治療弱視，也用上了AR技術

人眼(yan)(yan)在功(gong)能(neng)(neng)上(shang)是(shi)不(bu)平衡的(de)(de)。古希臘哲(zhe)學(xue)家(jia)亞里(li)士多德早在公元前330年就描述了這一(yi)點(dian)。到(dao)1673年，意大(da)(da)(da)利比(bi)薩大(da)(da)(da)學(xue)的(de)(de)物(wu)理學(xue)家(jia)和生理學(xue)家(jia)博雷利進(jin)一(yi)步提出了視(shi)(shi)覺銳度(du)的(de)(de)優勢。此后(hou)，在19世紀(ji)和20世紀(ji)，對眼(yan)(yan)優勢個體差異的(de)(de)研究逐漸興起。人們也逐漸意識到(dao)大(da)(da)(da)腦(nao)和眼(yan)(yan)睛(jing)共同產(chan)生視(shi)(shi)覺，眼(yan)(yan)睛(jing)聚焦于眼(yan)(yan)睛(jing)后(hou)面(mian)的(de)(de)視(shi)(shi)網(wang)膜(mo)，然(ran)后(hou)視(shi)(shi)網(wang)膜(mo)細胞通過(guo)視(shi)(shi)神經刺激神經信(xin)(xin)號到(dao)大(da)(da)(da)腦(nao)的(de)(de)視(shi)(shi)覺皮層；當一(yi)只眼(yan)(yan)睛(jing)的(de)(de)輸(shu)入信(xin)(xin)號較差時(shi)，另一(yi)只眼(yan)(yan)睛(jing)的(de)(de)信(xin)(xin)號變得更加主導；弱視(shi)(shi)是(shi)一(yi)種(zhong)反映極(ji)度(du)不(bu)平衡的(de)(de)視(shi)(shi)覺疾病(bing)(bing)，指一(yi)只眼(yan)(yan)睛(jing)的(de)(de)視(shi)(shi)力因為(wei)這只眼(yan)(yan)睛(jing)不(bu)能(neng)(neng)與大(da)(da)(da)腦(nao)合作而下降，所以單眼(yan)(yan)或雙眼(yan)(yan)矯正(zheng)視(shi)(shi)力仍然(ran)不(bu)能(neng)(neng)達(da)到(dao)karrylady.cn，兩此，弱視(shi)(shi)也被稱為(wei)懶眼(yan)(yan)(lazy eye)。弱視(shi)(shi)在人群中發病(bing)(bing)率較高，約占總(zong)人口(kou)的(de)(de)3%。

弱(ruo)視(shi)通常發生(sheng)(sheng)在幼年(nian)，主要(yao)是由視(shi)覺剝奪、雙眼(yan)(yan)交互(hu)和神經元(yuan)之間的(de)抑(yi)制(zhi)引(yin)起的(de)。治療弱(ruo)視(shi)的(de)傳統(tong)方(fang)法(fa)是遮蓋(gai)(gai)好眼(yan)(yan)睛，鍛煉兒(er)童(tong)(tong)(tong)使(shi)用(yong)弱(ruo)眼(yan)(yan)睛。這種方(fang)法(fa)不(bu)可(ke)(ke)避免地會(hui)給孩子(zi)的(de)心(xin)理(li)造(zao)成(cheng)(cheng)一(yi)些負擔。例如(ru)，在學校里(li)，他們(men)可(ke)(ke)能(neng)經常會(hui)遇(yu)到下圖所(suo)示的(de)周圍人的(de)歧視(shi)，這可(ke)(ke)以(yi)想象(xiang)孩子(zi)的(de)心(xin)理(li)陰影(ying)面積。而對兒(er)童(tong)(tong)(tong)好眼(yan)(yan)的(de)過度(du)遮蓋(gai)(gai)也可(ke)(ke)能(neng)導致(zhi)強弱(ruo)眼(yan)(yan)視(shi)力翻轉，導致(zhi)所(suo)謂的(de)遮蓋(gai)(gai)性弱(ruo)視(shi)。除了單(dan)眼(yan)(yan)覆(fu)蓋(gai)(gai)，有(you)些人還用(yong)藥(yao)物治療兒(er)童(tong)(tong)(tong)弱(ruo)視(shi)。方(fang)法(fa)是將一(yi)滴阿(a)托(tuo)(tuo)品(pin)藥(yao)物滴入強眼(yan)(yan)，暫時導致(zhi)視(shi)力模糊，使(shi)兒(er)童(tong)(tong)(tong)使(shi)用(yong)弱(ruo)視(shi)眼(yan)(yan)，特別是在注意近距離(li)物體時。然而，使(shi)用(yong)阿(a)托(tuo)(tuo)品(pin)有(you)一(yi)個缺(que)點：阿(a)托(tuo)(tuo)品(pin)滴液有(you)副作用(yong)，可(ke)(ke)能(neng)在眼(yan)(yan)睛內產生(sheng)(sheng)囊腫結節。此外，單(dan)眼(yan)(yan)遮蓋(gai)(gai)對成(cheng)(cheng)年(nian)人影(ying)響不(bu)大(da)。因此，長(chang)期以(yi)來，神經科(ke)學一(yi)直認為成(cheng)(cheng)年(nian)人的(de)眼(yan)(yan)睛優(you)勢相當穩定，重塑的(de)希望很小。

