人眼在功能上是不平衡的。古希臘哲學家亞里士多德早在公元前330年就描述了這一點。到1673年，意大利比薩大學的物理學家和生理學家博雷利進一步提出了視覺銳度的優(yōu)勢。此后，在19世紀和20世紀，對眼優(yōu)勢個體差異的研究逐漸興起。人們也逐漸意識到大腦和眼睛共同產(chǎn)生視覺，眼睛聚焦于眼睛后面的視網(wǎng)膜，然后視網(wǎng)膜細胞通過視神經(jīng)刺激神經(jīng)信號到大腦的視覺皮層；當一只眼睛的輸入信號較差時，另一只眼睛的信號變得更加主導；弱視是一種反映極度不平衡的視覺疾病，指一只眼睛的視力因為這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到www.yingtumall.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，約占總人口的3%。

弱視通常發(fā)生在幼年，主要是由視覺剝奪、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給孩子的心理造成一些負擔。例如，在學校里，他們可能經(jīng)常會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。而對兒童好眼的過度遮蓋也可能導致強弱眼視力翻轉，導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眼，暫時導致視力模糊，使兒童使用弱視眼，特別是在注意近距離物體時。然而，使用阿托品有一個缺點：阿托品滴液有副作用，可能在眼睛內(nèi)產(chǎn)生囊腫結節(jié)。此外，單眼遮蓋對成年人影響不大。因此，長期以來，神經(jīng)科學一直認為成年人的眼睛優(yōu)勢相當穩(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，它也來自意大利比薩 Lunghi 當人們通過雙眼競爭任務測量單眼遮蓋效果時，他們發(fā)現(xiàn)成年人的眼睛優(yōu)勢仍然塑性(Lunghi, Burr & Morrone, 2011)。這無疑激發(fā)了視覺和神經(jīng)科學研究人員嘗試各種方法來改善弱視患者的視力。

其中，早期嘗試的是知覺學習方法，最初是讓病人在實驗室遮住眼睛，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訓練任務，達到提高弱視視力的目的。然而，知覺學習的效果往往局限于訓練中使用的視覺 ** 的屬性(Sagi, 2011)不利于將訓練效果擴展到日常生活中的任何視覺對象。而且，患者往往需要在有經(jīng)驗的科研人員的指導下，到指定的研究機構接受培訓。這就造成了時間、交通和人力的成本。近年來興起的另一種方法是在知覺學習方法的基礎上進行改進，即通過玩視頻游戲來治療弱視。然而，在玩游戲的同時，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，個人都喜歡玩游戲，尤其是成年人；當然，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)在很多家長都深有體會，看下圖中正在聽課的孩子腦子里在想什么并不難理解。事實上，科學界早就報道視頻游戲成癮可能會對認知控制造成損害(Sun, Ma, Bao, Chen & Zhang, 2008年)，這種由視頻游戲成癮引起的負面問題最近面問題。(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，找到一個不需要藥物，不擔心覆蓋弱視，不需要去研究機構，不上癮，不限于培訓 ** 中國科學院行為科學重點實驗室鮑敏研究組開發(fā)了一種新穎的可穿戴性增強現(xiàn)實，不會耽誤工作、學習和生活的理想解決方案（augmented-reality，簡作AR）技術，在日?；顒又?，人們有望治療弱視，重塑雙眼平衡。

鮑敏研究員開發(fā)的系統(tǒng)廣義上可以認為是一種特殊的系統(tǒng) AR 技術，常見 AR 技術的區(qū)別在于，它沒有將不存在的物體（如箭頭提示或網(wǎng)頁窗口等）疊加到相機拍攝的圖片上，而是在特殊算法改變后向佩戴者呈現(xiàn)原始相機拍攝圖片中的一些視覺屬性。因此，佩戴者看到的畫面是經(jīng)過一定變化后周圍的現(xiàn)實世界。因此，該系統(tǒng)也被稱為改變現(xiàn)實系統(tǒng)。該系統(tǒng)將實時呈現(xiàn)雙眼互補的攝像頭視頻，因此佩戴者可以在與周圍環(huán)境實時互動的同時，被迫用兩只眼睛觀看世界。

使用 AR 該技術可以克服傳統(tǒng)實驗室培訓的一些不足。例如，該方法通過計算機程序電子調(diào)節(jié)真實環(huán)境的視覺輸入，使視覺適應訓練能夠整合到日常生活中。這樣，患者就不需要花時間在指定的研究機構接受治療，也不需要長時間觀看特定的實驗 ** 影響學習、工作和生活，使他們無法觀看現(xiàn)實場景。

更值得稱贊的是，訓練的效果可以持續(xù)兩個多月，每天3小時連續(xù)幾天的適應訓練可以使眼睛更加平衡，這種效果在適應訓練后兩個月繼續(xù)增強，這一階段的考試已經(jīng)處于日常生活的視覺環(huán)境中。在第一次實驗中，基于雙眼競爭任務測量和跟蹤這種雙眼再平衡效果。實驗結果表明，在5天的訓練階段，眼睛不平衡的正常成年人逐漸接近強弱光柵的比例；告別適應訓練后的跟蹤測試階段，隨著時間的推移，兩只眼睛的比例變得更接近；適應訓練后兩個月達到最大值，四個月仍可觀察到。

他們還對18名弱視患者進行了類似的訓練，導致弱視視力得到改善www.yingtumall.com行（logMAR視力表）。此外，該研究還測試了除雙眼競爭外六種不同視覺任務的結果，受適應訓練的影響。結果表明，這種適應訓練顯著改變了眼睛相位整合任務的結果，包括離眼運動的一致性、視覺銳度、艾賓浩斯錯覺和視覺相位整合。

研究發(fā)現(xiàn)，雖然在正常視覺環(huán)境下生活，但眼睛優(yōu)勢繼續(xù)變得更加平衡，這將吸引神經(jīng)科學研究人員進一步探索其背后的機制；此外，該方法整合了增強國際熱點的現(xiàn)實技術，響應了中國科學院的三個方向政策，在未來具有良好的應用前景。未來將對國內(nèi)外臨床眼科、神經(jīng)科學、可穿戴設備、傳感器等相關研究領域發(fā)揮重要作用。

研究工作在明尼蘇達大學，美國同仁眼科醫(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領域發(fā)表在頂級實證雜志上 Psychological Science 。這是2014年美國視覺科學協(xié)會的團隊（VisionSciences Society）該方法的基本原理和預實驗結果在年會報告中首次公布后，在國際出版物上正式發(fā)表；這也是中國科學家首次研究世界上的視覺可塑性 AR 結合技術開發(fā)應用的突破性成果。

國家自然科學基金(微信， 微信, 中國科學院中國科學院重點部署項目(特支項目，KSZD-EW-TZ-003和QYZDB-SSW- ** C030）的支持。

作者：鮑敏

來源：中國科學院心理研究所

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