弱视儿童的视知觉研究进展
2013-07-12 11:27:40 来源: 眼科新进展
弱视是较为常见的眼病，中华眼科学会全国儿童弱视斜视防治学组将弱视定义为: 凡眼部无明显器质性病变，以功能性因素为主所引起的远视力低于0.9，且不能矫正者均列为弱视，弱视会导致儿童视知觉功能亏损。
视知觉是直接作用于视觉器官的事物在脑中整体的反应，是人对视觉信息的组织和解释过程。从早期以动物为实验对象，到对婴幼儿的研究，人们发现视觉经验对视知觉的发展很重要。主要表现为，婴幼儿的视觉发展有关键期，关键期的视觉经验最为重要，如果在关键期缺乏视觉经验，会造成长期的不良后果，导致弱视的产生。弱视儿童在视觉任务中表现出许多方面的不足，这些不足主要与视知觉有关，本文对近年来这些方面的研究进行了分析整理，将其具体划分为空间特征对弱视儿童形状知觉的影响，空间方位对弱视儿童立体视觉的影响，空间目标对弱视儿童视知觉的影响以及不同目标运动特征上弱视儿童表现出的运动知觉异常等方面，为后续研究提供了思路。
1、空间特征对弱视儿童形状知觉的影响
弱视首先被认为是一种空间知觉障碍。形状知觉是空间知觉的一种，是人们对物体形状特性的认识。目前弱视者的形状知觉研究包含三个空间特征方面的内容：首先是在知觉任务中表现出的精确度。具体研究包括: 弱视者对位置判断的精确度、形状辨 别、目标间的间隔和空间比例。Levi和Klein用 Gabor 斑组成的圆圈为试验材料，对弱视者形状知觉进行了研究。研究结果显示形状知觉由两大因素决定，首先最主要的决定因素是图形之间的分离情况，而图形的方向能够起到调节作用。当组成圆圈图形的 Gabor 斑之间间隔比较小，并与整体圆圈形状相协调时，被试者的成绩最好，当组成圆圈图形的各部分是正交直线时成绩较差; 当组成圆圈图形的各部分是水平线或是垂直线时，成绩处于中间水平; 当组成圆圈图形的各部分间隔比较大时，各种任务的成绩不存在差异。然而在所有的间隔任务上，成绩会因目标间的方向混乱程度而逐渐降低也就是每个样本是随机的，或者对齐与正交随机出现，或者水平与垂直线随机出现) 。Levi 和 Klein的研究结果表明，在形状取样的图形知觉中，目标间隔情况扮演着很重要的角色，而且在特征捆绑过程中涉及的内在机制可能对潜在的图形知觉机制的反应有调解作用。Ruxandra 等要求弱视被试者记住不同半径的圆，然后重现，让单眼逐点识别( 每个圆有12个点) ，结果显示，视空间知觉的二维图表现出严重的扭曲，包括扩展、收缩和弱视眼视野内的特殊区域的扭曲，但在正常眼中没有这种现象。
对知觉偏差以及在邻近斑块条件下对相位进行感知的研究发现，弱视者在方位和形状判断上出现了大量错误。Bedell 等通过测量与方向辨别和间隔相关的错误来检查斜视性弱视者的空间视知觉，结果显示，弱视眼在定位任务上也发生了大量的异常错误，这些错误不是由视敏度的降低引起的，斜视性弱视单眼的空间知觉是严重扭曲的。这些视知觉的扭曲可能与动眼神经异常和斜视性弱视者的视觉经验有关。
形状知觉的另一决定因素是弱视者的相位知觉以及评价相位感知的效力和判定每个线索所给予的权重，尤其关注的是弱视者与正常观察者在给予这些线索的权重方面是否有不同。Levi 等研究发现，弱视者比视力正常者出现更多的形状辨别偏差，这种偏差在弯曲的形状和大量的间隔任务上趋向于最大，并且表现出很明显的特异性。他们使用 Gabor斑来研究弱视者对图形轮廓的知觉，同时判断测试图案的位置与轮廓的相关关系，结果显示，与视力正常的观察者相比，一些弱视者在内配对的 Gabor 斑条件下对形状知觉的影响比在外配对的 Gabor 斑条件下要小，推测这个结果可能与异常的拥挤效应有关。
形状知觉是视觉、触觉、动觉协同活动的结果。通过视觉，人们得到了物体在视网膜上的投影形状;通过触觉和动觉，人们探索着物体的外形。他们协同活动，提供物体形状的信息。之前对形状识别的研究集中在对原始特征的分析与检测上，这些原始特征包括点、线条、角度、朝向、运动以及轮廓等，而笔者没有查到有关触觉对形状识别影响的研究，可能是考虑到弱视患者只存在视觉障碍而忽视了触觉对形状识别的影响，但弱视儿童在通过触觉识别物体形状时，是否会因为先前的视知觉经验而表现出与正常儿童的异常呢? 今后研究可以结合视觉、触觉以及动觉为弱视儿童形状知觉的研究做出进一步的解释。
2、空间方位对弱视儿童立体视觉的影响
立体视觉是辨别物体的空间方位，包括距离、前后、高低等相对位置的视知觉，亦是由双眼不同角度看到的像经大脑综合分析后获得的三维立体空间知觉。立体视功能常用立体视锐度来衡量。立体视锐度是指利用立体感知功能辨别深度的能力，通常表达为立体感知阈值，即人眼分辨最小双眼视差角度的能力。
立体视功能发育自出生后早期即开始，至 5 岁左右尚未发育完全。双眼视功能的建立与视觉发育期内的视觉经验密切相关。由于种种原因而导致弱视的患儿若在这个时期内得到较好的双眼视功能训练，即可获得良好的立体视觉。
