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)一步提出了視覺銳度的優(yōu)勢。此后，在19世紀(jì)和20世紀(jì)，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(xì)胞通過視神經(jīng)刺激神經(jīng)信號到大腦的視覺皮層；當(dāng)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(dǎo)；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(dá)到www.youtao61.cn，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(fù)擔(dān)。例如，在學(xué)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(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。然而，使用阿托品有一個缺點(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，單眼遮蓋對成年人影響不大。因此，長期以來，神經(jīng)科學(xué)一直認(rèn)為成年人的眼睛優(yōu)勢相當(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，它也來自意大利比薩 Lunghi 當(dāng)人們通過雙眼競爭任務(wù)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(xué)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(xué)習(xí)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(xùn)練任務(wù)，達(dá)到提高弱視視力的目的。然而，知覺學(xué)習(xí)的效果往往局限于訓(xùn)練中使用的視覺 ** 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對象。而且，患者往往需要在有經(jīng)驗的科研人員的指導(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(xué)習(xí)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，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(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(xué)界早就報道視頻游戲成癮可能會對認(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(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) ** 中國科學(xué)院行為科學(xué)重點(diǎn)實驗室鮑敏研究組開發(fā)了一種新穎的可穿戴性增強(qiáng)現(xiàn)實，不會耽誤工作、學(xué)習(xí)和生活的理想解決方案（augmented-reality，簡作AR）技術(shù)，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(rèn)為是一種特殊的系統(tǒng) AR 技術(shù)，常見 AR 技術(shù)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(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(bǔ)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(shù)可以克服傳統(tǒng)實驗室培訓(xùn)的一些不足。例如，該方法通過計算機(jī)程序電子調(diào)節(jié)真實環(huán)境的視覺輸入，使視覺適應(yīng)訓(xùn)練能夠整合到日常生活中。這樣，患者就不需要花時間在指定的研究機(jī)構(gòu)接受治療，也不需要長時間觀看特定的實驗 ** 影響學(xué)習(xí)、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(xùn)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(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環(huán)境中。在第一次實驗中，基于雙眼競爭任務(wù)測量和跟蹤這種雙眼再平衡效果。實驗結(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)練后的跟蹤測試階段，隨著時間的推移，兩只眼睛的比例變得更接近；適應(yīng)訓(xùn)練后兩個月達(dá)到最大值，四個月仍可觀察到。

他們還對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www.youtao61.cn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(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(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)國際熱點(diǎn)的現(xiàn)實技術(shù)，響應(yīng)了中國科學(xué)院的三個方向政策，在未來具有良好的應(yīng)用前景。未來將對國內(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)表在頂級實證雜志上 Psychological Science 。這是2014年美國視覺科學(xué)協(xié)會的團(tuán)隊（VisionSciences Society）該方法的基本原理和預(yù)實驗結(jié)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(xué)家首次研究世界上的視覺可塑性 AR 結(jié)合技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的突破性成果。

國家自然科學(xué)基金(微信， 微信, 中國科學(xué)院中國科學(xué)院重點(diǎn)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(xué)院心理研究所

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