為什么知覺學習能治療弱視
2015-05-18 13:47:34 來源: 多寶視
知覺學習具有特異性。如果通過訓練得到的提高僅僅局限于訓練中使用的刺激特性、刺激構型和任務，那么知覺學習在弱視治療中的價值將會十分有限。正是知覺學習具有傳遞特性，才使得知覺學習成為弱視的潛在治療工具。例如Xiaoetal.(2008)在實驗中發現了完全的位置傳遞。
在用知覺學習訓練弱視的探索中，有研究報道弱視眼的知覺學習提高表現出很少甚至不能傳遞到非訓練方位(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Li&Levi,2004)。D.M.Levi & Polat(1996);D.M.Levietal.(1997)則報道游標銳度任務訓練效果不能傳遞到檢測任務。然而，有趣的是，在一些研究中，研究者們發現了學習效果從訓練弱視眼到非訓練正常眼的部分傳遞(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Lietal.,2008;Y.Zhouetal.,2006)。
最重要的是，經過各種任務訓練的弱視眼提高能傳遞到視銳度。R.W.Li & Levi(2004);R.W.Lietal.(2007)發現伴隨著視銳度提高，其他的受損的視覺功能，如立體視銳度和視覺特征計數（visualcounting）都有部分改善。
弱視患者的知覺學習也表現出方位特異性(R.W.Li & Levi,2004)。目前尚不清楚弱視視覺系統訓練提高的方位帶寬是否比正常視覺系統更寬。R.W.Lietal.(2008)使用水平的位置銳度任務訓練弱視患者，雖然受訓練患者在任務中得到很大的提高，但是字母視銳度提升卻很小。這可能提示字母的辨認可能涉及到多個方位通道。Polatetal.(2004)在每個空間頻率下都訓練了4種方位，因而他們的訓練效果傳遞到視銳度提高也最多。然而，正如前面討論過的，這個結果究竟是由于在多個方位下訓練還是刺激兩側光柵的引入或者兩者同時作用，人們尚不清楚。
C.B.Huangetal.(2008)使用對比度檢測任務訓練屈光參差性弱視患者和正常人，在訓練后受訓練者的對比敏感度有顯著提高。他們用高斯差模型擬合訓練前后的CSF數據，并比較了屈光參差弱視和正常對照知覺學習的帶寬，發現弱視組的學習帶寬為4.04±0.63Octaves，而正常對照組的學習帶寬為1.40±0.30Octaves，說明弱視患者的視覺系統知覺學習的帶寬比正常的視覺系統要大得多。這提示弱視視覺系統與正常視覺系統相比有著更大的可塑性，為弱視的知覺學習治療法提供了理論和實踐基礎。
在研究正常人知覺學習機制方面，已經有許多研究。為了回答知覺學習治療弱視的機制這一問題，我們需要仔細考慮一下以下因素：
(1)眼動。許多弱視患者都表現出不精確和不穩定的注視(C.Schor&Hallmark,1978)。因此知覺學習帶來的弱視視功能的改善可能僅僅是更加準確的注視引起的。但是有兩點原因使得眼動的改善不能完全解釋知覺學習的提高：第一，游標銳度和對比敏感度對視網膜影像的慢速（小于4度每秒）運動不敏感，而這個速度比弱視患者的注視眼動要快很多；第二，更精確的眼動應該能導致所有方位下表現的提升。然而，有一些研究表明弱視的學習效果有方位選擇性(R.W.Li & Levi,2004)。此外K.E.Higgins,Daugman,&Mansfield(1982)發現弱視的對比敏感度不受眼動影響。
(2)另一種可能是弱視患者的提高緣于弱視患者對弱視眼的調節變好了。同樣，這個理由也不能完全實驗中發現的現象。因為調節的改善同樣會帶來所有方位和任務的提高，而不會出現方位選擇性提高和任務特異性。
