心理所研究揭示更改現實訓練減少了成人弱視的眼間抑制程度

　　在物理世界和生物世界中，乍看之下似乎無處不對稱。然而,只要我們詳細觀察一下自己，就會發現掩蓋在外觀對稱下的種種功能不對稱。和慣用手分為左右利手類似，在視知覺中，人們發現在射擊、臺球等活動中只用左眼(或右眼)對物體進行觀察會更加精確；在雙眼競爭等兩眼信息沖突的任務中，通常知覺到左眼(或右眼)的信息會更多。廣義上來說，這種來自于左眼(或右眼)的輸入信號在大腦中更占主導的現象就是眼優勢(Ocular dominance)。

　　眼優勢是動態變化的，隨著視覺系統的發育和成熟表現出不同程度的可塑性水平。最近十多年的研究表明，一些視覺訓練范式是能夠調節成年人的眼優勢的，但對其重塑的神經機制還處于初步探索階段。在最近一個研究中，中國科學院心理研究所鮑敏研究組使用更改現實(altered-reality, AR)適應范式對兩眼極端不平衡的成年弱視病人進行了連續 6 天、每天 3 小時的長時程適應訓練。

圖1.眼優勢和更改現實系統示意圖

　　研究人員在訓練開始前、訓練結束后 24小時、訓練結束后 1 個月這三個時間點對被試進行了腦電測試和視力測量。如圖2所示，在腦電實驗中，使用頻率標記技術和穩態視覺誘發電位來測量被試每只眼睛的腦電信號以及反映眼間交互作用的交互調制頻率(intermodulation frequency, IM)神經信號。通過計算被試在訓練前后對雙眼互補的視頻刺激（也就是訓練階段的適應刺激）響應幅度的變化，研究人員檢驗了長時程適應更改現實調節眼優勢的神經活動。結果發現在訓練結束 1 個月后， IM 頻率成分的信號幅度顯著下降。這種訓練效應僅在弱視組中發現，在兩眼平衡健康組中沒有發現。根據該研究中的刺激類型是雙眼互補的自然圖像，研究人員傾向于認為所測量到的 IM 頻率成分反映的是雙眼交互作用中的眼間抑制程度， IM 成分幅度下降代表抑制程度的減弱，并通過眼拮抗模型(ocular opponency model)對這種去抑制的作用機制進行了解釋。

　　該研究從視覺系統早期視覺皮層的眼間去抑制機制視角提供了調節成年弱視眼優勢的實驗證據，補充了對長時程適應更改現實神經機制的理解。

圖2.實驗流程、結果和受更改現實適應訓練調控的眼拮抗模型示意圖

　　該研究獲得科技創新2030“腦科學與類腦研究”重大項目、國家自然科學基金的支持。成果已在線發表于Annals of the New York Academy of Sciences。

　　論文信息：Du X, Liu L, Dong X, Bao M. (2023). Effects of altered-reality training on interocular disinhibition in amblyopia. Annals of the New York Academy of Sciences, 2023 Feb 21. doi: 10.1111/nyas.14969.

　　相關文章：Bao M, Dong B, Liu L, Engel SA, Jiang Y. (2018). The best of both worlds: Adaptation during natural tasks produces long-lasting plasticity in perceptual ocular dominance. Psychological Science, 29(1): 14-33