弱视对儿童主要的危害是无完善的立体视功能。弱视患者残存双眼视功能及两眼间抑制程度的多少预示着单眼视力的高低，这可能也是弱视患者视力减退的重要发病机制。Wolfe 等的研究表明，立体视觉形成的过程为双眼相互作用的过程，可因单眼视网膜影像模糊而受到损害。当单眼的视网膜影像变模糊时，视皮层感受双眼视差信息的双眼性神经元的兴奋性则降低，其立体视锐度也相应下降; 而双眼视网膜影像在一定限度内对称性变模糊时，对立体视觉的影响较轻。因此，弱视是影响立体视锐度发育的重要因素之一。弱视患儿立体视觉的形成与双眼视力差异和视力水平有密切关系，双眼视力差小、视力好者立体视觉形成好。立体视觉的发育是一个不断巩固、完善的过程。Thompson等使用双眼视差的深度辨别任务研究了弱视组与正常组在此任务中的表现，结果显示弱视组比正常对照组要差很多，而且弱视观察者在以运动视差为基础的深度辨别任务中同样表现出较正常对照组差，此研究结果为立体视觉过程是由运动视差和双眼视差共同作用的观点提供了证据支持。
各类型弱视立体视锐度间比较，以形觉剥夺性弱视立体视锐度最差，其次为斜视性弱视、屈光参差性弱视和屈光不正性弱视。形觉剥夺性弱视以先天性白内障为多见，因为白内障减少了进入眼内的光刺激，长期的刺激缺乏造成单眼弱视，双眼性神经元兴奋减少，进一步影响了立体视觉的发育。斜视性弱视是由于双眼视细胞因视觉抑制和异常视网膜对应得不到正常发育，从而影响了立体视觉的建立。亢晓丽等通过对屈光参差性弱视儿童的立体视觉研究，发现随着屈光参差程度的增加，视力及立体视功能均下降，立体视锐度下降的程度与弱视的程度相伴行。弱视程度与立体视锐度之间有着非常显著的正相关性。Tomac 等认为对于儿童自然发生的屈光参差，不仅屈光参差可以导致立体视功能的下降，弱视在其中也起一定的作用。屈光不正性弱视同样可以严重影响立体视觉的形成，对立体视觉各项指标均有影响。散光性弱视患者的立体视锐度则比非散光人群要差，其在字母识别能力、光栅锐度、游标敏锐度以及中、高空间频率对比敏感度检测上均表现出不足。患者立体视锐度的提高与两眼屈光不正的类似程度密切相关。
在提高立体视觉方面，临床上已运用同视机、多媒体软件、双眼视功能训练仪器、红绿立体图片、实体镜等改善患者双眼视功能。另外知觉学习对立体视的提高也有一定的作用。弱视儿童在空间方位上表现出立体视觉的异常，其研究从立体视的发展、影响因素和弱视儿童的立体视知觉治疗等方面展开，结论已经比较成熟，为弱视儿童的治疗提供了理论依据。
3、空间目标对弱视儿童视知觉的影响
空间视觉一个重要的特征是当注视空间中的目标时，附近的轮廓会影响对目标的辨认。这种影响包括易化性和抑制性，注视目标附近的轮廓能够加强或减弱观察者对目标轮廓的感知。对于正常被试者，这种辨认模式在所有空间频率上都是确定不变的，但是在弱视被试者中就表现出异常，并且随着空间频率的增加而表现出更明显的缺陷。这些异常是依赖散光轴向的，而且斜视性弱视比屈光参差性弱视表现的更显著。
拥挤效应是弱视患者最典型的体征之一，即对排列成行的字体的识别力比对同样大小单个字体的识别力差。由于邻近的物体轮廓( 例如条栅或者字母) 对目标字母的掩蔽作用，造成对目标字母的辨认难于字母单独出现的时候。Levi 等利用 Gabor 函数斑构建了一系列刺激模式，通过控制 Gabor 函数斑的亮度、空间频率、朝向和相对距离，来研究弱视患者的视知觉改变。他们发现存在于弱视患者视知觉的拥挤现象，与正常中心和周边视觉的不同，表现为随目标大小的变化而变化，且在感知小目标时，拥挤变得更明显; 在垂直和水平方向上拥挤没有明显差异，易化性空间交互作用减弱。弱视者在视觉发育期的异常视觉输入，造成调控空间视知觉神经元之间的异常联系，可能是弱视患者出现拥挤效应的原因。Polat 等发现空间频率、弱视类型和散光轴向等因素可能影响弱视患者对空间目标的识别。
在已有的研究中，空间目标的识别模式得到了广泛关注并取得了一定的研究成果，但依然存在一些问题有待继续研究。一方面，当前对空间目标的识别研究主要在二维场景中进行，通常采用字母或者朝向信号等刺激。然而，我们所面临的世界是立体的，视觉系统需要处理各种复杂的三维空间信息。因此，将来研究有必要将空间目标的识别扩展到自然场景中，以提高研究的生态效度。另一方面，当前研究方法技术主要采用行为实验或功能磁共振成像技术，但这些方法在空间目标识别的时间维度上存在一些不可避免的缺陷。相比之下，事件相关电位( event-related potential) 具有较好的时间分辨率，能更直接、实时的测量个体的视知觉加工。后续研究可以结合事件相关电位技术来进一步考察弱视者目标刺激的识别是如何被干扰的，以揭示目标刺激识别产生的机制。
4、目标运动特征对弱视儿童视觉运动觉的影响
