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目的: 探究眼位矫正、短时单眼方位和亮度剥夺对知觉性眼优势度的调节作用,借此揭示成人双眼视知觉系统可塑性的特征和机制。 方法: 本研究运用“双眼相位整合范式”和“双眼竞争范式”来量化知觉性眼优势度。在双眼相位整合范式中,知觉性眼优势度以“双眼平衡点”或“双眼感知相位”来量化。测量中将给被试者双眼各呈现一个量相等但相对于水平子午线方向相反(+22.5°和-22.5°)的水平正弦光栅(0.3周期/度,6.6° × 6.6°)。非主导眼光栅的对比度固定为100%,改变主导眼光栅的对比度为100% × (0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 和1.0),在某一特定的眼间对比度比值下受试者感知到的相位为0°,即双眼效力相等,此时的眼间对比度比值即为双眼平衡点。双眼平衡点越靠近1代表双眼越靠近知觉性平衡。在单眼剥夺实验中,定义非剥夺眼所视光栅的相位为正相位,剥夺眼所视光栅的相位为负相位,固定眼间对比度比值为剥夺前双眼平衡点处的比值,不同形式的短时单眼剥夺对双眼整合后感知相位值的影响:双眼感知相位如变得更负,则说明剥夺眼在短时剥夺后变得更强,反之则说明非剥夺眼变得更强。 在双眼竞争范式中,知觉性眼优势度以“总的相位持续时间比率(非剥夺眼/剥夺眼)”来量化。测量中分别给双眼呈现两个水平的反相位(-90°和+90°)方波光栅(0.3周期/度,6.6°×6.6°),非剥夺眼前的方波光栅对比度固定在100%,剥夺眼前的方波光栅对比度由实验前通过此双眼竞争范式测得双眼总的相位持续时间比率接近1时的双眼对比度比率而定。不同形式的短时单眼剥夺对总的相位持续时间比率的影响:该比值如变得更小,则说明剥夺眼在短时剥夺后变得更强,反之则说明非剥夺眼变得更强。 1. 在实验1中探究眼位矫正对知觉性眼优势度的调节,招募17位斜视患者,分别在术前、术后0.5-1个月、术后5-12个月通过双眼相位整合范式定量测量患者的双眼平衡点。 2. 在实验2中探究短时单眼方位剥夺对知觉性眼优势度的调节,招募6位正常成年人,每位受试者均参与本实验四次,对应两种单眼方位剥夺形式(水平方位剥夺和竖直方位剥夺)对两种双眼信息处理过程(双眼相位整合和双眼竞争)作用的研究。每次实验均包括三个连续阶段:剥夺前知觉性眼优势度(基线值)的测量,2.5小时的单眼方位剥夺以及剥夺后知觉性眼优势度的测量。 3. 在实验3中探究短时单眼亮度剥夺对知觉性眼优势度的调节,招募13位正常成人参与该实验。本实验由四部分组成,每部分包含三个连续的阶段:亮度剥夺前知觉性眼优势度(基线值)的测量,2.5小时单眼亮度剥夺以及剥夺后知觉性眼优势度的测量。在第1部分,使用3ND(Neutral density filter)的中性密度滤光纸对6位被试者的优势眼进行亮度剥夺且剥夺期间允许被试进行自由活动,不控制其视觉活动环境的亮度(即投射到视网膜的亮度是固定的);在2-4部分中, 7位参与视觉活动环境受控组(即投射到视网膜的亮度是固定的),即被试在暗室中通过在Z800实体镜前放置不同规格中性密度滤光纸观看电影2.5小时,不同规格的滤光纸用来控制进入双眼的绝对亮度。 结果: 1.实验1中,17位斜视患者(平均年龄:17.06 ± 5.16岁),无论是术后短期内(0.5-1个月)(t(6) =-0.92;p= 0.39)还是长期内(术后5-12个月)(t(15) =-0.89;p= 0.39)双眼平衡点都没有发生显著变化。 2.实验2中,6位正常受试者(平均年龄:24.67 ±1.86岁),对单眼水平方位进行2.5小时的形觉剥夺后,双眼相位整合范式的测量结果表明被剥夺眼的优势度是增强的,且这种效应至少可以持续30分钟(T5 < 0;t(5) =-3.51,p= 0.017,双尾,单样本T检验)。同样地,对单眼垂直方位进行形觉剥夺后也出现类似结果(T5< 0;t(5) =-2.60,p= 0.048,双尾,单样本T检验)。结果还表明无论是水平方位形觉剥夺还是垂直方位的形觉剥夺,其在双眼相位整合范式任务(F(4,20) = 0.53,p=0.71,重复测量方差分析)和双眼竞争范式任务(F(4,20) = 0.32,p= 0.86)下的知觉性眼优势度变化是一致的。 3. 实验3中,对6位(平均年龄: 23.30 ±1.40岁)参与视觉活动环境亮度不受控制组的受试者进行单眼亮度剥夺造成眼间相对亮度比率达到1000倍时,其知觉性眼优势度不随时间的变化而发生转移(F(5,30) = 1.23,p= 0.32);然而,控制7位(平均年龄:26.30 ±3.10岁)受试者双眼视觉活动环境的绝对亮度,但仍保证两眼间亮度比率为1000时,其知觉性眼优势度随着时间的变化显著性地偏向被剥夺眼(F(2.36, 14.13) = 5.05,p= 0.018)。 结论: 在成人知觉性眼优势度的调节方面,眼位矫正手术本身并不能重建斜视患者的双眼知觉性平衡,而短时单眼方位和亮度剥夺可以使知觉性眼优势度暂时偏向被剥夺眼。除此之外,在短时单眼方位剥夺实验中,我们证明了该知觉性眼优势度可塑性的发生与双眼视觉信息汇聚前的非方位选择特异性神经元相关;在短时单眼亮度剥夺实验中,我们还证明了该知觉性眼优势度可塑性的发生与双眼间绝对亮度而非相对亮度不平衡相关。总之,成人知觉性眼优势度不受眼位矫正手术的影响,但受短时单眼方位和亮度剥夺的调节。