频闪光诱导豚鼠近视与焦虑样行为变化的观察△

李炳 邸悦李涛周晓东

许晓丽 江睿 褚仁远

·基础研究·

频闪光诱导豚鼠近视与焦虑样行为变化的观察△

李炳 邸悦＊李涛＊周晓东＊

目的探讨频闪光诱导的近视豚鼠所表现出的焦虑样行为的变化。方法3周龄短毛三色种豚鼠20只，随机分为正常对照组和模型组。对照组为正常光照组，模型组给予0.5 Hz，0～600 lux亮度的频闪光照，每3周记录屈光度，频闪光照12周后进行眼底照相，并进行高架十字迷宫检测和旷场检测。结果光照前2组之间生物学测量参数差异无统计学意义，随时间延长，模型组豚鼠的屈光度增加（P＜0.001），眼底出现裂纹状纹理。同时，模型组豚鼠在高架中的开臂滞留时间百分比为（3.97±1.15）％，在旷场中的水平总位移为（373.45±73.23）cm，直立次数为（1.10±0.46）次，相对于对照组均显著减少（P＜0.001）。结论频闪光诱导的豚鼠近视后可表现出焦虑样行为改变。（中国眼耳鼻喉科杂志，2013，13：289-292）

频闪光；近视；行为

视觉系统通过视觉信号控制眼球正视化，一旦受到异常的视觉刺激，将导致原有生长模式遭到破坏，新的生长模式将使眼球生长加速或延缓，从而导致屈光状态改变。而频闪光由于其强烈的明暗对比，可造成一种典型的光觉异常环境，从而影响视觉信息的形成和视觉的感知。当前随着手机、电视、电脑的广泛应用，频繁跳动的字幕，闪烁的屏幕图像，不断弹进、弹出的网页窗口均大大增加了眼睛干涩、异物感、视物模糊、眼睛酸胀等症状的发生，这种由于视频终端而引起的相关症状统称为视屏终端综合征（visual display terminal syndrome，VDT综合征）［1］。无论是宏观环境下的“光污染”，还是日常生活环境中人们不得不面对的VDT综合征，频闪光均是其中重要的组成部分。只有在人工照明的环境下才会出现频闪光，而频闪光作为一种异常的视觉体验，不仅改变着眼睛对光觉的感知，而且影响着更为复杂的视觉感受，包括情绪和认知［2］。

1 材料与方法

1.1 材料 实验动物：20只英国短毛三色种豚鼠，普通级，雄性，3周龄，来源于上海市松江区松联动物养殖场［SCXK（沪）2007-0011］。各只动物屈光介质透明。随机分为2组：正常对照组和模型组，每组10只。饲养过程中保持饲养室安静，温度为（23±2）℃，相对湿度为50％，清洁饮水，标准饲养。

主要仪器设备：频闪调光器（由长沙以诺电气自动化服务中心根据实验要求订制，采用单相正弦波交流电源，可自由设定频闪频率、亮度及频闪节律）；免散瞳眼底照相机（TRC-NW200，TOPCON，日本，软件版本IMAGEnet2000）；自动电脑验光仪（Retinomax K-plus2，Nikon，日本）；高架十字迷宫（上海移数信息科技有限公司）；旷场（上海移数信息科技有限公司）。

1.2 方法 正常对照组给予正常光照时间为12 h/d；模型组鼠笼由控制器调节灯光频闪频率及照明亮度，频闪照度峰值为600 lux，谷值为0 lux，频率0.5 Hz（即1 s亮，1 s暗），每天照明12 h。2组给予光照时间均为6：00～18：00。

眼球屈光度测定：双眼充分散瞳，先予Retinomax K-plus2型电脑验光仪进行多次测量，初步确定豚鼠大致屈光度后行检影验光，梯度0.25 D，散光用半量等效球镜折算。每只眼重复测量3次取平均值。

眼底照相：实验第12周时结束，应用TRC-NW200免散瞳眼底照相机对所有实验豚鼠进行眼底照相。拍照时助手握持豚鼠位于照相机前合适位置，操作者多次拍照，选取最清晰一张图片作为分析用图。

高架十字迷宫检测［3］：将豚鼠放入迷宫中央区，头朝开臂，同时开启摄像监控器，记录5 min内豚鼠进入开臂和闭臂的次数及进入各臂的时间，分析开臂进入时间百分比值。

旷场试验［4］：旷场为1.2 m×1.2 m，侧壁高45 cm，底板和四壁为灰色，上部敞开，上方安置摄像头记录动物在旷场中的活动情况。记录5min内豚鼠在旷场中水平活动情况和垂直方向活动情况（直立次数）。