视觉运动觉是一种基本视功能，它反映的是视觉系统对运动物体的分辨能力，能帮助判定物体的准确位置，从模糊的背景中将物体辨别出来。在不同的目标运动特征下，弱视者表现出异常的运动知觉。已有的关于弱视人群视运动知觉缺陷的研究主要包括视觉运动的振荡移位、确定的运动形式、运动后效、最大的运动移位和整体运动。视敏度的降低似乎不能很好地解释在这些方面的运动知觉的亏损，尤其是有很多的研究显示弱视对侧眼有异常的 运 动 知 觉，但它的视敏度是好的。Thompson 等提出运动知觉的损伤表现，首先影响的任务包括全局运动( 随机点运动) 信息的整合，并且伴随剩余的大部分局部运动知觉未受损伤，弱视者会有全局运动的知觉亏损，这种亏损不仅限于弱视眼而且会影响到对侧眼。Hess 等的研究表明弱视者在静态和动态的运动后效上都存在着缺陷。
弱视患者存在静态刺激处理过程中的高水平运动亏损，包括对目标数目过低估计和增加注意时的眨眼次数。增加注意时的眨眼次数会影响患者对两个快速移动目标中的第二个目标的觉察。视觉计算与注意追踪以及对多个注意目标的追踪有关。Ho 等的研究显示，斜视性弱视和屈光参差性弱视儿童的弱视眼和对侧眼在空间注意和追踪方面存在亏损，这种亏损表现在对高水平运动的注意追踪机制方面。这种机制包括对目标的空间选择和对干扰项的抑制，且在对多个目标的追踪任务中表现的尤为明显。弱视儿童可能在过滤掉干扰项、对多个移动目标进行注意追踪时出现了问题，这种问题的影响可能在当更多的视网膜外围视像卷入时表现得更加明显。
运动知觉分为真动知觉和似动知觉，弱视儿童的运动知觉研究主要集中在真动知觉方面，在似动运动知觉里只涉及到了运动后效。这可能是研究者考虑到弱视患者本身存在视觉障碍，而似动知觉作为较复杂的运动知觉任务，研究难度较大。弱视儿童在似动运动知觉方面的研究还很不成熟，未来研究可以从弱视儿童真动知觉向似动知觉扩展，为运动知觉提供更丰富的理论支持。
5、弱视儿童视知觉的脑机制研究
目前，对弱视儿童视知觉脑机制方面的研究主要集中在事件相关电位和功能磁共振成像方面。
5.1、事件相关电位方面的研究
事件相关电位是当外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤销刺激时，在脑区引起的电位变化。依据刺激通道分为听觉诱发电位、视觉诱发电位( Visual evoked potential，VEP) 、体感诱发电位等。弱视儿童这方面的研究主要集中在 VEP 方面，根据所给的图形刺激形式不同，VEP 主要分为闪光视觉诱发电位( flash VEP，F-VEP) 和图形视觉诱发电位 ( pattern VEP，P-VEP) 。目前弱视儿童电生理检查系统主要采用 P-VEP 技术，P-VEP 是视皮质对光刺激的总和电位反应，它通过特定的棋盘格翻转模式分别刺激左、右眼，在视觉皮层记录 VEP( P100 波) 。P100 波潜伏期主要反映视网膜中央部20°内节细胞纤维轴索到视皮质对光化学信号的转导速度。P100 波振幅在一定程度上反映节细胞的数量和功能，是检测黄斑、视路发育状态的重要指标。
依据 P100 波潜伏期和振幅分析通路损害，在视网膜、视交叉前或视交叉后，对损害程度、治疗效果及预后做出客观评估。由于该刺激模式获得的视觉VEP 可重复性强、易记录、波形比较简单，容易进行分析和解释，因而得到了广泛的应用。弱视眼的视皮层中枢对图形运动感觉及边界对比效应敏感的神经元功能有异常，所以弱视眼 P-VEP 会出现明显异常。Wright 等对25名弱视儿童的 P-VEP 研究显示，弱视眼 P-VEP 振幅较对侧健眼明显降低，平均振幅仅为健眼的 36%。Petrinovic 等对单眼屈光不正性及斜视性弱视儿童的研究显示，弱视眼的 P-VEP 振幅较对侧眼有明显下降，并且发现弱视眼的视力与 P-VEP 振幅及潜伏期改变有相关性，其中弱视眼的视力与 P-VEP 振幅的相关系数为 0.47，与 P-VEP 潜伏期的相关系数为 0.65。弱视眼在事件相关电位方面的研究结果比较一致，弱视眼与健眼相比出现 P100 波潜伏期延长，振幅降低，主要反映视网膜中央部 20°内节细胞纤维轴索到视皮质对光化学信号的转导速度变慢，黄斑、视路发育状态受到一定的影响。
5.2、功能磁共振成像方面的研究
人类大脑中包含两条神经通路，腹侧通路和背侧通路。背侧通路参与空间位置的知觉，从纹状皮层开始，结束于后顶叶。腹侧通路参与形状知觉，从纹状皮层开始结束于下颞叶。它们具有不同的发育期，并且可能有不同的关键期或是不同神经发育的入口。它们很容易受到异常的视觉刺激或是弱视治疗的影响而发生改变。因此，在视觉发展过程中早期异常的视觉经验可能会导致初级视皮层之前的皮层下区域和初级视皮层以外区域的亏损。Conner 等使用功能磁共振成像来研究15例7 ～ 12 岁儿童的皮层视网膜定位结构，发现儿童在视皮层 V1、V2、V3、V3A、VP、V4v 的视网膜定位信号与成人是基本相同的。但是，定量分析表明儿童与成人在枕叶皮层的顶侧和颞侧区有显著的差异，这些结果对研究儿童更高级的认知功能及弱视方面有重要作用。Mendola 等用优化的像素形态测定法定量分析高分辨率大脑成像，结果表明弱视儿童和成人视皮层区的灰质容积有所减少，包括距状裂和初级视皮层; 弱视儿童还有枕叶顶部皮层区和颞侧腹部皮层区的减少，弱视患者的对比敏感度有行为学缺陷。
