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知觉学习在弱视治疗中的研究

gzsj 2009-02-17 18:54

  弱视是指由于视觉剥夺和(或)异常的双眼相互作用而引起的单眼或双眼视力低下,没有可以察觉的器质性的病变,有些病例通过适当治疗后视力可以提高 。弱视的常用治疗方法是遮盖疗法和阿托品压抑疗法,但它们并非对所有的弱视均有效。随着近年来人们对知觉学习在弱视治疗研究中的不断深入,知觉学习的临床意义受到越来越多的关注。研究的不断发展使得知觉学习可能会成为弱视治疗的另一种方法。本文就知觉学习在弱视治疗中的研究进展作一综述。

1、知觉学习的定义及机制

  知觉学习是指通过训练而提高受试者执行一定知觉任务的能力 。在视知觉中,这种任务常被称为分辨任务,包括辨认简单视觉属性的细小差别,如位置、方向、质地或形状。现在对于知觉学习的机制仍不是很清楚。近年对知觉学习的研究让我们对其机制有了一定的认识。知觉学习是知觉领域中的重要研究内容,它涉及到认知心理学、心理物理学、神经生理学等多学科的交叉。在基于知觉学习模型结构设计的试验发现,知觉学习过程中包含了更好的去除外部噪声的过程 。Li RW等研究表明,重复的训练可以有效的提高视觉行为能力,这主要是由于受试者利用相关刺激信息的效率有所提高。许多试验性的观察和计算模型还发现与知觉学习有关的神经系统的功能性改变。将视觉知觉学习的行为学发现与生理学、解剖学的发现联系起来的统一理论是层次翻转理论,这个理论认为学习的过程是开始于视觉系统的高水平区域,是对视觉信息的自上向下的加工处理过程,而且这个过程会影响到信息输入水平,使之具有更好的信/噪比.层次翻转理论可以很好的解释知觉学习中的很多发现。在知觉学习中,受试者需要经过多次的试验后行为能力才能得到提高,不象其他外显学习那样只需要一次性的给予刺激就可以提高行为能力;知觉学习是属于内隐型,受试者不需意识参与。

2、知觉学习在弱视中的作用

2.1 弱视的常用治疗方法

  目前在各种不同的弱视治疗方法中,遮盖疗法是主要和最有效的方法 。大量的临床研究表明了遮盖疗法对于弱视的治疗是有效的,但是这种治疗方法并不是万能的,对很多的儿童治疗效果并不好或者视力没有明显的提高 ;阿托品压抑疗法作为遮盖疗法以外的另一种方法,具有更好的耐受性,而且效果可能会比常规遮盖疗法更好,但是并没有确凿证据表明对于10岁以上的儿童弱视有效果。目前对于治疗效果不好的这部分儿童及成人还没有其他确切有效的治疗方法。知觉学习作为一种治疗方法的发展可能会改变这种情况。这就使我们可能更有效地治疗这部分治疗效果不好的儿童弱视或成人弱视。

2.2 弱视知觉学习的机制

  近年来对知觉学习的一系列的临床试验使我们对弱视神经可塑性和关键期的概念有了新的认识。有相当多的证据表明了成人弱视也能被有效的治疗,成人弱视获得改善的机制可能有以下两种:首先是暴露了被抑制的神经联接;其次是通过完成视觉训练任务来学习有效的利用视觉信息。弱视患者的知觉学习可能是通过学习注意利用弱视眼的信息(通常时被抑制的 )而完成,其过程可能包含以下几点:首先,在知觉学习过程中弱视受试者的主导眼在执行训练任务时被遮盖;其次,在知觉学习过程中,受试者利用弱视眼进行视觉分辨,这种学习是“活化”的过程;第三,受试者反复接受同样刺激并给予反馈。在临床弱视治疗的常用方法中可能也存在同样的机制。

2.3 知觉学习对于弱视眼的作用

  弱视是一种视觉的发育障碍,可表现为多种空间视觉的障碍,包括视敏度、对比敏感度、和游标视敏度等视功能的降低。近年来很多研究表明了知觉学习可以明显改善视功能,其中很多的研究是在弱视患者中进行的。知觉学习的作用研究较多的主要有以下几个方面:

2.3.1 提高对比敏感度

  现在有很多关于弱视功能障碍的研究,一个比较普遍的认识是弱视在中和高空间频率范围的对比敏感度下降。而近年来很多研究发现涉及对比敏感度的视觉任务训练可以明显的提高人眼的对比敏感度。Sowden等 研究发现让受试者通过察觉特殊、短暂的阈值对比度的正弦光栅训练可以明显提高对于这种光栅的对比敏感度,而且这种提高至少可以维持195天,对于部分受试者还出现其他刺激方式敏感度的提高。Zhou等在对23名成人(平均年龄19.3岁)屈光参差性弱视的研究中发现,单个空间频率的训练可以提高弱视眼的对比敏感度约76.5%,平均各个空间频率,视敏度提高约68.4%;用对比敏感度函数(CSF)测量的整个空间频率范围训练提高了平均对比敏感度约64.4%,视敏度提高约45.1%;在对弱视眼进行单个空间频率的训练使对侧眼的对比敏感度提高了7.8%,视敏度提高了12.5%。在一些受试者,经过训练视敏度的提高至少在1年内保留了90%。这些研究表明了在正常人和弱视者经过知觉学习后均可获得对比敏感度功能的改善。