1.3 统计学处理 每组豚鼠均取左眼进行统计分析。所有数据应用SPSS 13.0软件进行统计分析，2组间比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组豚鼠左眼屈光度的改变 2组豚鼠在给予正常光照和频闪光之前测定左眼屈光度，结果显示2组之间差异无统计学意义（t=0.325，P=0.749）；在模型组给予频闪光照后的第3周，模型组豚鼠左眼的屈光度明显升高（t=11.216，P＜0.001）；到了模型组给予频闪光照后的第6周，模型组左眼屈光度继续高于对照组，差异有统计学意义（t=18.464，P＜0.001）；此后模型组给予频闪光照后的第9周（t=25.592，P＜0.001）和第12周（t=31.362，P＜0.001），模型组左眼屈光度均仍高于对照组，且差异均有统计学意义（图1）。

图1. 正常对照组和模型组豚鼠左眼屈光度在实验过程中的变化*示与同一时间点正常对照组相比，差异有统计学意义（P＜0.01）

2.2 各组豚鼠眼底的变化 模型组给予频闪光照12周后，2组豚鼠的眼底变化情况：正常对照组眼底视网膜多呈艾米灰色，色素分布均匀（图2A）；而频闪光诱导的近视模型组可见眼底色素分布不均，呈现出裂纹状纹理（图2B）。

图2. 频闪光诱导12周后2组豚鼠眼底改变（眼底照相）A：正常对照组；B：模型组

2.3 各组豚鼠的高架十字迷宫检测结果 2组豚鼠在模型组给予频闪光照前，经高架十字迷宫检测显示：2组豚鼠的开臂滞留时间百分比分别为（33.75± 3.19）％及（35.17±3.98）％，差异无统计学意义（t= 0.279，P=0.783）。但是，模型组经过12周的频闪光照射，豚鼠的开臂滞留时间百分比为（3.97± 1.15）％，明显低于正常对照组的（27.82±3.60）％，差异有统计学意义（t=6.303，P＜0.001）（图3）。

图3. 在高架十字迷宫中正常对照组和模型组豚鼠的开臂滞留时间百分比的变化*示与相应的正常对照组相比，差异有统计学意义（P＜0.01）

2.4 各组豚鼠的旷场检测中的结果 2组豚鼠在旷场检测中主要观察水平活动情况和垂直方向活动情况。首先，在模型组给予频闪光照之前，2组豚鼠在旷场中的水平总位移分别为（1389.03±109.20）cm及（1238.64±77.52）cm，差异无统计学意义（t=1.125，P=0.275）；但是，在模型组经过12周的频闪光照后，其水平总位移为（373.45±73.23）cm，明显低于正常对照组的（1069.76±141.52）cm，差异有统计学意义（t=4.370，P＜0.001）（图4）。

图4. 在旷场中正常对照组和模型组豚鼠的水平方向总位移的变化*示与相应的正常对照组相比，差异有统计学意义（P＜0.01）

其次，在模型组给予频闪光照前，2组豚鼠在旷场中的直立次数分别为（12.10±1.07）次及（11.00± 1.29）次，差异无统计学意义（t=0.656，P=0.520）；但是，在模型组经过12周的频闪光照射后，其直立次数为（1.10±0.46）次，明显低于正常对照组的（7.80 ±0.75）次，差异有统计学意义（t=7.570，P＜0.001）（图5）。

图5. 在旷场中正常对照组和模型组豚鼠的直立次数的变化*示与相应的正常对照组相比，差异有统计学意义（P＜0.01）

3 讨论

在人工照明的环境下大量出现的频闪光是否会对眼球发育造成影响，就这一问题，俞莹等［5-6］通过将C57BL/6小鼠置于250 lux的光强度及2 Hz频率的频闪光环境中，证实频闪光能诱导小鼠产生程度低于形觉剥夺的轴性近视。邸悦等［7-8］通过将出生后2周龄豚鼠置于亮1 s、暗1 s循环的频闪光环境下，证实频闪光可明显刺激豚鼠眼球增长，屈光度和角膜曲率改变，引发视网膜电图（ERG）α波潜伏期延长，视网膜结构的变化，产生近视。