(3)遮蓋的結果。在弱視患者訓練的時候，他們的相對健眼往往被遮蓋起來。對兒童弱視患者的健眼進行短時間的遮蓋確實會提高他們的視覺功能(Ciuffredaetal.,1991b;Repkaetal.,2003)。因此可能有一部分訓練效果確實是因為遮蓋的作用。Chenetal.(2008)比較了遮蓋和知覺學習在治療弱視當中的作用。盡管他們的遮蓋組的視銳度比訓練組表現出了更大的提升（遮蓋PPR為0.46，訓練PPR為0.56），但遮蓋時間大約是訓練時間的10倍。Polat
(2005);Polatetal.(2004)的實驗中，對照組接受了與訓練組相同長時間的遮蓋，卻沒有視力提高。所以，遮蓋不能完全解釋訓練所帶來的學習效果。綜上我們認為知覺學習所帶來的弱視視覺功能的提高反映了真正的神經可塑性。
R.W.Lietal.(2008)通過反相關分析(R.W.Li,Klein & Levi,2006;Neri&Levi,2006)測量了弱視患者在知覺學習過程中知覺模板（perceptualtemplate）的變化，并估計弱視患者視覺系統的內部噪聲。他們發現弱視視覺系統的直覺模板在重復的練習中發生了變化，模板的選擇性變得更好了，在處理視覺信息時噪音變小和更有效。因此使用位置辨別任務可以減少空間視覺扭曲和增加采樣效率。
C.B.Huang,Lu & Zhou(2009)利用引入外部噪音分析對光柵對比度檢測任務訓練過程中弱視對比敏感度提高的機制進行了探索。Huang等人結果發現正常被試無法通過訓練提高完成任務的對比敏感度，而弱視患者完成任務的對比敏感度在訓練后有顯著提高。進一步的知覺模版模型（perceptualtemplatemodel,PTM）分析表明弱視視覺系統對比敏感度的提高是由內部加法噪音的降低和外部噪音的排除兩種機制共同導致的。這些結果與C.B.Huangetal.(2008)提出的弱視視覺系統較正常視覺系統有著更大的可塑性這一觀點相吻合，并進一步為使用知覺學習進行弱視治療的方法提供了新的理論支持。
在用知覺學習訓練弱視的探索中，有研究報道弱視眼的知覺學習提高表現出很少甚至不能傳遞到非訓練方位(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Li&Levi,2004)。D.M.Levi & Polat(1996);D.M.Levietal.(1997)則報道游標銳度任務訓練效果不能傳遞到檢測任務。然而，有趣的是，在一些研究中，研究者們發現了學習效果從訓練弱視眼到非訓練正常眼的部分傳遞(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Lietal.,2008;Y.Zhouetal.,2006)。
最重要的是，經過各種任務訓練的弱視眼提高能傳遞到視銳度。R.W.Li & Levi(2004);R.W.Lietal.(2007)發現伴隨著視銳度提高，其他的受損的視覺功能，如立體視銳度和視覺特征計數（visualcounting）都有部分改善。
弱視患者的知覺學習也表現出方位特異性(R.W.Li & Levi,2004)。目前尚不清楚弱視視覺系統訓練提高的方位帶寬是否比正常視覺系統更寬。R.W.Lietal.(2008)使用水平的位置銳度任務訓練弱視患者，雖然受訓練患者在任務中得到很大的提高，但是字母視銳度提升卻很小。這可能提示字母的辨認可能涉及到多個方位通道。Polatetal.(2004)在每個空間頻率下都訓練了4種方位，因而他們的訓練效果傳遞到視銳度提高也最多。然而，正如前面討論過的，這個結果究竟是由于在多個方位下訓練還是刺激兩側光柵的引入或者兩者同時作用，人們尚不清楚。
