脑视觉在眼科临床应用的新进展

谭越月，吴峥峥，2△

(1.遵义医科大学，贵州 遵义 563003；2.四川省医学科学院·四川省人民医院眼科，四川 成都 610072)

双眼视物然后伸手去拿物体这个动作需要涉及多个阶段[1]。单眼低视力及双眼屈光参差的单眼抑制则会造成日常生活中不能准确拿放物品，上下楼梯不适甚至摔跤。双眼视物是一个复杂的过程。它起源于视网膜的视觉信号先到达丘脑外侧膝状体核进行处理，然后再由两条平行的视觉通道结构流完成：①腹侧流(大细胞通路)：从初级视觉皮质V1区向前、向V2、V4区、颞枕交界处延伸至颞下皮层。主要负责加工所看到物体静态本身特征的功能，如大小、形状、颜色等。②背侧流(小细胞通路)：从V1区向V2、V3区早期视觉皮层继续向内侧颞叶MT至枕叶。主要负责加工所看到物体的动态及空间特征的功能，如位置、空间、运动等。近年来提出视觉-运动整合理论的基础就是两条通路共同作用[1]。既往临床眼科多关注患者的视力、视野等视觉功能，近年研究表明，功能视觉与患者生活质量方面呈显著相关性，如阅读速度、移动和驾驶以及使用电脑等[2]。基于上述问题，学者们一直在不断尝试用适当的理论去解释。随着脑视觉研究的不断进展，一种基于虚拟现实技术，视知觉检测及训练方法被用于与视觉现象相关的临床诊治中。

1 弱视方面的应用

弱视是一种发育异常的疾病，会导致多种视觉任务出现缺陷，最明显的是，人们无法看清物体的细节(对比度敏感度下降)以及难以看见物体(拥挤)。近年来，随着脑视觉科学的发展，在弱视检查中取得了新的进展[2]，例如信噪比检测，知觉眼位检测，注视稳定性及立体视检测。眼位可以分为注视视差、隐性斜视和显性斜视三类[3]。知觉眼位是指视知觉对眼位的控制，可量化上述三类。Maniglia等发现弱视患儿知觉眼位偏移量及注视稳定性值较正常人异常增大均超过panum区域[4]，它表明患儿大脑的视知觉水平对眼位的控制能力差，这种差的控制能力不仅影响视觉感知，还影响视觉运动[5]以及注视稳定性。赵国宏等测试了正常儿童和弱视儿童的动态和静态信噪比[6]，发现两组眼睛之间的平衡点值存在明显差异。这种差异的意义表明弱视的严重程度与儿童大脑对眼睛的抑制是有联系的。看似眼位正常的弱视儿童，通过更精确的知觉眼位也能发现与正常儿童有差异。弱视程度是以最佳矫正视力来判断的，已知弱视程度与矫正视力呈负相关，现在研究发现弱视对立体视的损害与弱视程度呈正相关[7]。Chung等的研究发现经过视知觉培训后，成年弱视被观察者均表现出敏锐度和拥挤程度的降低，对比敏感度更高以及视觉范围扩大[8]。这些有效结果与弱视的类型(屈光不正或斜视)无明显差异。Barollo等研究发现弱视患者与成人在接受训练后视力，对比敏感度和中心凹拥挤度均发现有效改善并且这种改变可维持5～7个月[9]。

近视性弱视在多种类型弱视的治疗中疗效最差，近视状态下的患儿在近距离下训练会导致近视屈光度持续增加，故而在近距离弱视训练下会加速近视的发展。郭长锋等研究发现大脑视知觉训练与眼肌调节训练效果好于传统(遮盖、串珠子)训练[10]，且在控制近视的发展方面也起积极作用。

2 斜视方面的应用

间歇性外斜视在儿童斜视中常见，它是恒定外斜视和外隐视之间的过渡类型，可以由融合功能控制到正位。随着儿童年龄的增长，眼睛的调节及融合能力逐渐减弱，眼睛的位置有时会变成恒定的外斜视。近年来学者认为，间歇性外斜视矫正眼位能达到美学效果，同时恢复双眼视觉功能更加重要。刘香等的研究发现通过在眼外肌减弱和增强的方式得到眼正位对间歇性外斜视患儿双眼立体视建立是有意义的[11]，配合视知觉功能的训练患儿可重新获得立体视，并可能长期维持下去。

3 屈光不正方面的应用

3.1 近视近年来近视的患儿越来越多，青少年近视更是成为全民关注的焦点，刘灵琳等对四川省4071名6～18岁学生进行随机眼筛查中发现，总体近视患病率较高为61.21%，高度近视占3.89%[12]，随着学龄增长，近视患病率升高。目前研究表明，保证每天足够时间户外活动及配戴角膜塑形镜能控制近视发展，但临床观察发现，部分近视儿童近视度数仍然得不到很好控制。Camilleri等运用Gabor知觉学习进行了为期8周的行为训练，总共完成了24节课后发现视知觉训练可改善屈光不正患儿的视功能[13]，即轻度近视患儿训练后视力提高及对比敏感度增强，提示是否进行视知觉相关检查和训练，能控制部分近视的进展。

