人眼在功能上是不平衡的。古希臘哲學(xué)家亞里士多德早在公元前330年就描述了這一點(diǎn)。到1673年，意大利比薩大學(xué)的物理學(xué)家和生理學(xué)家博雷利進(jìn)一步提出了視覺(jué)銳度的優(yōu)勢(shì)。此后，在19世紀(jì)和20世紀(jì)，對(duì)眼優(yōu)勢(shì)個(gè)體差異的研究逐漸興起。人們也逐漸意識(shí)到大腦和眼睛共同產(chǎn)生視覺(jué)，眼睛聚焦于眼睛后面的視網(wǎng)膜，然后視網(wǎng)膜細(xì)胞通過(guò)視神經(jīng)刺激神經(jīng)信號(hào)到大腦的視覺(jué)皮層；當(dāng)一只眼睛的輸入信號(hào)較差時(shí)，另一只眼睛的信號(hào)變得更加主導(dǎo)；弱視是一種反映極度不平衡的視覺(jué)疾病，指一只眼睛的視力因?yàn)檫@只眼睛不能與大腦合作而下降，所以單眼或雙眼矯正視力仍然不能達(dá)到89che.com，兩此，弱視也被稱為懶眼(lazy eye)。弱視在人群中發(fā)病率較高，約占總?cè)丝诘?%。

弱視通常發(fā)生在幼年，主要是由視覺(jué)剝奪、雙眼交互和神經(jīng)元之間的抑制引起的。治療弱視的傳統(tǒng)方法是遮蓋好眼睛，鍛煉兒童使用弱眼睛。這種方法不可避免地會(huì)給孩子的心理造成一些負(fù)擔(dān)。例如，在學(xué)校里，他們可能經(jīng)常會(huì)遇到下圖所示的周圍人的歧視，這可以想象孩子的心理陰影面積。而對(duì)兒童好眼的過(guò)度遮蓋也可能導(dǎo)致強(qiáng)弱眼視力翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致所謂的遮蓋性弱視。除了單眼覆蓋，有些人還用藥物治療兒童弱視。方法是將一滴阿托品藥物滴入強(qiáng)眼，暫時(shí)導(dǎo)致視力模糊，使兒童使用弱視眼，特別是在注意近距離物體時(shí)。然而，使用阿托品有一個(gè)缺點(diǎn)：阿托品滴液有副作用，可能在眼睛內(nèi)產(chǎn)生囊腫結(jié)節(jié)。此外，單眼遮蓋對(duì)成年人影響不大。因此，長(zhǎng)期以來(lái)，神經(jīng)科學(xué)一直認(rèn)為成年人的眼睛優(yōu)勢(shì)相當(dāng)穩(wěn)定，重塑的希望很小。

繪圖:葉玉婷，心理研究所周文研究組

令人欣慰的是，自博雷利以來(lái)，它也來(lái)自意大利比薩 Lunghi 當(dāng)人們通過(guò)雙眼競(jìng)爭(zhēng)任務(wù)測(cè)量單眼遮蓋效果時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)成年人的眼睛優(yōu)勢(shì)仍然塑性(Lunghi, Burr & Morrone, 2011)。這無(wú)疑激發(fā)了視覺(jué)和神經(jīng)科學(xué)研究人員嘗試各種方法來(lái)改善弱視患者的視力。

其中，早期嘗試的是知覺(jué)學(xué)習(xí)方法，最初是讓病人在實(shí)驗(yàn)室遮住眼睛，讓他們用弱眼睛看電腦屏幕 ** 圖形，連續(xù)多天完成一定的視覺(jué)訓(xùn)練任務(wù)，達(dá)到提高弱視視力的目的。然而，知覺(jué)學(xué)習(xí)的效果往往局限于訓(xùn)練中使用的視覺(jué) ** 的屬性(Sagi, 2011)不利于將訓(xùn)練效果擴(kuò)展到日常生活中的任何視覺(jué)對(duì)象。而且，患者往往需要在有經(jīng)驗(yàn)的科研人員的指導(dǎo)下，到指定的研究機(jī)構(gòu)接受培訓(xùn)。這就造成了時(shí)間、交通和人力的成本。近年來(lái)興起的另一種方法是在知覺(jué)學(xué)習(xí)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，即通過(guò)玩視頻游戲來(lái)治療弱視。然而，在玩游戲的同時(shí)，你仍然不能做其他事情；玩視頻游戲也可能限制受試者的范圍。畢竟，個(gè)人都喜歡玩游戲，尤其是成年人；當(dāng)然，玩視頻游戲可能更受未成年患者的青睞，但未成年人更容易沉迷于視頻游戲。游戲成癮的危害，相信現(xiàn)在很多家長(zhǎng)都深有體會(huì)，看下圖中正在聽(tīng)課的孩子腦子里在想什么并不難理解。事實(shí)上，科學(xué)界早就報(bào)道視頻游戲成癮可能會(huì)對(duì)認(rèn)知控制造成損害(Sun, Ma, Bao, Chen & Zhang, 2008年)，這種由視頻游戲成癮引起的負(fù)面問(wèn)題最近面問(wèn)題。(Rossé, 2012; Suissa, 2014; Gentile, Bailey, Bavelier et al., 2017;Xu, Chen & Adel ** n, 2017)。