繪圖:葉玉婷，心理研(yan)究(jiu)所周(zhou)文研(yan)究(jiu)組

令人欣慰的是，自博雷利以(yi)來(lai)，它(ta)也(ye)來(lai)自意(yi)大利比薩 Lunghi 當(dang)人們通(tong)過雙眼競爭任務測量單眼遮蓋(gai)效果時，他(ta)們發現成年人的眼睛優勢仍(reng)然塑性(xing)(Lunghi, Burr & Morrone, 2011)。這無(wu)疑激(ji)發了視覺和神經(jing)科學研究(jiu)人員嘗試各種(zhong)方(fang)法來(lai)改善弱視患(huan)者(zhe)的視力(li)。

其中，早期嘗試(shi)的(de)(de)(de)是知覺學(xue)習方法，最初是讓病人在(zai)實驗室遮住眼(yan)睛，讓他們用(yong)弱(ruo)眼(yan)睛看電腦屏(ping)幕 ** 圖形，連續(xu)多天完成(cheng)(cheng)(cheng)一定的(de)(de)(de)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)覺訓練(lian)任(ren)(ren)務(wu)，達(da)到(dao)(dao)提高弱(ruo)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)力的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。然而，知覺學(xue)習的(de)(de)(de)效(xiao)果往(wang)往(wang)局限(xian)于訓練(lian)中使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)覺 ** 的(de)(de)(de)屬性(Sagi, 2011)不利(li)于將訓練(lian)效(xiao)果擴展(zhan)到(dao)(dao)日(ri)常生活中的(de)(de)(de)任(ren)(ren)何視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)覺對象。而且，患者往(wang)往(wang)需要在(zai)有經驗的(de)(de)(de)科研人員的(de)(de)(de)指導下(xia)(xia)，到(dao)(dao)指定的(de)(de)(de)研究機構接受(shou)(shou)培(pei)訓。這就造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)時間、交(jiao)通(tong)和(he)人力的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本。近(jin)年來(lai)興起(qi)的(de)(de)(de)另一種(zhong)方法是在(zai)知覺學(xue)習方法的(de)(de)(de)基礎(chu)上(shang)進行(xing)改(gai)進，即通(tong)過玩視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)頻(pin)游(you)戲(xi)(xi)來(lai)治療弱(ruo)視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。然而，在(zai)玩游(you)戲(xi)(xi)的(de)(de)(de)同時，你仍然不能(neng)做其他事(shi)情；玩視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)頻(pin)游(you)戲(xi)(xi)也可能(neng)限(xian)制(zhi)受(shou)(shou)試(shi)者的(de)(de)(de)范圍。畢竟，個人都喜歡玩游(you)戲(xi)(xi)，尤(you)其是成(cheng)(cheng)(cheng)年人；當然，玩視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)頻(pin)游(you)戲(xi)(xi)可能(neng)更受(shou)(shou)未(wei)成(cheng)(cheng)(cheng)年患者的(de)(de)(de)青睞，但未(wei)成(cheng)(cheng)(cheng)年人更容(rong)易沉迷于視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)頻(pin)游(you)戲(xi)(xi)。游(you)戲(xi)(xi)成(cheng)(cheng)(cheng)癮(yin)的(de)(de)(de)危害(hai)，相信現在(zai)很多家(jia)長都深有體會(hui)，看下(xia)(xia)圖中正在(zai)聽(ting)課的(de)(de)(de)孩子(zi)腦子(zi)里在(zai)想什(shen)么并不難理解。事(shi)實上(shang)，科學(xue)界早就報道視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)頻(pin)游(you)戲(xi)(xi)成(cheng)(cheng)(cheng)癮(yin)可能(neng)會(hui)對認知控制(zhi)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)損害(hai)(Sun, Ma, Bao, Chen & Zhang, 2008年)，這種(zhong)由視(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)頻(pin)游(you)戲(xi)(xi)成(cheng)(cheng)(cheng)癮(yin)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)負(fu)面問(wen)題最近(jin)面問(wen)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(jiu)所周文研究(jiu)組(zu)

