學領域視覺抑制在弱視視覺系統(tǒng)的重要作用和視覺抑制的測量、調(diào)控，以及針對視覺抑制的雙眼平衡治療模式的研究做一總結(jié)。

弱視；抑制；雙眼視覺；心理物理學

引用：李晶晶，黃毅.弱視視覺抑制的心理物理學研究進展.國際眼科雜志2016；16（3）:476-479

0　引言

弱視是一種單側(cè)或雙側(cè)最佳矯正視力下降、眼部和視路無明顯器質(zhì)性病變的疾病。它是兒童單眼視力損害最常見的原因，在世界各地區(qū)均有較高的患病率（1%～5%）［1］。臨床上我們用遮蓋療法、阿托品壓抑治療弱視，但傳統(tǒng)療法依從性差，復發(fā)率高，適用年齡有限，患者心理發(fā)育受到影響，阿托品還有毒副作用，所以迫切需要我們探索新的弱視治療方法。

近年來動物實驗［2-3］、心理物理學研究［4］及神經(jīng)生物學研究［5］都認為，視覺可塑期后的弱視視覺中樞仍具有可塑性，弱視視皮層存在雙眼驅(qū)使神經(jīng)元，視覺抑制使其功能上表現(xiàn)為單眼。有學者提出弱視本質(zhì)上是一個雙眼問題，而不是以往傳統(tǒng)觀念認為的是單眼問題，視覺抑制在弱視的發(fā)病機制和治療中占據(jù)著重要的地位［6］。目前心理物理學領域?qū)τ谝曈X抑制在弱視視覺系統(tǒng)的作用機制、視覺抑制的測量、調(diào)控，及在此基礎上有學者提出抗抑制治療的雙眼平衡治療策略成為新的熱點。

1　視覺抑制是導致弱視視覺功能損害的重要機制

視覺抑制是在雙眼共同注視情況下，一眼視網(wǎng)膜的功能部分或者全部被優(yōu)勢眼壓抑的一種生理現(xiàn)象。視覺抑制包括生理性抑制和病理性抑制。生理性抑制是當兩個物像在知覺水平上交互出現(xiàn)，產(chǎn)生視網(wǎng)膜競爭，即用優(yōu)勢眼定位時，被注視物與優(yōu)勢眼黃斑在一條直線上，暫時抑制了非優(yōu)勢眼。病理性抑制分為固定性抑制、機動性抑制、旁中心注視，部分可以形成異常視網(wǎng)膜對應。視覺抑制在弱視視覺系統(tǒng)中是由于弱視的視覺中樞為了消除雙眼輸入信號不平等導致的視覺混淆而發(fā)生的一種代償反應。

目前學者廣泛認為它是一種以γ-氨基丁酸（GABA）為遞質(zhì)介導的非弱視側(cè)視柱對弱視側(cè)視柱的神經(jīng)抑制［7］，非弱視眼對弱視眼的視覺抑制導致單眼和雙眼視覺功能的損害。以往的觀念認為視覺抑制是弱視視覺功能受損后的結(jié)果，弱視的視覺系統(tǒng)不具有正常的雙眼視功能［8］。但Baker等［9］發(fā)現(xiàn)改變非弱視眼的信號強度，視覺可塑期后的斜視性弱視患者有正常的雙眼對比疊加，弱視雙眼對比疊加受損是由于單眼信號的不平衡。

基于以上發(fā)現(xiàn)，心理物理領域的學者提出了各種弱視模型。如Baker等［10］提出雙眼信息融合的二階段模型:弱視眼存在視覺輸入信號的衰減和內(nèi)部噪音的增加，雙眼信息疊加之前弱視眼接受來自非弱視眼的抑制性信號輸入。Ding等［11］和Huang等［12］的對比度增益控制模型同樣指出弱視的雙眼信息融合功能未受損，弱視單眼和雙眼視功能損害是由于弱視眼信號的減弱和兩眼間視覺抑制的增強。可見視覺抑制是引起弱視雙眼視覺功能損害的重要機制，是弱視視覺功能重塑的關鍵。以此理論為基礎的新的雙眼平衡治療模式中，對于視覺抑制的測量和調(diào)控的研究是第一步。

2　視覺抑制的測量方法

臨床上用來測量視覺抑制的方法有四孔燈和Bagolini線狀鏡，但是這兩種方法都是定性測量。如今已經(jīng)出現(xiàn)了利用不同的心理物理學方法定量評估視覺抑制，這對于我們更深入地理解和研究視覺抑制具有重要的作用。

