为什么知觉学习能治疗弱视
2015-05-18 13:47:34 来源: 多宝视
知觉学习具有特异性。如果通过训练得到的提高仅仅局限于训练中使用的刺激特性、刺激构型和任务，那么知觉学习在弱视治疗中的价值将会十分有限。正是知觉学习具有传递特性，才使得知觉学习成为弱视的潜在治疗工具。例如Xiaoetal.(2008)在实验中发现了完全的位置传递。
在用知觉学习训练弱视的探索中，有研究报道弱视眼的知觉学习提高表现出很少甚至不能传递到非训练方位(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Li&Levi,2004)。D.M.Levi & Polat(1996);D.M.Levietal.(1997)则报道游标锐度任务训练效果不能传递到检测任务。然而，有趣的是，在一些研究中，研究者们发现了学习效果从训练弱视眼到非训练正常眼的部分传递(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Lietal.,2008;Y.Zhouetal.,2006)。
最重要的是，经过各种任务训练的弱视眼提高能传递到视锐度。R.W.Li & Levi(2004);R.W.Lietal.(2007)发现伴随着视锐度提高，其他的受损的视觉功能，如立体视锐度和视觉特征计数（visualcounting）都有部分改善。
弱视患者的知觉学习也表现出方位特异性(R.W.Li & Levi,2004)。目前尚不清楚弱视视觉系统训练提高的方位带宽是否比正常视觉系统更宽。R.W.Lietal.(2008)使用水平的位置锐度任务训练弱视患者，虽然受训练患者在任务中得到很大的提高，但是字母视锐度提升却很小。这可能提示字母的辨认可能涉及到多个方位通道。Polatetal.(2004)在每个空间频率下都训练了4种方位，因而他们的训练效果传递到视锐度提高也最多。然而，正如前面讨论过的，这个结果究竟是由于在多个方位下训练还是刺激两侧光栅的引入或者两者同时作用，人们尚不清楚。
C.B.Huangetal.(2008)使用对比度检测任务训练屈光参差性弱视患者和正常人，在训练后受训练者的对比敏感度有显著提高。他们用高斯差模型拟合训练前后的CSF数据，并比较了屈光参差弱视和正常对照知觉学习的带宽，发现弱视组的学习带宽为4.04±0.63Octaves，而正常对照组的学习带宽为1.40±0.30Octaves，说明弱视患者的视觉系统知觉学习的带宽比正常的视觉系统要大得多。这提示弱视视觉系统与正常视觉系统相比有着更大的可塑性，为弱视的知觉学习治疗法提供了理论和实践基础。
在研究正常人知觉学习机制方面，已经有许多研究。为了回答知觉学习治疗弱视的机制这一问题，我们需要仔细考虑一下以下因素：
(1)眼动。许多弱视患者都表现出不精确和不稳定的注视(C.Schor&Hallmark,1978)。因此知觉学习带来的弱视视功能的改善可能仅仅是更加准确的注视引起的。但是有两点原因使得眼动的改善不能完全解释知觉学习的提高：第一，游标锐度和对比敏感度对视网膜影像的慢速（小于4度每秒）运动不敏感，而这个速度比弱视患者的注视眼动要快很多；第二，更精确的眼动应该能导致所有方位下表现的提升。然而，有一些研究表明弱视的学习效果有方位选择性(R.W.Li & Levi,2004)。此外K.E.Higgins,Daugman,&Mansfield(1982)发现弱视的对比敏感度不受眼动影响。
(2)另一种可能是弱视患者的提高缘于弱视患者对弱视眼的调节变好了。同样，这个理由也不能完全实验中发现的现象。因为调节的改善同样会带来所有方位和任务的提高，而不会出现方位选择性提高和任务特异性。
(3)遮盖的结果。在弱视患者训练的时候，他们的相对健眼往往被遮盖起来。对儿童弱视患者的健眼进行短时间的遮盖确实会提高他们的视觉功能(Ciuffredaetal.,1991b;Repkaetal.,2003)。因此可能有一部分训练效果确实是因为遮盖的作用。Chenetal.(2008)比较了遮盖和知觉学习在治疗弱视当中的作用。尽管他们的遮盖组的视锐度比训练组表现出了更大的提升（遮盖PPR为0.46，训练PPR为0.56），但遮盖时间大约是训练时间的10倍。Polat
(2005);Polatetal.(2004)的实验中，对照组接受了与训练组相同长时间的遮盖，却没有视力提高。所以，遮盖不能完全解释训练所带来的学习效果。综上我们认为知觉学习所带来的弱视视觉功能的提高反映了真正的神经可塑性。
R.W.Lietal.(2008)通过反相关分析(R.W.Li,Klein & Levi,2006;Neri&Levi,2006)测量了弱视患者在知觉学习过程中知觉模板（perceptualtemplate）的变化，并估计弱视患者视觉系统的内部噪声。他们发现弱视视觉系统的直觉模板在重复的练习中发生了变化，模板的选择性变得更好了，在处理视觉信息时噪音变小和更有效。因此使用位置辨别任务可以减少空间视觉扭曲和增加采样效率。
C.B.Huang,Lu & Zhou(2009)利用引入外部噪音分析对光栅对比度检测任务训练过程中弱视对比敏感度提高的机制进行了探索。Huang等人结果发现正常被试无法通过训练提高完成任务的对比敏感度，而弱视患者完成任务的对比敏感度在训练后有显著提高。进一步的知觉模版模型（perceptualtemplatemodel,PTM）分析表明弱视视觉系统对比敏感度的提高是由内部加法噪音的降低和外部噪音的排除两种机制共同导致的。这些结果与C.B.Huangetal.(2008)提出的弱视视觉系统较正常视觉系统有着更大的可塑性这一观点相吻合，并进一步为使用知觉学习进行弱视治疗的方法提供了新的理论支持。