本研究通过应用频率0.5 Hz，频闪光照度峰值为600 lux，谷值为0 lux的频闪光照射豚鼠12周，也复制出了屈光度改变、出现裂纹状纹理眼底的近视豚鼠模型。这与邸悦等［8］所报道频闪光诱导的光觉异常性近视动物模型相一致，并给予了再次验证。

人类在认识外部世界的过程中，80％以上的信息是通过视觉提供的。视觉系统与脑的许多高级功能密切相关，深入而系统地研究视觉通路及其信息加工，是眼科学、神经科学和认知科学研究的前沿课题。因此，应运而生的视觉行为学将研究的领域从视网膜一直延伸至视觉产生的终端——大脑视觉皮质以及与之联系的相关大脑高级皮质区域，并与运动系统、听觉系统等产生联系，其内涵与说服力更为深刻［9］。视觉行为学是基于动物的视觉和它们的自然生理反应、活动或行为，通过实验动物行为上的客观定量或不定量表现来反证或评价其视觉或光觉的存在或变化。

视觉行为学作为一门交叉学科，国外还处在完善阶段，所以本研究在视觉行为学方面，采用国际上比较认可的方法从焦虑的角度观察频闪光所诱发的近视对实验动物情绪的影响。旷场试验［3］，通过将近视动物放在开阔的场地中，观测动物的水平方向的运动轨迹和垂直方向的直立次数，豚鼠在水平方向的总位移反映其自发活动情况，而豚鼠的直立情况反映的是其探究活动情况。高架十字迷宫实验，是利用动物对新异环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧形成矛盾冲突行为来考察动物的焦虑状态。高架十字迷宫具有一对开臂和一对闭臂，啮齿类动物由于嗜暗性会倾向于在闭臂中活动，但出于好奇心和探究性又会在开臂中活动。在面对新奇刺激时，动物同时产生探究的冲动与恐惧，这就造成了探究与回避的冲突行为，从而产生焦虑心理。豚鼠越焦虑，其在开臂的滞留时间百分比就越小。所以在本研究中反映出经过频闪光诱导的近视豚鼠自发活动减少、探究行为减少，而焦虑行为增加，呈现出焦虑抑郁样的行为变化。

近视豚鼠所呈现出的这种行为学改变，究其原因，我们推测可能是近视导致视网膜上呈现出模糊的物像，这可能会影响到视觉信号的传递，以及视觉中枢和大脑皮质对视觉信息的分析和整合，从而引起脑对外界事物或环境认知的偏差，最终导致情绪及认知功能改变。在这个过程中虽涉及的脑结构及视觉通路多且复杂，但提示我们需要关注近视所造成的这些情感认知功能的改变，并为近视后的视力纠正，以及纠正后的视觉康复提出了新的问题。

［1］Yoshihara A，Yamanaka K，KawakamiM.Effects of polyphenol on visual fatigue caused by VDT work［J］.Int J Occup Saf Ergon，2009，15（3）：339-343.

［2］Holker F，Wolter C，Perkin EK，etal.Light pollution as a biodiversity threat［J］.Trends Ecol Evol，2010，25（12）：681-682.

［3］Estanislau C，Ramos AC，Ferraresi PD，etal.Individual differences in the elevated plus-maze and the forced swim test［J］.Behaviour Processes，2011，86（1）：46-51.

［4］Rybnikova E，Mironova V，Pivina S，etal.Antidepressant-like effects ofmild hypoxia preconditioning in the learned helplessnessmodel in rats［J］.Neurosci Lett，2007，417（3）：234-239.

［5］Yu Y，Chen H，Tuo J，et al.Effects of flickering light on refraction and changes in eye axial length of C57BL/6 mice［J］.Ophthalmic Res，2011，46（2）：80-87.

［6］俞莹，陈辉，朱寅.闪烁光对C57BL/6小鼠屈光和眼轴的影响初步观察［J］.中华眼视光学与视觉科学杂志，2011，13（2）：120-125.

［7］邸悦，刘睿，褚仁远，等.频闪光诱导光觉异常性豚鼠近视模型［J］.中国实验动物学报，2012，20（4）：48-52.

［8］邸悦，刘睿，李炳，等.持续频闪光刺激对豚鼠视网膜电图及组织病理的影响［J］.中华眼底病杂志，2012，28（4）：384-387.

［9］Schilling OK，Wahl HW，Horowitz A，et al.The Adaptation dynamics of dhronic functional impairment：what we can learn from older adults with vision loss［J］.Psychol Aging，2011，26（1）：203-213.