C.B.Huangetal.(2008)使用對比度檢測任務訓練屈光參差性弱視患者和正常人，在訓練后受訓練者的對比敏感度有顯著提高。他們用高斯差模型擬合訓練前后的CSF數據，并比較了屈光參差弱視和正常對照知覺學習的帶寬，發現弱視組的學習帶寬為4.04±0.63Octaves，而正常對照組的學習帶寬為1.40±0.30Octaves，說明弱視患者的視覺系統知覺學習的帶寬比正常的視覺系統要大得多。這提示弱視視覺系統與正常視覺系統相比有著更大的可塑性，為弱視的知覺學習治療法提供了理論和實踐基礎。
在研究正常人知覺學習機制方面，已經有許多研究。為了回答知覺學習治療弱視的機制這一問題，我們需要仔細考慮一下以下因素：
(1)眼動。許多弱視患者都表現出不精確和不穩定的注視(C.Schor&Hallmark,1978)。因此知覺學習帶來的弱視視功能的改善可能僅僅是更加準確的注視引起的。但是有兩點原因使得眼動的改善不能完全解釋知覺學習的提高：第一，游標銳度和對比敏感度對視網膜影像的慢速（小于4度每秒）運動不敏感，而這個速度比弱視患者的注視眼動要快很多；第二，更精確的眼動應該能導致所有方位下表現的提升。然而，有一些研究表明弱視的學習效果有方位選擇性(R.W.Li & Levi,2004)。此外K.E.Higgins,Daugman,&Mansfield(1982)發現弱視的對比敏感度不受眼動影響。
(2)另一種可能是弱視患者的提高緣于弱視患者對弱視眼的調節變好了。同樣，這個理由也不能完全實驗中發現的現象。因為調節的改善同樣會帶來所有方位和任務的提高，而不會出現方位選擇性提高和任務特異性。
(3)遮蓋的結果。在弱視患者訓練的時候，他們的相對健眼往往被遮蓋起來。對兒童弱視患者的健眼進行短時間的遮蓋確實會提高他們的視覺功能(Ciuffredaetal.,1991b;Repkaetal.,2003)。因此可能有一部分訓練效果確實是因為遮蓋的作用。Chenetal.(2008)比較了遮蓋和知覺學習在治療弱視當中的作用。盡管他們的遮蓋組的視銳度比訓練組表現出了更大的提升（遮蓋PPR為0.46，訓練PPR為0.56），但遮蓋時間大約是訓練時間的10倍。Polat
(2005);Polatetal.(2004)的實驗中，對照組接受了與訓練組相同長時間的遮蓋，卻沒有視力提高。所以，遮蓋不能完全解釋訓練所帶來的學習效果。綜上我們認為知覺學習所帶來的弱視視覺功能的提高反映了真正的神經可塑性。
R.W.Lietal.(2008)通過反相關分析(R.W.Li,Klein & Levi,2006;Neri&Levi,2006)測量了弱視患者在知覺學習過程中知覺模板（perceptualtemplate）的變化，并估計弱視患者視覺系統的內部噪聲。他們發現弱視視覺系統的直覺模板在重復的練習中發生了變化，模板的選擇性變得更好了，在處理視覺信息時噪音變小和更有效。因此使用位置辨別任務可以減少空間視覺扭曲和增加采樣效率。
C.B.Huang,Lu & Zhou(2009)利用引入外部噪音分析對光柵對比度檢測任務訓練過程中弱視對比敏感度提高的機制進行了探索。Huang等人結果發現正常被試無法通過訓練提高完成任務的對比敏感度，而弱視患者完成任務的對比敏感度在訓練后有顯著提高。進一步的知覺模版模型（perceptualtemplatemodel,PTM）分析表明弱視視覺系統對比敏感度的提高是由內部加法噪音的降低和外部噪音的排除兩種機制共同導致的。這些結果與C.B.Huangetal.(2008)提出的弱視視覺系統較正常視覺系統有著更大的可塑性這一觀點相吻合，并進一步為使用知覺學習進行弱視治療的方法提供了新的理論支持。