在空间知觉方面，Thompson 等认为弱视者空间知觉方面的缺陷是由初级视觉转导过程和高级视觉转导过程存在的功能不足导致的。Sireteanu 等用功能磁共振成像研究弱视者视觉的空间异常和时间的不稳定性，发现斜视性弱视比屈光参差性弱视的空间异常更明显，时间不稳定性也主要发生在斜视性弱视，并主要影响高级空间频率，说明与背侧的更高级的纹外皮层有关。Dallala 等的研究得出弱视眼存在异常的位置和方向编码，而且方向编码方面存在的亏损要比位置编码严重，这表明弱视者腹侧外纹状皮层的加工过程是异常的，它是由纹状区的输入来决定的。Ho 等通过研究不同类型的儿童弱视者发现，整体运动知觉与立体视锐度显著相关，这可能与整体运动过程的两级模型有关，初级过程依赖于对比度和 V1 区，二级过程被认为是 V5和 MT 区的综合，而且他们发现单侧弱视在一定程度上存在着外纹状区 V5/MT 的功能紊乱以及对侧眼运动知觉的处理过程可能受到病因学和残存的双眼视功能的影响。
在运动知觉方面，研究普遍认为人类主管视觉运动的皮层区位于19与37、39交界处的V5 区，又称中颞区、MT 区。在这方面，运动的格子图案刺激对于评定 MT 区的功能提供了一个重要的附加工具，这种刺激的关键在于噪音的存在，生理学的证据表明，这种刺激导致的视知觉的处理过程超出了 V1区。Thompson 等也研究了弱视者对运动的格子图案的知觉，并探讨其所关联的脑区，结果显示弱视者在知觉这类刺激时具有微小的异常，并且这种异常被认为是发生在信号整合之前，目前认为是在 MT区。Cavanagh提出人类拥有一个高水平的运动系统，它受视觉注意功能的调解，这个高水平运动系统的运行机制主要表现在人眼对视觉刺激物移动时的注意追踪任务上。与之相比，低水平的运动系统与V1 区的方向选择性神经细胞相关，背侧通路的运动区 MT 可以在不依赖视觉注意的情况下运行。运动后效对于两种类型的运动来说具有显著不同的特性，这表明注意追踪不仅仅提高了低水平的运动信号，而且在信号加工处理的不同阶段一直起作用。先前的研究用几个高水平的非运动任务已经得出斜视性弱视者存在着后顶叶的功能异常。Ho 等对弱视儿童在不同层次的视运动知觉任务上的表现与视力正常儿童进行了比较，发现弱视儿童的弱视眼和对侧眼与正常儿童的双眼在低水平的整体运动和高水平的两点表观运动任务上的表现类似; 在单个目标与多个目标的注意追踪任务上，弱视组成绩显著低于正常人，这些发现表明后顶叶皮层的双眼视觉区域有可能对随意的空间注意的亏损起到一定作用，这也是导致弱视的原因之一。Li 等以弱视者为被试对象研究外侧膝状体功能以及外侧膝状体与视皮层之间的联系，结果发现弱视者的外侧膝状体功能减弱，并且其功能减弱的原因可能不仅仅是由于大脑皮层对于信息反馈的影响导致的，很可能是由于腹侧和背侧通路的连接性减少导致的。
弱视儿童脑机制的研究中，功能磁共振成像方面的研究已经比较成熟，涉及了视知觉研究的各个方面。相对而言，事件相关电位的研究就不是很充分，研究结果只是说明弱视儿童在潜伏期和振幅上与正常儿童存在差异，而在空间知觉、运动知觉等各方面并没有做深入的研究，今后的研究可以分别从这几个方面，对弱视儿童的脑机制做出进一步的解释。
6、展望
本文对近年来弱视儿童视知觉的研究作了综述，为弱视儿童注意、动机、价值观和期望等方面的研究提供了理论基础。弱视儿童视知觉的研究还涉及到时间知觉、错觉、异常视知觉相应的脑机制变化以及不同通道的视知觉研究等方面，这些方面的研究在今后值得继续探讨。
弱视儿童时间知觉方面的研究还是一个空白，在运动知觉的任务判断中就已经涉及到了事物变化的连续性和顺序性，那在运动知觉的探讨中是否就已经包括了对时间知觉特性的研究呢? 这是我们值得探讨和分析的。另外从感觉通道的性质来看，视觉在判断时间的精确性方面最差，而弱视患者又是在视觉上存在缺陷，这就使得弱视儿童时间知觉的研究比较困难。时间知觉还受到注意、兴趣和情绪等的影响，弱视儿童在这几方面是否存在差异，而它们又是否会影响到弱视儿童的时间知觉，在未来研究中还需要进一步探索。
错觉是知觉的一种特殊形态，以往有关错觉的研究多集中于正常视力者的视错觉方面，还较少涉及到弱视儿童错觉的研究，这可能是考虑到错觉是一个极为复杂的知觉过程，存在于各种认知过程中，主要因感觉通道及图形的不同而存在差异。在各种感觉通道的相互影响下弱视儿童是否会表现出差异，未来研究者可以从不同感觉通道的相互作用等方面，为弱视儿童的错觉研究提供新的思路。