繪圖:葉玉婷，心理研究所周文研究組

為了克服治療弱視的許多缺陷，找到一個(gè)不需要藥物，不擔(dān)心覆蓋弱視，不需要去研究機(jī)構(gòu)，不上癮，不限于培訓(xùn) ** 中國(guó)科學(xué)院行為科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鮑敏研究組開(kāi)發(fā)了一種新穎的可穿戴性增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，不會(huì)耽誤工作、學(xué)習(xí)和生活的理想解決方案（augmented-reality，簡(jiǎn)作AR）技術(shù)，在日常活動(dòng)中，人們有望治療弱視，重塑雙眼平衡。

鮑敏研究員開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)廣義上可以認(rèn)為是一種特殊的系統(tǒng) AR 技術(shù)，常見(jiàn) AR 技術(shù)的區(qū)別在于，它沒(méi)有將不存在的物體（如箭頭提示或網(wǎng)頁(yè)窗口等）疊加到相機(jī)拍攝的圖片上，而是在特殊算法改變后向佩戴者呈現(xiàn)原始相機(jī)拍攝圖片中的一些視覺(jué)屬性。因此，佩戴者看到的畫面是經(jīng)過(guò)一定變化后周圍的現(xiàn)實(shí)世界。因此，該系統(tǒng)也被稱為改變現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將實(shí)時(shí)呈現(xiàn)雙眼互補(bǔ)的攝像頭視頻，因此佩戴者可以在與周圍環(huán)境實(shí)時(shí)互動(dòng)的同時(shí)，被迫用兩只眼睛觀看世界。

使用 AR 該技術(shù)可以克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)的一些不足。例如，該方法通過(guò)計(jì)算機(jī)程序電子調(diào)節(jié)真實(shí)環(huán)境的視覺(jué)輸入，使視覺(jué)適應(yīng)訓(xùn)練能夠整合到日常生活中。這樣，患者就不需要花時(shí)間在指定的研究機(jī)構(gòu)接受治療，也不需要長(zhǎng)時(shí)間觀看特定的實(shí)驗(yàn) ** 影響學(xué)習(xí)、工作和生活，使他們無(wú)法觀看現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

更值得稱贊的是，訓(xùn)練的效果可以持續(xù)兩個(gè)多月，每天3小時(shí)連續(xù)幾天的適應(yīng)訓(xùn)練可以使眼睛更加平衡，這種效果在適應(yīng)訓(xùn)練后兩個(gè)月繼續(xù)增強(qiáng)，這一階段的考試已經(jīng)處于日常生活的視覺(jué)環(huán)境中。在第一次實(shí)驗(yàn)中，基于雙眼競(jìng)爭(zhēng)任務(wù)測(cè)量和跟蹤這種雙眼再平衡效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在5天的訓(xùn)練階段，眼睛不平衡的正常成年人逐漸接近強(qiáng)弱光柵的比例；告別適應(yīng)訓(xùn)練后的跟蹤測(cè)試階段，隨著時(shí)間的推移，兩只眼睛的比例變得更接近；適應(yīng)訓(xùn)練后兩個(gè)月達(dá)到最大值，四個(gè)月仍可觀察到。

他們還對(duì)18名弱視患者進(jìn)行了類似的訓(xùn)練，導(dǎo)致弱視視力得到改善89che.com行（logMAR視力表）。此外，該研究還測(cè)試了除雙眼競(jìng)爭(zhēng)外六種不同視覺(jué)任務(wù)的結(jié)果，受適應(yīng)訓(xùn)練的影響。結(jié)果表明，這種適應(yīng)訓(xùn)練顯著改變了眼睛相位整合任務(wù)的結(jié)果，包括離眼運(yùn)動(dòng)的一致性、視覺(jué)銳度、艾賓浩斯錯(cuò)覺(jué)和視覺(jué)相位整合。

研究發(fā)現(xiàn)，雖然在正常視覺(jué)環(huán)境下生活，但眼睛優(yōu)勢(shì)繼續(xù)變得更加平衡，這將吸引神經(jīng)科學(xué)研究人員進(jìn)一步探索其背后的機(jī)制；此外，該方法整合了增強(qiáng)國(guó)際熱點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)技術(shù)，響應(yīng)了中國(guó)科學(xué)院的三個(gè)方向政策，在未來(lái)具有良好的應(yīng)用前景。未來(lái)將對(duì)國(guó)內(nèi)外臨床眼科、神經(jīng)科學(xué)、可穿戴設(shè)備、傳感器等相關(guān)研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

研究工作在明尼蘇達(dá)大學(xué)，美國(guó)同仁眼科醫(yī)院的江毅研究員、劉麗娟醫(yī)生 Stephen Engel 在教授的合作下，研究成果已在心理學(xué)領(lǐng)域發(fā)表在頂級(jí)實(shí)證雜志上 Psychological Science 。這是2014年美國(guó)視覺(jué)科學(xué)協(xié)會(huì)的團(tuán)隊(duì)（VisionSciences Society）該方法的基本原理和預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在年會(huì)報(bào)告中首次公布后，在國(guó)際出版物上正式發(fā)表；這也是中國(guó)科學(xué)家首次研究世界上的視覺(jué)可塑性 AR 結(jié)合技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的突破性成果。

國(guó)家自然科學(xué)基金(微信， 微信, 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(特支項(xiàng)目，KSZD-EW-TZ-003和QYZDB-SSW- ** C030）的支持。

作者：鮑敏

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院心理研究所

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