（本文编辑 诸静英）

·教育园地·

试题与答案

许晓丽 江睿 褚仁远

1.黄斑发育完全的时间约是：

A.出生后4个月；

B.胚胎第6个月；

C.1岁；

D.3岁；

E.2岁。

2.“Smooth vergence”指的是：

A.用遮盖试验+阶梯三棱镜法测量隐斜度；

B.用von Graefe法测量隐斜度；

C.用Risley棱镜测量聚散度；

D.用阶梯三棱镜测量聚散度；

E.以上都不是。

3.不通过眶下裂的组织结构有：

A.眼下静脉；

B.第V脑神经的上颌支；

C.第III、IV脑神经；

D.颧神经；

E.蝶腭神经节分支。

4.视野中心出现哑铃状暗点首先应考虑：

A.视网膜色素变性早期；

B.青光眼；

C.球后视神经炎；

D.视盘水肿；

E.中心性浆液性视网膜脉络膜病变。

5.以下有关先天性上睑下垂的临床特点，不正确的是：

A.额部皮肤光滑，薄而无皱纹；

B.常伴眼球上转运动障碍；

C.可伴其他先天异常如内眦赘皮、眼球震颤等；

D.患者常将头部后仰；

E.常为双眼发病，但不一定对称。

6.不符合先天性红绿色盲特点的有：

A.女性多于男性；

B.多见性连锁隐性遗传病；

C.患者出生时即有；

D.有遗传倾向；

E.一般双眼对称。

7.外伤性房角后退，其解剖学基础是：

A.环形肌与放射状肌纤维及纵行肌纤维分离；

B.环形肌及放射状肌纤维与纵行肌纤维分离；

C.纵行肌纤维与巩膜突分离；

D.环形肌及纵行肌纤维与放射状肌纤维分离；

E.环形肌及纵行肌纤维与巩膜突分离。

8.Meig综合征的眼睑症状是：

A.眼睑闭合不全；

B.眼睑痉挛；

C.瘢痕性睑外翻；

D.眼睑下垂；

E.机械性睑内翻。

9.滴眼剂有何种特点时，才能通透完整角膜：

A.低浓度；

B.脂溶性；

C.水溶性及脂溶性；

D.低渗透压；

E.水溶性。

10.有关毒性眼前节反应综合征叙述错误的是：

A.发病时间多在术后5～8 d；

B.疼痛轻；

C.前房可见纤维素渗出；

D.玻璃体不受累或受累较轻；

E.激素治疗有效。

（试题答案在本期内寻找）

（收稿日期2013-07-31）

（本文编辑 诸静英）

Change of anxiety-like behaviors after myopia in guinea pigs induced by flickering ligh

t LIBing，DIYue＊，LI Tao＊，ZHOUXiao-dong＊. CenterLaboratory，JinshanHospitalofFudanUniversity，Shanghai 201508，China Corresponding author：ZHOU Xiao-dong，Email：xdzhou2005＠163.com

Objective To investigate the anxiety-like behaviors of guinea pigs with light perception myopia induced by flickering light.Methods Twenty guinea pigs aged 3weekswere randomly divided into 2 groups（n=10）.Animals in model groups were exposed with a duty cycle of 50％at a flash rate of 0.5Hz.During each flicker cycle，illuminance varied between theminimum-maximum light level of 0～600 lux.Animals in the normal group were reared under natural daylight.Refraction wasmeasured every three weeks.Fundus photography，Open field test（OFT）and elevated-maze testswere performed atweek 12.Results There was no significant difference in the baseline value of biometric measurement.Themodel group developed rapidly towardsmyopia throughout the experiment period.As to the model guinea pigs，tessellated fundus appeared more prevalent.In elevated plus-maze test，for normal group，percentof time in open arm was significantly higher than model rats’［（3.97±1.15）％］（P＜0.001）.In OFT，both the horizontal total distance of travel and the number of rearing in normal group were significant higher than model rats’［（373.45±73.23）cm；（1.10±0.46）times］（P＜0.001）.Conclusions The guinea pigs of light perceptionmyopia induced by flickering light showed anxiety-like behaviors.（Chin JOphthalmol and Otorhinolaryngol，2013，13：289-292）

Flickering light；Myopia；Behavior

2013-01-04）

上海市自然科学基金项目（13ZR1405800）

复旦大学附属金山医院中心实验室＊眼科 上海 201508

周晓东（Email：xdzhou2005＠163.com）

作者单位：复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科 上海 200031

通讯作者：江睿（Email：2jiang＠163.com）