2.1視覺抑制的定量測量 當前已經(jīng)有根據(jù)整體運動、形覺處理過程和基于局部位相、對比度的抑制評估方法。Hess等采用雙眼分視下的運動視覺一致性閾值檢測，弱視眼看信號點（運動方向一致），非弱視眼看噪音點（運動方向隨機），通過減少非弱視眼視覺刺激的對比度來達到雙眼平衡，從而定量測量視覺抑制，這項測試可能反映了紋外皮層背側(cè)流通路的功能［13］。利用同樣的原理（方向一致或方向隨機的Gabors視標），Zhou等［14］發(fā)明了雙眼分視下的位相視覺一致性閾值檢測，它反映了紋外皮層腹側(cè)流通路的功能。Ding等［11］和Huang等［12］通過雙眼分視模式呈現(xiàn)兩個相同大小和空間頻率但相位相反的水平正弦條柵，進行雙眼相位融合檢測，認為它與紋狀皮層功能有關。上述心理物理學測試都對視覺抑制進行了有效的定量評估，不同的測量方法反映了弱視視覺中樞不同的功能和皮層受累區(qū)，認為抑制普遍存在于視皮層，紋外皮層背側(cè)流通路受累更明顯［14］。

研究者利用上述視覺抑制測量方法進一步揭示了視覺抑制與弱視的關系。Li等［15］用雙眼分視下的運動視覺一致性閾值檢測屈光參差性、斜視性和混合性弱視患者，發(fā)現(xiàn)視覺抑制的程度與弱視嚴重性相關，抑制程度越重，患者的視力、立體視覺越差，表明視覺抑制在弱視的發(fā)病機制中有重要的作用。Narasimhan等［16］用同樣的方法測量5～16歲弱視患者，發(fā)現(xiàn)屈光參差性弱視抑制程度較斜視性弱視輕，認為弱視的發(fā)展是視覺抑制的結(jié)果。

2.2視覺抑制的空間分布測量 上述心理物理學研究主要是對視覺抑制進行定量評估，這可以了解弱視視覺抑制的嚴重程度，但是我們對于視覺抑制的空間分布還不清楚。以往有很多學者利用各種技術探討了弱視視野范圍內(nèi)抑制性暗點的分布。

近年來Donahue等［17］用Humphrey自動視野計30-2程序進行單眼視野檢查發(fā)現(xiàn)，斜視、屈光參差性弱視患者中央30°視野有彌漫性視覺抑制，與弱視程度有關，斜視性弱視患者弱視眼與非弱視眼比較有顳側(cè)半視野光敏感度選擇性下降。Joosse等［18］指出內(nèi)斜視患者異常視網(wǎng)膜對應發(fā)生在周邊視野，視覺抑制發(fā)生在視野中央部分，對外斜視患者研究發(fā)現(xiàn)抑制暗點的形狀與斜視起源或偏斜角度無關。最近Babu等［19］利用一種名為“抑制地形圖”的方法檢查14例成年弱視患者，測量中心10°視野的視覺抑制分布，發(fā)現(xiàn)整個中心視野都有抑制，注視眼的黃斑區(qū)視覺抑制最強，斜視性弱視和屈光參差性弱視的視覺抑制程度和分布相似。

但也有學者持不同的觀點。Otto等［20］用立體視野計檢查3個微小內(nèi)斜視患者，未發(fā)現(xiàn)抑制性暗點，認為以往測量發(fā)現(xiàn)的固視點暗點是由于測試條件不同人為產(chǎn)生的，并認為患者可能是通過異常視網(wǎng)膜對應而不是通過抑制來消除復視。Barrett等［21］用Humphrey自動視野計進行中心25°范圍藍黃視野檢查發(fā)現(xiàn)，70%斜視性弱視沒有抑制暗點，認為視覺抑制可能在斜視性弱視中并不起主要作用。

研究者普遍認為斜視性弱視的視覺抑制強于屈光參差性弱視［8，16］，外斜視存在鼻側(cè)半視野抑制，內(nèi)斜視存在顳側(cè)半視野抑制。斜視患者存在兩種抑制性暗點:中心暗點和固視點暗點。中心暗點以偏斜眼的黃斑為中心；固視點暗點以偏斜眼的固視點為中心，這兩種暗點都是在雙眼視物的情況下出現(xiàn)［18］。上述的研究因為試驗對象、刺激視標等條件不同，結(jié)果存在差異。視覺抑制作為弱視發(fā)病的關鍵因素，它的強度及空間分布對于臨床評估和治療弱視具有重要意義，值得我們更進一步探索。