為了克(ke)服治(zhi)療(liao)弱視的(de)許多缺陷，找(zhao)到一(yi)個不需要藥物，不擔心覆蓋弱視，不需要去(qu)研(yan)(yan)究(jiu)機構，不上癮，不限(xian)于培(pei)訓 ** 中(zhong)國(guo)科學院行為科學重點(dian)實驗(yan)室鮑敏研(yan)(yan)究(jiu)組開(kai)發了一(yi)種新(xin)穎的(de)可穿戴性增強現實，不會耽誤工作(zuo)、學習和生活的(de)理想解(jie)決方(fang)案（augmented-reality，簡作(zuo)AR）技術(shu)，在日常活動(dong)中(zhong)，人(ren)們(men)有望(wang)治(zhi)療(liao)弱視，重塑(su)雙眼(yan)平衡。

鮑敏研(yan)究員開發的系統(tong)(tong)廣義上可(ke)以(yi)認為(wei)是一(yi)(yi)種特殊(shu)的系統(tong)(tong) AR 技(ji)術，常見 AR 技(ji)術的區(qu)別在于(yu)，它(ta)沒(mei)有將(jiang)不(bu)存在的物體（如箭頭(tou)提示或網頁窗口(kou)等）疊加到相機拍攝(she)(she)的圖(tu)片上，而是在特殊(shu)算法改(gai)(gai)變(bian)(bian)(bian)后(hou)向佩戴(dai)者呈現(xian)原始相機拍攝(she)(she)圖(tu)片中的一(yi)(yi)些視覺屬性。因此(ci)，佩戴(dai)者看到的畫面是經(jing)過(guo)一(yi)(yi)定變(bian)(bian)(bian)化后(hou)周圍(wei)(wei)的現(xian)實(shi)世(shi)(shi)界(jie)。因此(ci)，該(gai)系統(tong)(tong)也(ye)被稱(cheng)為(wei)改(gai)(gai)變(bian)(bian)(bian)現(xian)實(shi)系統(tong)(tong)。該(gai)系統(tong)(tong)將(jiang)實(shi)時(shi)呈現(xian)雙眼(yan)(yan)互補的攝(she)(she)像頭(tou)視頻(pin)，因此(ci)佩戴(dai)者可(ke)以(yi)在與(yu)周圍(wei)(wei)環境實(shi)時(shi)互動的同時(shi)，被迫(po)用兩只眼(yan)(yan)睛觀(guan)看世(shi)(shi)界(jie)。

使用 AR 該(gai)技術(shu)可以克(ke)服傳統(tong)實驗室培訓(xun)的一(yi)些(xie)不足。例如，該(gai)方法通過計算機程序(xu)電子調(diao)節(jie)真(zhen)實環境的視覺輸入，使視覺適應訓(xun)練能夠整合到日(ri)常生(sheng)活(huo)中(zhong)。這(zhe)樣，患者就(jiu)不需要(yao)花時(shi)間(jian)在指定的研究(jiu)機構接受治療，也不需要(yao)長(chang)時(shi)間(jian)觀看特(te)定的實驗 ** 影響(xiang)學習(xi)、工(gong)作(zuo)和(he)生(sheng)活(huo)，使他們無法觀看現實場景(jing)。

