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成年弱视患者视觉系统可塑性高于正常人

2008-05-14
成年弱视患者视觉系统
中美学者发现:成年弱视患者视觉系统可塑性高于正常人

弱视是指眼部无明显器质性病变,远视力低于0.8且不能矫正者。中国科学技术大学生命科学学院周逸峰研究小组与美国南加州大学心理学系吕忠林教授研究小组在实验中发现,成人弱视患者的视觉系统可塑性高于正常人。这一发现不仅为成人弱视患者提高视力带来了新希望,提供了理论和实践依据,而且对大脑皮层可塑性的研究提供了新认识。这一研究成果的论文于2008.3月11日发表在《美国科学院院刊》上。

据周逸峰研究员介绍,在发育过程中,大脑神经系统细胞之间的连接是实现神经系统信息整合功能的基础,但这些细胞之间的连接并非一蹴而就或一成不变的。它们受到突触连接的活动历史和经验的调控。这种细胞连接被改变的可能性被称为“发育可塑性”,而这个“发育可塑性”有着被称之为“关键期”的一个时间段。人们普遍认为,6岁~8岁前是空间视觉发育的“关键期”,3岁~5岁是音乐和听觉发育的“关键期”。也就是说,在这个时间段??“关键期”内,大脑很容易受到外界环境和经验的影响。视觉系统的异常发育会导致弱视,弱视治疗与年龄密切相关,年龄越小,效果越好。很长一段时间以来,在弱视患者临床治疗中,8岁以后的弱视因错过了视觉发育的“关键期”,几乎没有有效的治疗措施。因为他们的视觉系统已不具备可塑性,难以用传统治疗手段恢复视力。

然而,周逸峰研究员和吕忠林教授领导的研究小组设计了一种实验,对成人弱视患者和正常人进行同样的空间视觉训练。一组为屈光参差性弱视患者,一组为正常人。在测量了两组被试的视觉对比敏感度曲线以后,研究人员对他们在各自截止空间频率下训练,训练结束以后,再测试两组被试的对比敏感度曲线。他们发现弱视患者的对比敏感度在训练后有显著提高,而正常人经过训练后变化较小。此外,他们还用一种叫做“高斯差”的数学模型拟合这些对比敏感度数据,并比较了屈光参差性弱视和正常对照知觉学习的空间频率带宽,发现弱视组的学习带宽为4.04±0.63 Octaves(倍频程,频率比率为2比1的两个频率的间隔),正常对照组的学习带宽为1.40±0.30 Octaves。这说明弱视患者视觉系统知觉学习的带宽比正常的视觉系统要大得多,显示弱视患者视觉系统与正常视觉系统相比有着更大的可塑性。因此,他们的研究为弱视患者的知觉学习治疗法提供了理论和实践依据。

据有关医疗机构统计,目前,我国弱视发病率约为3%左右,成人弱视患者有3000万左右。无疑,其中一部分人的视力将有可能得到改善。

本工作在国家自然科学基金的资助下完成。

本栏目主要介绍人类的故事,包括人类的进化、人类的起源、人类学、人类研究、人类基因发现、成年弱视患者视觉系统可塑性高于正常人等。特别关注有关人与文化方面的研究。

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