3　視覺抑制的調(diào)控

人們試圖通過各種方法對視覺抑制進行調(diào)控，從而希望為弱視治療提供新的思路。傳統(tǒng)的遮蓋療法通過遮蓋非弱視眼來使弱視眼的視力得到提高。最近Zhou等［22］研究發(fā)現(xiàn)對正常受試者單眼短期（2.5h）遮蓋，在遮蓋移除后，之前被遮蓋眼對雙眼感知的貢獻增加。盡管這種效應時間很短（持續(xù)30min），機制還不清楚，但卻很明顯，而且涉及到初級視皮層及紋外皮層。對弱視患者遮蓋弱視眼，同樣觀察到弱視眼對雙眼感知的貢獻加強，相比正常人，這種效應作用時間更長。這種與傳統(tǒng)遮蓋方法相反的反轉(zhuǎn)遮蓋，通過加強弱視眼的貢獻來降低非弱視眼對弱視眼的視覺抑制，是否可以用于弱視的治療，還有待更多的研究。

傳統(tǒng)遮蓋治療剝奪了患者雙眼視物的機會，不利于雙眼視功能的恢復。以彌散霧化壓抑為基礎的Bangerter壓抑膜和光學離焦可以實現(xiàn)對視覺抑制的調(diào)節(jié)，是潛在的弱視部分壓抑治療新技術［23］。Bangerter壓抑膜是一種通過微泡樣的彌散霧化方法來使得物像產(chǎn)生畸變以降低檢測的視覺感知功能［24］。Li等［23］研究發(fā)現(xiàn)，各密度的Bangerter壓抑膜均可明顯影響立體視覺，而造成同等程度視力下降的光學離焦鏡片幾乎對立體視覺不造成影響。Chen等［25］發(fā)現(xiàn)采用Bangerter壓抑膜壓抑非弱視眼可以減輕視覺抑制，并提高弱視患者的雙眼對比度疊加。

中性灰度濾鏡（Neutral density filter，ND濾鏡）有可能成為另一種弱視部分壓抑治療新方法［26-27］。過去的研究表明，它不但可以壓抑非優(yōu)視眼在正常人視覺系統(tǒng)模擬視覺抑制，還可以壓抑弱視的健側(cè)眼以消除弱視的視覺抑制［10，27-28］。作用機制被認為是光亮度減少引起視覺反應時間延遲（普爾弗里希效應）及對比度增益的改變［29］；或是引起視覺信號衰減和噪音增加［10］。Maehara等［30］首次用心理物理學的方法證實，視覺抑制影響弱視眼對周圍光亮度的感知，即在雙眼視時通過弱視眼看到的世界是變暗的，輕度視覺抑制的弱視患者減少非弱視眼的刺激光亮度或者增加對弱視眼的刺激光亮度可以達到雙眼匹配。

用ND濾鏡調(diào)控視覺抑制并用于弱視患者，已經(jīng)有學者在這方面做了有益的探索。Hess等［31］通過在非弱視眼前放置ND濾鏡來實現(xiàn)雙眼的平衡，發(fā)現(xiàn)斜視性弱視患者有潛在的動態(tài)立體視。Ding等［26］認為弱視眼間視覺抑制的不平衡是由于兩眼間增益控制能量的不對稱，減弱一只眼的平均視網(wǎng)膜光亮度可以促進視覺信號的同步化，達到重塑雙眼視的目的；并認為ND濾鏡對屈光參差性弱視可能更有效，因為斜視性弱視還存在視線偏斜等問題。但ND濾鏡強度的個性化選擇及將來的臨床應用還需更多、更深入的研究。

4　針對視覺抑制的弱視雙眼平衡治療

鑒于視覺抑制在弱視發(fā)病機制中的關鍵作用及我們對視覺抑制的測量和調(diào)控越來越深入的了解，開始有學者嘗試抗視覺抑制為手段的雙眼平衡治療模式。這其中主要包括非侵入性經(jīng)顱刺激以及利用計算機視頻技術實現(xiàn)雙眼分視下的知覺學習訓練［32-33］。