作者：杨玲 毛金铭 魏建兰
视知觉是直接作用于视觉器官的事物在脑中整体的反应，是人对视觉信息的组织和解释过程。从早期以动物为实验对象，到对婴幼儿的研究，人们发现视觉经验对视知觉的发展很重要。主要表现为，婴幼儿的视觉发展有关键期，关键期的视觉经验最为重要，如果在关键期缺乏视觉经验，会造成长期的不良后果，导致弱视的产生。弱视儿童在视觉任务中表现出许多方面的不足，这些不足主要与视知觉有关，本文对近年来这些方面的研究进行了分析整理，将其具体划分为空间特征对弱视儿童形状知觉的影响，空间方位对弱视儿童立体视觉的影响，空间目标对弱视儿童视知觉的影响以及不同目标运动特征上弱视儿童表现出的运动知觉异常等方面，为后续研究提供了思路。
1、空间特征对弱视儿童形状知觉的影响
弱视首先被认为是一种空间知觉障碍。形状知觉是空间知觉的一种，是人们对物体形状特性的认识。目前弱视者的形状知觉研究包含三个空间特征方面的内容：首先是在知觉任务中表现出的精确度。具体研究包括: 弱视者对位置判断的精确度、形状辨 别、目标间的间隔和空间比例。Levi和Klein用 Gabor 斑组成的圆圈为试验材料，对弱视者形状知觉进行了研究。研究结果显示形状知觉由两大因素决定，首先最主要的决定因素是图形之间的分离情况，而图形的方向能够起到调节作用。当组成圆圈图形的 Gabor 斑之间间隔比较小，并与整体圆圈形状相协调时，被试者的成绩最好，当组成圆圈图形的各部分是正交直线时成绩较差; 当组成圆圈图形的各部分是水平线或是垂直线时，成绩处于中间水平; 当组成圆圈图形的各部分间隔比较大时，各种任务的成绩不存在差异。然而在所有的间隔任务上，成绩会因目标间的方向混乱程度而逐渐降低也就是每个样本是随机的，或者对齐与正交随机出现，或者水平与垂直线随机出现) 。Levi 和 Klein的研究结果表明，在形状取样的图形知觉中，目标间隔情况扮演着很重要的角色，而且在特征捆绑过程中涉及的内在机制可能对潜在的图形知觉机制的反应有调解作用。Ruxandra 等要求弱视被试者记住不同半径的圆，然后重现，让单眼逐点识别( 每个圆有12个点) ，结果显示，视空间知觉的二维图表现出严重的扭曲，包括扩展、收缩和弱视眼视野内的特殊区域的扭曲，但在正常眼中没有这种现象。
对知觉偏差以及在邻近斑块条件下对相位进行感知的研究发现，弱视者在方位和形状判断上出现了大量错误。Bedell 等通过测量与方向辨别和间隔相关的错误来检查斜视性弱视者的空间视知觉，结果显示，弱视眼在定位任务上也发生了大量的异常错误，这些错误不是由视敏度的降低引起的，斜视性弱视单眼的空间知觉是严重扭曲的。这些视知觉的扭曲可能与动眼神经异常和斜视性弱视者的视觉经验有关。
形状知觉的另一决定因素是弱视者的相位知觉以及评价相位感知的效力和判定每个线索所给予的权重，尤其关注的是弱视者与正常观察者在给予这些线索的权重方面是否有不同。Levi 等研究发现，弱视者比视力正常者出现更多的形状辨别偏差，这种偏差在弯曲的形状和大量的间隔任务上趋向于最大，并且表现出很明显的特异性。他们使用 Gabor斑来研究弱视者对图形轮廓的知觉，同时判断测试图案的位置与轮廓的相关关系，结果显示，与视力正常的观察者相比，一些弱视者在内配对的 Gabor 斑条件下对形状知觉的影响比在外配对的 Gabor 斑条件下要小，推测这个结果可能与异常的拥挤效应有关。
形状知觉是视觉、触觉、动觉协同活动的结果。通过视觉，人们得到了物体在视网膜上的投影形状;通过触觉和动觉，人们探索着物体的外形。他们协同活动，提供物体形状的信息。之前对形状识别的研究集中在对原始特征的分析与检测上，这些原始特征包括点、线条、角度、朝向、运动以及轮廓等，而笔者没有查到有关触觉对形状识别影响的研究，可能是考虑到弱视患者只存在视觉障碍而忽视了触觉对形状识别的影响，但弱视儿童在通过触觉识别物体形状时，是否会因为先前的视知觉经验而表现出与正常儿童的异常呢? 今后研究可以结合视觉、触觉以及动觉为弱视儿童形状知觉的研究做出进一步的解释。
2、空间方位对弱视儿童立体视觉的影响
立体视觉是辨别物体的空间方位，包括距离、前后、高低等相对位置的视知觉，亦是由双眼不同角度看到的像经大脑综合分析后获得的三维立体空间知觉。立体视功能常用立体视锐度来衡量。立体视锐度是指利用立体感知功能辨别深度的能力，通常表达为立体感知阈值，即人眼分辨最小双眼视差角度的能力。
立体视功能发育自出生后早期即开始，至 5 岁左右尚未发育完全。双眼视功能的建立与视觉发育期内的视觉经验密切相关。由于种种原因而导致弱视的患儿若在这个时期内得到较好的双眼视功能训练，即可获得良好的立体视觉。