2.3.2 提高方向分辨能力

  有研究发现视知觉学习也可以明显提高方向辨别能力。Dosher等报道了应用知觉学习模型在系统地变化环境噪声的情况下来评价知觉学习,以便于理论上系统地分析通过训练而提高行为能力的机制。他们通过数天的方向辨别任务学习来检测,发现在很大范围的环境噪声或外部噪声的情况下,知觉学习可以提高方向分辨能力。Lu ZL等应用外部噪声和知觉学习模型来研究周边视觉在Gabor方向辨别的知觉学习中的眼特异性机制,发现在不同水平外部噪声情况下通过单眼学习获得了同等程度的行为能力的提高(对比度阈值有所降低);他们还发现训练眼的知觉学习可以完全普遍化至非训练眼。

2.3.3 提高位置分辨能力

  还有研究发现视知觉学习可以提高位置分辨能力,而且在弱视儿童中也会获得明显的提高。Li RW等2004年在一项对视觉位置分辨的研究中表明,重复训练可以明显的提高位置分辨能力。他们认为这种提高主要是由于效率的提高,重复的训练使大脑利用相关刺激信息的能力明显提高;效率的提高反映了受试者知觉模板的重调,以使之更接近于执行知觉任务需要的理想模板。后来Li RW等在2005年对弱视儿童进行的位置分辨训练而提高视觉能力的研究中发现:经过知觉学习后弱视儿童的位置分辨能力也有明显的提高。

3、知觉学习在不同年龄弱视患者中的应用

  近年来知觉学习在弱视中的研究不断深入,很多研究发现弱视患者通过视知觉学习后视觉能力得到明显的提高。近来在Polat U等的一项较大样本研究中,总共有77名(9~55岁)弱视和16名正常视力的受试者参加。他们用与视力检查(字母)不同的刺激(Gabor信号)来进行一些功能上更基础训练(对比度察觉)。结果表现出对比敏感度和字母识别能力得到2倍的提高,而且训练组视力的提高对年龄的依赖性并不明显。这些视觉功能进步的维持也说明了这种学习不只是暂时的适应效应而是一种长期持续的视觉皮质的改变。他们认为他们的训练方法同弱视治疗的另一种常用的治疗方法视刺激法(CAM)都是以神经生理学为基础,但有以下不同:他们使用的是低对比度目标,在一次训练中只出现一个方向和空间频率的目标,而且随着受试者的进步会给予个性化的参数设置。他们的研究结果说明针对弱视特异性的功能缺损,可以通过一种个性化的方法来提高弱视患者的视觉功能。

3.1知觉学习在儿童弱视中的应用

  在针对弱视儿童知觉学习的研究中发现视知觉学习可以明显视觉能力。Li RW等在一项通过位置分辨训练提高弱视儿童视觉能力的研究中表明:通过重复的位置分辨任务的视觉训练可以使弱视儿童的视觉能力有确切的提高,他们认为弱视儿童这种视觉能力的提高可能是由于等效输入噪声的降低和效率的提高。他们让5名(年龄在7~10岁之间)弱视儿童在位置分辨任务训练中判别3对线条的位置关系。结果有4名受试者在训练后有明显的位置分辨能力的提高;5名受试者在训练后还表现出Snellen视力的提高(约26%)。他们推测6岁以下的儿童通过知觉学习可能会表现出更好的效果,并指出知觉学习技术可能会为弱视治疗提供一种新的有效的方法。但是目前还缺乏对于6岁以下儿童的知觉学习的相关研究。这样的研究对于临床中儿童弱视的治疗将会大有裨益。

3.2知觉学习在成人弱视中的应用

  成人弱视目前还没有确切有效的治疗方法,知觉学习在成人弱视的研究改变了我们对成人弱视治疗效果的传统观念。Levi 等在对11名通过知觉学习训练提高了视觉能力的成人弱视患者的研究中发现:所有的受试者在训练方向上游标视力均有明显的提高,这种提高并可传递至其他方向(n=4)。而且很有趣的是在他们的试验中2名屈光参差性弱视患者在训练方向的提高还部分传递至了对侧眼,有2名受试者游标视力的提高甚至还伴随着Snellen视力相同程度的提高。Zhou等在对成人屈光参差性弱视的研究中发现,弱视眼经过训练后对比敏感度的提高伴随着视敏度的提高,而且在一些受试者训练后视敏度的提高至少在1年内保留了90%。他们认为成人弱视患者的视觉系统可能仍保留了一定的可塑性。

  综上所述,近来的许多研究发现了知觉学习的作用,特别是在弱视治疗中的临床意义。这使人们对于弱视敏感期的界限开始有了新的认识,并发现了知觉学习的部分神经机制。随着知觉学习研究的不断深入,其可能会改变我们在临床弱视治疗工作中以遮盖疗法为主的现状,而通过知觉学习提高弱视患者视敏度、对比敏感度等从而改善患者视功能。知觉学习甚至可能成为另一种常规治疗方法或者作为常规遮盖治疗的重要的补充,并且可能使我们能够有效地治疗一些目前治疗方法效果不佳的儿童及成人弱视。

  我们将热切关注国内多媒体生物信息刺激知觉学习视觉训练系统的有关研究进展。

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