在用知觉学习训练弱视的探索中，有研究报道弱视眼的知觉学习提高表现出很少甚至不能传递到非训练方位(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Li&Levi,2004)。D.M.Levi & Polat(1996);D.M.Levietal.(1997)则报道游标锐度任务训练效果不能传递到检测任务。然而，有趣的是，在一些研究中，研究者们发现了学习效果从训练弱视眼到非训练正常眼的部分传递(D.M.Levi & Polat,1996;D.M.Levietal.,1997;R.W.Lietal.,2008;Y.Zhouetal.,2006)。
最重要的是，经过各种任务训练的弱视眼提高能传递到视锐度。R.W.Li & Levi(2004);R.W.Lietal.(2007)发现伴随着视锐度提高，其他的受损的视觉功能，如立体视锐度和视觉特征计数（visualcounting）都有部分改善。
弱视患者的知觉学习也表现出方位特异性(R.W.Li & Levi,2004)。目前尚不清楚弱视视觉系统训练提高的方位带宽是否比正常视觉系统更宽。R.W.Lietal.(2008)使用水平的位置锐度任务训练弱视患者，虽然受训练患者在任务中得到很大的提高，但是字母视锐度提升却很小。这可能提示字母的辨认可能涉及到多个方位通道。Polatetal.(2004)在每个空间频率下都训练了4种方位，因而他们的训练效果传递到视锐度提高也最多。然而，正如前面讨论过的，这个结果究竟是由于在多个方位下训练还是刺激两侧光栅的引入或者两者同时作用，人们尚不清楚。
C.B.Huangetal.(2008)使用对比度检测任务训练屈光参差性弱视患者和正常人，在训练后受训练者的对比敏感度有显著提高。他们用高斯差模型拟合训练前后的CSF数据，并比较了屈光参差弱视和正常对照知觉学习的带宽，发现弱视组的学习带宽为4.04±0.63Octaves，而正常对照组的学习带宽为1.40±0.30Octaves，说明弱视患者的视觉系统知觉学习的带宽比正常的视觉系统要大得多。这提示弱视视觉系统与正常视觉系统相比有着更大的可塑性，为弱视的知觉学习治疗法提供了理论和实践基础。
在研究正常人知觉学习机制方面，已经有许多研究。为了回答知觉学习治疗弱视的机制这一问题，我们需要仔细考虑一下以下因素：
(1)眼动。许多弱视患者都表现出不精确和不稳定的注视(C.Schor&Hallmark,1978)。因此知觉学习带来的弱视视功能的改善可能仅仅是更加准确的注视引起的。但是有两点原因使得眼动的改善不能完全解释知觉学习的提高：第一，游标锐度和对比敏感度对视网膜影像的慢速（小于4度每秒）运动不敏感，而这个速度比弱视患者的注视眼动要快很多；第二，更精确的眼动应该能导致所有方位下表现的提升。然而，有一些研究表明弱视的学习效果有方位选择性(R.W.Li & Levi,2004)。此外K.E.Higgins,Daugman,&Mansfield(1982)发现弱视的对比敏感度不受眼动影响。
(2)另一种可能是弱视患者的提高缘于弱视患者对弱视眼的调节变好了。同样，这个理由也不能完全实验中发现的现象。因为调节的改善同样会带来所有方位和任务的提高，而不会出现方位选择性提高和任务特异性。
(3)遮盖的结果。在弱视患者训练的时候，他们的相对健眼往往被遮盖起来。对儿童弱视患者的健眼进行短时间的遮盖确实会提高他们的视觉功能(Ciuffredaetal.,1991b;Repkaetal.,2003)。因此可能有一部分训练效果确实是因为遮盖的作用。Chenetal.(2008)比较了遮盖和知觉学习在治疗弱视当中的作用。尽管他们的遮盖组的视锐度比训练组表现出了更大的提升（遮盖PPR为0.46，训练PPR为0.56），但遮盖时间大约是训练时间的10倍。Polat
(2005);Polatetal.(2004)的实验中，对照组接受了与训练组相同长时间的遮盖，却没有视力提高。所以，遮盖不能完全解释训练所带来的学习效果。综上我们认为知觉学习所带来的弱视视觉功能的提高反映了真正的神经可塑性。
R.W.Lietal.(2008)通过反相关分析(R.W.Li,Klein & Levi,2006;Neri&Levi,2006)测量了弱视患者在知觉学习过程中知觉模板（perceptualtemplate）的变化，并估计弱视患者视觉系统的内部噪声。他们发现弱视视觉系统的直觉模板在重复的练习中发生了变化，模板的选择性变得更好了，在处理视觉信息时噪音变小和更有效。因此使用位置辨别任务可以减少空间视觉扭曲和增加采样效率。
C.B.Huang,Lu & Zhou(2009)利用引入外部噪音分析对光栅对比度检测任务训练过程中弱视对比敏感度提高的机制进行了探索。Huang等人结果发现正常被试无法通过训练提高完成任务的对比敏感度，而弱视患者完成任务的对比敏感度在训练后有显著提高。进一步的知觉模版模型（perceptualtemplatemodel,PTM）分析表明弱视视觉系统对比敏感度的提高是由内部加法噪音的降低和外部噪音的排除两种机制共同导致的。这些结果与C.B.Huangetal.(2008)提出的弱视视觉系统较正常视觉系统有着更大的可塑性这一观点相吻合，并进一步为使用知觉学习进行弱视治疗的方法提供了新的理论支持。