弱视对儿童主要的危害是无完善的立体视功能。弱视患者残存双眼视功能及两眼间抑制程度的多少预示着单眼视力的高低，这可能也是弱视患者视力减退的重要发病机制。Wolfe 等的研究表明，立体视觉形成的过程为双眼相互作用的过程，可因单眼视网膜影像模糊而受到损害。当单眼的视网膜影像变模糊时，视皮层感受双眼视差信息的双眼性神经元的兴奋性则降低，其立体视锐度也相应下降; 而双眼视网膜影像在一定限度内对称性变模糊时，对立体视觉的影响较轻。因此，弱视是影响立体视锐度发育的重要因素之一。弱视患儿立体视觉的形成与双眼视力差异和视力水平有密切关系，双眼视力差小、视力好者立体视觉形成好。立体视觉的发育是一个不断巩固、完善的过程。Thompson等使用双眼视差的深度辨别任务研究了弱视组与正常组在此任务中的表现，结果显示弱视组比正常对照组要差很多，而且弱视观察者在以运动视差为基础的深度辨别任务中同样表现出较正常对照组差，此研究结果为立体视觉过程是由运动视差和双眼视差共同作用的观点提供了证据支持。
各类型弱视立体视锐度间比较，以形觉剥夺性弱视立体视锐度最差，其次为斜视性弱视、屈光参差性弱视和屈光不正性弱视。形觉剥夺性弱视以先天性白内障为多见，因为白内障减少了进入眼内的光刺激，长期的刺激缺乏造成单眼弱视，双眼性神经元兴奋减少，进一步影响了立体视觉的发育。斜视性弱视是由于双眼视细胞因视觉抑制和异常视网膜对应得不到正常发育，从而影响了立体视觉的建立。亢晓丽等通过对屈光参差性弱视儿童的立体视觉研究，发现随着屈光参差程度的增加，视力及立体视功能均下降，立体视锐度下降的程度与弱视的程度相伴行。弱视程度与立体视锐度之间有着非常显著的正相关性。Tomac 等认为对于儿童自然发生的屈光参差，不仅屈光参差可以导致立体视功能的下降，弱视在其中也起一定的作用。屈光不正性弱视同样可以严重影响立体视觉的形成，对立体视觉各项指标均有影响。散光性弱视患者的立体视锐度则比非散光人群要差，其在字母识别能力、光栅锐度、游标敏锐度以及中、高空间频率对比敏感度检测上均表现出不足。患者立体视锐度的提高与两眼屈光不正的类似程度密切相关。
在提高立体视觉方面，临床上已运用同视机、多媒体软件、双眼视功能训练仪器、红绿立体图片、实体镜等改善患者双眼视功能。另外知觉学习对立体视的提高也有一定的作用。弱视儿童在空间方位上表现出立体视觉的异常，其研究从立体视的发展、影响因素和弱视儿童的立体视知觉治疗等方面展开，结论已经比较成熟，为弱视儿童的治疗提供了理论依据。
3、空间目标对弱视儿童视知觉的影响
空间视觉一个重要的特征是当注视空间中的目标时，附近的轮廓会影响对目标的辨认。这种影响包括易化性和抑制性，注视目标附近的轮廓能够加强或减弱观察者对目标轮廓的感知。对于正常被试者，这种辨认模式在所有空间频率上都是确定不变的，但是在弱视被试者中就表现出异常，并且随着空间频率的增加而表现出更明显的缺陷。这些异常是依赖散光轴向的，而且斜视性弱视比屈光参差性弱视表现的更显著。
拥挤效应是弱视患者最典型的体征之一，即对排列成行的字体的识别力比对同样大小单个字体的识别力差。由于邻近的物体轮廓( 例如条栅或者字母) 对目标字母的掩蔽作用，造成对目标字母的辨认难于字母单独出现的时候。Levi 等利用 Gabor 函数斑构建了一系列刺激模式，通过控制 Gabor 函数斑的亮度、空间频率、朝向和相对距离，来研究弱视患者的视知觉改变。他们发现存在于弱视患者视知觉的拥挤现象，与正常中心和周边视觉的不同，表现为随目标大小的变化而变化，且在感知小目标时，拥挤变得更明显; 在垂直和水平方向上拥挤没有明显差异，易化性空间交互作用减弱。弱视者在视觉发育期的异常视觉输入，造成调控空间视知觉神经元之间的异常联系，可能是弱视患者出现拥挤效应的原因。Polat 等发现空间频率、弱视类型和散光轴向等因素可能影响弱视患者对空间目标的识别。
在已有的研究中，空间目标的识别模式得到了广泛关注并取得了一定的研究成果，但依然存在一些问题有待继续研究。一方面，当前对空间目标的识别研究主要在二维场景中进行，通常采用字母或者朝向信号等刺激。然而，我们所面临的世界是立体的，视觉系统需要处理各种复杂的三维空间信息。因此，将来研究有必要将空间目标的识别扩展到自然场景中，以提高研究的生态效度。另一方面，当前研究方法技术主要采用行为实验或功能磁共振成像技术，但这些方法在空间目标识别的时间维度上存在一些不可避免的缺陷。相比之下，事件相关电位( event-related potential) 具有较好的时间分辨率，能更直接、实时的测量个体的视知觉加工。后续研究可以结合事件相关电位技术来进一步考察弱视者目标刺激的识别是如何被干扰的，以揭示目标刺激识别产生的机制。
4、目标运动特征对弱视儿童视觉运动觉的影响