3.2 老视老视是由于晶状体变硬，睫状肌功能老化让人近距离工作变得困难。传统方式为患者佩戴凸透镜来矫正视近时模糊不清，近年Sterkin等对一组以色列伴老视的空军进行视知觉训练[14]，研究结果表明，尽管与同龄人相比，他们的视觉优势更为明显，但训练却使他们各种基本视觉功能得到了显著改善，包括静态和动态视力，立体视，对比敏感度。此外，改善还体现在给他们更高级别的任务中：如在分析低对比度低噪声输入的航拍解释方面。这表明视知觉训练可以一定程度改善老视患者的视近困扰，为老视患者改善视近方面的能力提供了新思路。

4 青光眼方面的应用

青光眼是一种不可逆的严重致盲性眼病，其特征在于眼压的升高引起视网膜神经纤维层厚度逐渐变薄、神经节细胞死亡，最终导致视神经萎缩、相关视觉信息不能传递到大脑。青光眼的主要治疗方法是通过多种方法(包括激光治疗或手术)降低眼压，以防止进一步损害视力和视野。如果不及早发现，青光眼会导致永久性的视力丧失和视野缺损，常规的治疗方法对这种视力丧失和视野缺损没有任何改变。但是，动物研究发现，视神经损伤的情况下，只要视网膜神经节细胞的存活率达到10%～30%，它们自身的修复能力就可以在2～3周恢复高达80%的视觉功能[15]，这表明可能发生了神经功能重塑。这些研究为晚期青光眼的治疗带来一线希望。针对视野缺损不同区域，给患者不同方位和不同大小的视觉能量刺激促进大脑视知觉方面的学习，利用神经的可塑性达到改善晚期青光眼患者视功能的目的。近期研究发现个性化视觉感知训练可以改善青光眼患者的视觉功能并改善视野[16]。

5 眼底病变方面的应用

黄斑变性是一种导致中央视力丧失的眼科常见病，是西方国家视力丧失的主要原因之一，其患者被迫使用周围视网膜位点代替中心凹。但是，周围视网膜位点的敏感性差使患者的日常工作变得非常困难。近年，对年龄相关性黄斑病患者的研究中[15]发现，通过调整具有周边视觉功能的区域来代替中心凹视觉，并通过训练，让大脑皮层功能区重建周边视觉，让中央视力丧失的患者获得日常有用的视觉。Maniglia等对黄斑变性的患者进行视知觉训练的研究发现，经过视知觉相关训练后，患者中央视力可得到提高，并且能保持较长至半年的时间[4]。这表明视知觉训练可改善中央性视力丧失患者的周围视网膜位点中的残余视力且在大脑皮层已发生可塑性改变。

6 眼科临床训练方法

视知觉训练方法是基于大脑神经可塑性[16]及视觉感知学习[17]。在个体发育的早期(关键时期)神经系统的可塑性最大。在成年人中，与知觉学习有关的行为和神经变化如短期视觉剥夺[18]，渐进性致盲病理以及视觉修复疗法[19]为成年人视觉可塑性提供了证据[17，20，21]，证明有视力的成年人的视觉大脑保留了一种发育可塑性，称为稳态可塑性。最近的证据表明，即使在关键时期结束后，这种稳态的突触重标定标也可能仍然有效，并在整个生命周期中都支持神经可塑性。

视觉感知学习(visual perception learning，VPL)[17]是视觉感知经验带来的长期性能，能提升获得这种视觉技能的过程和结果。VPL被认为是有助于阐明视觉和大脑可塑性的基本机制的重要工具。已有研究利用VPL来开发相关训练例如近视[22]、老花眼[14]、黄斑变性[4，23]与年龄有关的视力下降[24]、弱视[25]等。有研究发现对老年人进行视觉任务培训会带来更好的表现[26]。这增加了视觉训练可以恢复或至少改善随着年龄而下降的老年人各种视觉能力的可能性[27]。

现有的眼科临床训练方法基于推拉模型，对患者相对较好的眼睛进行更精确的能量抑制(正弦消失)，对表现较差的眼睛进行能量增强(强烈闪烁)刺激的脱抑制训练[28]、平衡点训练[6，29]。基于不用的视觉通道对应刺激相应大脑皮质区的立体视觉训练[30]。基于双眼眼位关系，通过增强中枢控制眼位能力，达到双眼注视稳定的注视稳定性训练。

视觉训练本质上是一个“学习”的过程，是让大脑相关区域进行重塑。它是一个自上而下的过程，从大脑皮层的顶端开始，逐渐向“下游”发展，召集信息最丰富的神经元来对刺激进行编码。对于简单的辨别，刺激是在高皮层水平上处理的，那里的神经元被广泛地调整以适应方向和视网膜位置，导致在这些维度上的高度转移。然而，在难以辨别或“精细”辨别的情况下，学习发生在层次结构的低层次上，那里的神经元有更好的信噪比，但也更紧密地针对方向和视网膜位置进行调整。针对患者的视知觉缺损行个性化微可塑。

综上，与传统的临床眼科诊治方式相比，脑视觉的运用为临床诊断和治疗提供了新的视角。基于双通道下的虚拟现实技术的运用，视知觉训练着手于视觉功能，从另一个角度即大脑在主要视觉通路大细胞和小细胞通路训练大脑学习，从而完成高级视觉通路向低级视觉通路修复的转换，提高患者的功能视觉。鉴于视知觉训练在临床已应用于弱视、斜视、屈光不正、青光眼、眼底病变等疾病方面，改善患者的功能视觉被证实是有效的，我们期待脑视觉相关理论与临床检查能在更多的眼科疾病方面提供新的视觉异常的诊治方法。