更(geng)值得(de)(de)稱贊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，訓(xun)練(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)(guo)可以(yi)持續(xu)兩(liang)個多月(yue)，每(mei)天3小時(shi)連續(xu)幾天的(de)(de)(de)(de)(de)(de)適應(ying)訓(xun)練(lian)可以(yi)使(shi)眼睛(jing)更(geng)加(jia)平衡，這種效果(guo)(guo)在(zai)適應(ying)訓(xun)練(lian)后兩(liang)個月(yue)繼續(xu)增強，這一階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考試(shi)已(yi)經處于日常生活的(de)(de)(de)(de)(de)(de)視覺環境中。在(zai)第(di)一次實驗中，基于雙(shuang)眼競(jing)爭(zheng)任務測(ce)量和跟(gen)蹤這種雙(shuang)眼再平衡效果(guo)(guo)。實驗結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，在(zai)5天的(de)(de)(de)(de)(de)(de)訓(xun)練(lian)階(jie)段(duan)，眼睛(jing)不平衡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)常成年人逐漸(jian)接近強弱光柵的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比例；告別適應(ying)訓(xun)練(lian)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)跟(gen)蹤測(ce)試(shi)階(jie)段(duan)，隨著時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)推移(yi)，兩(liang)只眼睛(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比例變得(de)(de)更(geng)接近；適應(ying)訓(xun)練(lian)后兩(liang)個月(yue)達到(dao)最(zui)大值，四個月(yue)仍(reng)可觀察到(dao)。

他們還對18名弱視(shi)患(huan)者進(jin)行了類似的訓練，導致弱視(shi)視(shi)力得到改善(shan)karrylady.cn行（logMAR視(shi)力表）。此外(wai)，該研究(jiu)還測試了除(chu)雙眼(yan)競(jing)爭外(wai)六種不同視(shi)覺(jue)任務的結(jie)(jie)果(guo)，受適應訓練的影響。結(jie)(jie)果(guo)表明，這種適應訓練顯著(zhu)改變了眼(yan)睛相位整(zheng)合任務的結(jie)(jie)果(guo)，包(bao)括離眼(yan)運動的一致性(xing)、視(shi)覺(jue)銳度、艾賓浩(hao)斯錯覺(jue)和視(shi)覺(jue)相位整(zheng)合。

研(yan)究(jiu)發(fa)現，雖然在(zai)正常視覺環境(jing)下(xia)生活(huo)，但(dan)眼睛優勢繼續變得更加平(ping)衡，這將吸引(yin)神(shen)(shen)經科學(xue)研(yan)究(jiu)人員進一(yi)步探(tan)索其背后的機制；此(ci)外，該方法(fa)整合了(le)增強國(guo)際熱點的現實技術，響應(ying)了(le)中(zhong)國(guo)科學(xue)院的三個(ge)方向政策，在(zai)未來具(ju)有良好(hao)的應(ying)用(yong)前(qian)景。未來將對國(guo)內外臨床眼科、神(shen)(shen)經科學(xue)、可穿戴設備(bei)、傳感器等(deng)相關(guan)研(yan)究(jiu)領(ling)域發(fa)揮重要(yao)作用(yong)。

研究工(gong)作在(zai)明(ming)尼(ni)蘇(su)達大學(xue)，美(mei)國同仁眼(yan)科醫(yi)院的(de)江毅研究員、劉麗娟醫(yi)生 Stephen Engel 在(zai)教(jiao)授的(de)合(he)作下，研究成果(guo)(guo)已在(zai)心理(li)學(xue)領域發(fa)表(biao)在(zai)頂(ding)級實(shi)證雜志上 Psychological Science 。這是2014年美(mei)國視(shi)(shi)覺科學(xue)協會的(de)團隊（VisionSciences Society）該方法的(de)基(ji)本原(yuan)理(li)和(he)預實(shi)驗結(jie)果(guo)(guo)在(zai)年會報(bao)告中首次公布后，在(zai)國際(ji)出(chu)版物上正式發(fa)表(biao)；這也是中國科學(xue)家(jia)首次研究世界上的(de)視(shi)(shi)覺可塑性(xing) AR 結(jie)合(he)技術開發(fa)應用的(de)突(tu)破(po)性(xing)成果(guo)(guo)。

國家自(zi)然科(ke)(ke)學基金(微信(xin)， 微信(xin), 中國科(ke)(ke)學院(yuan)中國科(ke)(ke)學院(yuan)重點(dian)部(bu)署項目(mu)(特支項目(mu)，KSZD-EW-TZ-003和QYZDB-SSW- ** C030）的支持。

作者：鮑敏

來源(yuan)：中國科學院心(xin)理研究所

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