视觉运动觉是一种基本视功能，它反映的是视觉系统对运动物体的分辨能力，能帮助判定物体的准确位置，从模糊的背景中将物体辨别出来。在不同的目标运动特征下，弱视者表现出异常的运动知觉。已有的关于弱视人群视运动知觉缺陷的研究主要包括视觉运动的振荡移位、确定的运动形式、运动后效、最大的运动移位和整体运动。视敏度的降低似乎不能很好地解释在这些方面的运动知觉的亏损，尤其是有很多的研究显示弱视对侧眼有异常的 运 动 知 觉，但它的视敏度是好的。Thompson 等提出运动知觉的损伤表现，首先影响的任务包括全局运动( 随机点运动) 信息的整合，并且伴随剩余的大部分局部运动知觉未受损伤，弱视者会有全局运动的知觉亏损，这种亏损不仅限于弱视眼而且会影响到对侧眼。Hess 等的研究表明弱视者在静态和动态的运动后效上都存在着缺陷。
弱视患者存在静态刺激处理过程中的高水平运动亏损，包括对目标数目过低估计和增加注意时的眨眼次数。增加注意时的眨眼次数会影响患者对两个快速移动目标中的第二个目标的觉察。视觉计算与注意追踪以及对多个注意目标的追踪有关。Ho 等的研究显示，斜视性弱视和屈光参差性弱视儿童的弱视眼和对侧眼在空间注意和追踪方面存在亏损，这种亏损表现在对高水平运动的注意追踪机制方面。这种机制包括对目标的空间选择和对干扰项的抑制，且在对多个目标的追踪任务中表现的尤为明显。弱视儿童可能在过滤掉干扰项、对多个移动目标进行注意追踪时出现了问题，这种问题的影响可能在当更多的视网膜外围视像卷入时表现得更加明显。
运动知觉分为真动知觉和似动知觉，弱视儿童的运动知觉研究主要集中在真动知觉方面，在似动运动知觉里只涉及到了运动后效。这可能是研究者考虑到弱视患者本身存在视觉障碍，而似动知觉作为较复杂的运动知觉任务，研究难度较大。弱视儿童在似动运动知觉方面的研究还很不成熟，未来研究可以从弱视儿童真动知觉向似动知觉扩展，为运动知觉提供更丰富的理论支持。
5、弱视儿童视知觉的脑机制研究
目前，对弱视儿童视知觉脑机制方面的研究主要集中在事件相关电位和功能磁共振成像方面。
5.1、事件相关电位方面的研究
事件相关电位是当外加一种特定的刺激，作用于感觉系统或脑的某一部位，在给予刺激或撤销刺激时，在脑区引起的电位变化。依据刺激通道分为听觉诱发电位、视觉诱发电位( Visual evoked potential，VEP) 、体感诱发电位等。弱视儿童这方面的研究主要集中在 VEP 方面，根据所给的图形刺激形式不同，VEP 主要分为闪光视觉诱发电位( flash VEP，F-VEP) 和图形视觉诱发电位 ( pattern VEP，P-VEP) 。目前弱视儿童电生理检查系统主要采用 P-VEP 技术，P-VEP 是视皮质对光刺激的总和电位反应，它通过特定的棋盘格翻转模式分别刺激左、右眼，在视觉皮层记录 VEP( P100 波) 。P100 波潜伏期主要反映视网膜中央部20°内节细胞纤维轴索到视皮质对光化学信号的转导速度。P100 波振幅在一定程度上反映节细胞的数量和功能，是检测黄斑、视路发育状态的重要指标。
依据 P100 波潜伏期和振幅分析通路损害，在视网膜、视交叉前或视交叉后，对损害程度、治疗效果及预后做出客观评估。由于该刺激模式获得的视觉VEP 可重复性强、易记录、波形比较简单，容易进行分析和解释，因而得到了广泛的应用。弱视眼的视皮层中枢对图形运动感觉及边界对比效应敏感的神经元功能有异常，所以弱视眼 P-VEP 会出现明显异常。Wright 等对25名弱视儿童的 P-VEP 研究显示，弱视眼 P-VEP 振幅较对侧健眼明显降低，平均振幅仅为健眼的 36%。Petrinovic 等对单眼屈光不正性及斜视性弱视儿童的研究显示，弱视眼的 P-VEP 振幅较对侧眼有明显下降，并且发现弱视眼的视力与 P-VEP 振幅及潜伏期改变有相关性，其中弱视眼的视力与 P-VEP 振幅的相关系数为 0.47，与 P-VEP 潜伏期的相关系数为 0.65。弱视眼在事件相关电位方面的研究结果比较一致，弱视眼与健眼相比出现 P100 波潜伏期延长，振幅降低，主要反映视网膜中央部 20°内节细胞纤维轴索到视皮质对光化学信号的转导速度变慢，黄斑、视路发育状态受到一定的影响。
5.2、功能磁共振成像方面的研究
人类大脑中包含两条神经通路，腹侧通路和背侧通路。背侧通路参与空间位置的知觉，从纹状皮层开始，结束于后顶叶。腹侧通路参与形状知觉，从纹状皮层开始结束于下颞叶。它们具有不同的发育期，并且可能有不同的关键期或是不同神经发育的入口。它们很容易受到异常的视觉刺激或是弱视治疗的影响而发生改变。因此，在视觉发展过程中早期异常的视觉经验可能会导致初级视皮层之前的皮层下区域和初级视皮层以外区域的亏损。Conner 等使用功能磁共振成像来研究15例7 ～ 12 岁儿童的皮层视网膜定位结构，发现儿童在视皮层 V1、V2、V3、V3A、VP、V4v 的视网膜定位信号与成人是基本相同的。但是，定量分析表明儿童与成人在枕叶皮层的顶侧和颞侧区有显著的差异，这些结果对研究儿童更高级的认知功能及弱视方面有重要作用。Mendola 等用优化的像素形态测定法定量分析高分辨率大脑成像，结果表明弱视儿童和成人视皮层区的灰质容积有所减少，包括距状裂和初级视皮层; 弱视儿童还有枕叶顶部皮层区和颞侧腹部皮层区的减少，弱视患者的对比敏感度有行为学缺陷。