非侵入性經(jīng)顱刺激技術可以改變神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性和抑制性，以往廣泛用于抑郁、中風、帕金森病和慢性疼痛等疾病的治療［6］。重復性經(jīng)顱磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS）、經(jīng)顱直流電刺激（transcranial direct current stimulation，tDCS）可以改變?nèi)跻曇暺拥囊种菩韵嗷プ饔茫呀?jīng)被嘗試用于大齡弱視患者［5，33-35］。Thompson等［5］將1Hz和10Hz rTMS用于成人弱視患者視皮層，并以對運動皮層的刺激為對照，發(fā)現(xiàn)弱視患者對比敏感度明顯提高，但是這種改變在刺激后24h又恢復到基線水平。Clavagnier等［34］將連續(xù)脈沖刺激（continuous theta burst stimulation，cTBS）在5例成年弱視患者視皮層連續(xù)作用5d，發(fā)現(xiàn)弱視患者的對比敏感度顯著提高并持續(xù)了78d。Spiegel等［33］對13例成年弱視患者采用陽極或陰極tDCS，發(fā)現(xiàn)其中8例弱視眼患者對比敏感度改善，并持續(xù)到刺激后30min，功能磁共振成像發(fā)現(xiàn)弱視視皮層的不對稱性減小。這方面還需要更大樣本量及更全面評估視功能的臨床研究。

利用雙眼分視技術進行知覺學習訓練來降低視覺抑制，促進雙眼平衡，這種治療模式將為更多弱視患者帶來希望。Hess等［36］團隊采用視頻分離技術在蘋果iPod、iPad等便攜設備上搭載俄羅斯方塊游戲，弱視眼看到高對比度下降的方塊，非弱視眼看到底部的低對比度方塊，改變非弱視眼圖像的對比度來實現(xiàn)雙眼訓練。Li等［32］對18例成人弱視患者進行上述知覺訓練，發(fā)現(xiàn)成人弱視患者單眼、雙眼視功能都得到提高，雙眼分視下的訓練效果明顯好于對弱視眼的單眼訓練。隨后一項病例系列研究中讓患者完全在家訓練，治療效果同樣顯著［37］。Spiegel等［33］利用雙盲交叉設計研究對16例成人弱視患者比較單獨雙眼模式下的視覺訓練與雙眼知覺訓練聯(lián)合tDCS治療，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療組比單獨訓練組立體視有更大的提高。Ooi等［38］采用“push-pull”知覺訓練視標，即刺激弱視眼抑制非弱視眼重新調(diào)節(jié)兩眼間的興奮性、抑制性相互作用，3例成人弱視患者訓練后雙眼平衡及立體視都得到提高，這種治療效果持續(xù)4mo以上。今后還需要與傳統(tǒng)遮蓋治療對比，并用于視覺發(fā)育期患者的隨機臨床試驗，進一步證實該模式的有效性。

綜上所述，弱視視覺系統(tǒng)存在雙眼功能，視覺抑制使弱視表現(xiàn)為功能上單眼，通過對視覺抑制的定量、空間分布測量，及各種方法對視覺抑制的調(diào)控研究，進一步揭示了視覺抑制在弱視視覺功能損害中的重要作用，在此基礎上出現(xiàn)的針對視覺抑制的弱視雙眼治療模式，有可能成為臨床上更高效、更好依從性、適用年齡更廣的弱視治療新手段。

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Psychophysicalresearchprogressof interocularsuppressioninamblyopic visual system

Jing-Jing Li，Yi Huang

DepartmentofOphthalmology，XiangyangCentralHospital，Teaching Hospital of Medical College of Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441021，Hubei Province，China

Correspondence to:Yi Huang.Department of Ophthalmology，Xiangyang Central Hospital，Teaching Hospital of Medical College of Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441021，Hubei Province，China.5068598@qq.com

2015-12-08 Accepted:2016-02-21

·Some recent animal experiments and psychophysical studies indicate that patients with amblyopia have a structurally intact binocular visual system that is rendered functionallymonocularduetosuppression，and interocular suppression is a key mechanism in visual deficits experienced by patients with amblyopia.The aim of thisreviewistoprovideanoverviewofrecent psychophysicalfindingsthathaveinvestigatedthe important role of interocular suppression in amblyopia，the measurement and modulation of suppression，and new dichoptic treatment intervention that directly target suppression.

amblyopia；suppression；binocular vision；psychophysics

（441021）中國湖北省襄陽市中心醫(yī)院眼科湖北省文理學院附屬醫(yī)院眼科

李晶晶，博士，主治醫(yī)師，研究方向:臨床眼視光、弱視。

黃毅，主任醫(yī)師，研究方向:青光眼、臨床眼視光. 5068598@qq.com

2015-12-08

2016-02-21

Li JJ，Huang Y.Psychophysical research progress of interocular suppression in amblyopic visual system.Guoji Yanke Zazhi（Int Eye Sci）2016；16（3）:476-479

10.3980/j.issn.1672-5123.2016.3.18