在空间知觉方面，Thompson 等认为弱视者空间知觉方面的缺陷是由初级视觉转导过程和高级视觉转导过程存在的功能不足导致的。Sireteanu 等用功能磁共振成像研究弱视者视觉的空间异常和时间的不稳定性，发现斜视性弱视比屈光参差性弱视的空间异常更明显，时间不稳定性也主要发生在斜视性弱视，并主要影响高级空间频率，说明与背侧的更高级的纹外皮层有关。Dallala 等的研究得出弱视眼存在异常的位置和方向编码，而且方向编码方面存在的亏损要比位置编码严重，这表明弱视者腹侧外纹状皮层的加工过程是异常的，它是由纹状区的输入来决定的。Ho 等通过研究不同类型的儿童弱视者发现，整体运动知觉与立体视锐度显著相关，这可能与整体运动过程的两级模型有关，初级过程依赖于对比度和 V1 区，二级过程被认为是 V5和 MT 区的综合，而且他们发现单侧弱视在一定程度上存在着外纹状区 V5/MT 的功能紊乱以及对侧眼运动知觉的处理过程可能受到病因学和残存的双眼视功能的影响。
在运动知觉方面，研究普遍认为人类主管视觉运动的皮层区位于19与37、39交界处的V5 区，又称中颞区、MT 区。在这方面，运动的格子图案刺激对于评定 MT 区的功能提供了一个重要的附加工具，这种刺激的关键在于噪音的存在，生理学的证据表明，这种刺激导致的视知觉的处理过程超出了 V1区。Thompson 等也研究了弱视者对运动的格子图案的知觉，并探讨其所关联的脑区，结果显示弱视者在知觉这类刺激时具有微小的异常，并且这种异常被认为是发生在信号整合之前，目前认为是在 MT区。Cavanagh提出人类拥有一个高水平的运动系统，它受视觉注意功能的调解，这个高水平运动系统的运行机制主要表现在人眼对视觉刺激物移动时的注意追踪任务上。与之相比，低水平的运动系统与V1 区的方向选择性神经细胞相关，背侧通路的运动区 MT 可以在不依赖视觉注意的情况下运行。运动后效对于两种类型的运动来说具有显著不同的特性，这表明注意追踪不仅仅提高了低水平的运动信号，而且在信号加工处理的不同阶段一直起作用。先前的研究用几个高水平的非运动任务已经得出斜视性弱视者存在着后顶叶的功能异常。Ho 等对弱视儿童在不同层次的视运动知觉任务上的表现与视力正常儿童进行了比较，发现弱视儿童的弱视眼和对侧眼与正常儿童的双眼在低水平的整体运动和高水平的两点表观运动任务上的表现类似; 在单个目标与多个目标的注意追踪任务上，弱视组成绩显著低于正常人，这些发现表明后顶叶皮层的双眼视觉区域有可能对随意的空间注意的亏损起到一定作用，这也是导致弱视的原因之一。Li 等以弱视者为被试对象研究外侧膝状体功能以及外侧膝状体与视皮层之间的联系，结果发现弱视者的外侧膝状体功能减弱，并且其功能减弱的原因可能不仅仅是由于大脑皮层对于信息反馈的影响导致的，很可能是由于腹侧和背侧通路的连接性减少导致的。
弱视儿童脑机制的研究中，功能磁共振成像方面的研究已经比较成熟，涉及了视知觉研究的各个方面。相对而言，事件相关电位的研究就不是很充分，研究结果只是说明弱视儿童在潜伏期和振幅上与正常儿童存在差异，而在空间知觉、运动知觉等各方面并没有做深入的研究，今后的研究可以分别从这几个方面，对弱视儿童的脑机制做出进一步的解释。
6、展望
本文对近年来弱视儿童视知觉的研究作了综述，为弱视儿童注意、动机、价值观和期望等方面的研究提供了理论基础。弱视儿童视知觉的研究还涉及到时间知觉、错觉、异常视知觉相应的脑机制变化以及不同通道的视知觉研究等方面，这些方面的研究在今后值得继续探讨。
弱视儿童时间知觉方面的研究还是一个空白，在运动知觉的任务判断中就已经涉及到了事物变化的连续性和顺序性，那在运动知觉的探讨中是否就已经包括了对时间知觉特性的研究呢? 这是我们值得探讨和分析的。另外从感觉通道的性质来看，视觉在判断时间的精确性方面最差，而弱视患者又是在视觉上存在缺陷，这就使得弱视儿童时间知觉的研究比较困难。时间知觉还受到注意、兴趣和情绪等的影响，弱视儿童在这几方面是否存在差异，而它们又是否会影响到弱视儿童的时间知觉，在未来研究中还需要进一步探索。
错觉是知觉的一种特殊形态，以往有关错觉的研究多集中于正常视力者的视错觉方面，还较少涉及到弱视儿童错觉的研究，这可能是考虑到错觉是一个极为复杂的知觉过程，存在于各种认知过程中，主要因感觉通道及图形的不同而存在差异。在各种感觉通道的相互影响下弱视儿童是否会表现出差异，未来研究者可以从不同感觉通道的相互作用等方面，为弱视儿童的错觉研究提供新的思路。
作者：杨玲 毛金铭 魏建兰
