成年斜视性弱视患者视觉注意相关脑功能损害的心理物理和fMRI研究

摘要

目的:
　　弱视是由于在儿童视觉系统发育可塑性关键期内异常的视觉经验引起的单眼或双眼最佳矫正视力下降，眼部检查无可见的器质性病变的疾病。弱视患者成年后视功能提升困难，目前发现视觉训练可暂时提高患者视力，但停止训练后视力出现回退，这可能与患者视中枢对弱视眼视觉信息运用不佳，始终处于功能“弃用”状态有关。视觉注意在视觉信息的处理和利用中起到关键作用，所以我们推测弱视患者视觉注意功能出现受损，造成其无法有效利用弱视眼视觉信息，导致弱视眼视功能提高困难。
　　另一方面，在斜视性弱视中，患者的眼球运动功能、固视功能及双眼的协同功能均存在损害，这导致其与眼球运动相关的视觉功能也出现损害。眼球运动功能和固视功能对于正常的视觉注意功能具有重要作用，而斜视性弱视患者眼球运动和固视功能的损害将导致视觉注意功能的损害。就此，我们提出假设:在斜视性弱视中，眼球运动异常导致的视觉注意功能缺陷是导致弱视视功能缺陷的一个根本原因。
　　因此，本课题采用心理物理和fMRI方法研究成年斜视性弱视患者的视觉注意功能和其相关的脑功能，观察弱视患者是否存在视觉注意功能的下降和视觉注意相关脑功能损害，阐明其视觉注意功能损害特点及其相关脑功能损害特点。
　　方法:
　　1.采用运动驱动的视觉注意速度阈值任务分别测定成年斜视性弱视患者弱视眼和非弱视眼、成年正常志愿者的优势眼和非优势眼的视觉速度信息分辨阈值，以验证成年弱视患者弱视眼是否存在视觉注意功能缺陷;
　　2.采用由下至上的运动驱动的视觉注意任务和由上至下的扫视任务刺激，fMRI记录脑功能变化的方法，采集成年斜视性弱视患者和正常受试者在执行视觉注意任务时的脑功能变化，分析其视觉注意相关脑区功能是否出现受损;
　　3.基于运动驱动的视觉注意任务和扫视任务的fMRI数据，分析各个视觉注意相关脑区之间的功能通路是否出现受损;
　　4.利用静息态fMRI方法，研究弱视患者V1区在静息状态下与全脑功能连接，分析其相较于正常人是否出现改变。
　　结果:
　　1.在运动驱动的视觉注意速度阈值任务中，弱视患者弱视眼速度阂值显著低于非弱视眼和正常人优势眼和非优势眼;非弱视眼速度阈值较正常对照双眼无差异;正常对照两眼之间无差异。表明成年斜视性弱视患者弱视眼相较于非弱视眼和正常受试者优势眼和非优势眼均存在运动驱动的视觉注意功能缺陷。
　　2.在运动驱动的视觉注意任务中，弱视眼在V1区的激活强度和速度相较于非弱视眼、优势眼和非优势眼无差异;弱视眼在IPS和FEF脑区的激活强度和速度显著低于非弱视眼、优势眼和非优势眼;非弱视眼相较于正常对照双眼在V1、IPS和FEF脑区均未见激活强度和速度的差异;正常受试者两眼之间在V1、IPS和FEF脑区均未见激活强度和速度的差异。说明弱视患者弱视眼在执行由下至上的视觉注意任务时，其V1区功能无受损，但其视觉注意相关脑区(FEF和IPS)的功能存在受损。
　　3.在扫视任务中，弱视眼在V1、IPS和FEF脑区的激活强度和速度均显著低于非弱视眼、优势眼和非优势眼;非弱视眼相较于正常对照双眼在V1、IPS和FEF脑区均未见激活强度和速度的差异;正常受试者两眼之间在V1、IPS和FEF脑区均未见激活强度和速度的差异。结果说明在执行由上至下的视觉注意任务时，弱视眼在V1区和视觉注意相关脑区（FEF和IPS）的功能均存在受损。
　　4.在运动驱动的视觉注意任务中，弱视眼两侧V1区和两侧IPS脑区之间的功能通路相较于非弱视眼、优势眼和非优势眼无差异;弱视眼同侧FEF和对侧FEF、两侧IPS之间的功能通路相较于非弱视眼下降，但相较于正常对照两眼无差异;非弱视眼相较于正常受试者两眼在所有通路上功能连接无差异;正常对照两眼之间在所有通路上功能连接无差异。表明弱视患者弱视眼在执行由下至上的视觉注意任务时，其V1区与IPS脑区之间的功能通路无受损;弱视患者弱视眼功能通路的缺陷主要特点是在由下至上的注意任务中弱视眼同侧的FEF脑区被相对孤立;弱视患者非弱视眼在由下至上的注意任务中无V1、IPS、FEF脑区间的功能通路损害。
　　5.在扫视任务中，弱视眼、非弱视眼、优势眼和非优势眼在所有通路上功能连接均无差异。表明弱视患者弱视眼和非弱视眼在由上至下的注意任务中无V1、IPS、FEF脑区间的功能通路损害。
　　6.在静息态中，弱视受试者V1区与自身及周围初级视皮层的联系相较于正常受试者下降，但与默认网络的联系相较于正常受试者上升。这是其视觉注意缺陷的另一脑功能基础。
　　结论:
　　1、成年斜视性弱视患者弱视眼相较于非弱视眼和正常受试者优势眼和非优势眼均存在运动驱动的视觉注意功能缺陷。
　　2、弱视患者弱视眼在执行由下至上的视觉注意任务时，其V1区功能无受损，但在执行由上至下的视觉注意任务时，其V1区功能存在受损。
　　3、弱视患者弱视眼在执行由上至下和由下至上的视觉注意任务时，其视觉注意相关脑区（FEF和IPS）的功能明显弱于其他三组对照眼，这是其视觉注意缺陷的脑功能基础之一。
　　4、弱视患者弱视眼功能通路的缺陷主要特点是在由下至上的注意任务中弱视眼同侧的FEF脑区被相对孤立，而由上至下的任务中功能通路正常，这是其视觉注意缺陷的脑功能基础之二。
　　5、弱视患者弱视眼V1区在静息状态下与默认网络的联系出现了升高而与自身及周围皮层的联系减弱，这是其视觉注意缺陷的脑功能基础之三。
　　6、弱视患者弱视眼在执行由上至下和由下至上的视觉注意任务时，其V1区与IPS脑区之间的功能通路未见受损。

目录

声明

缩略语表

摘要

第一章 前言

1．1 选题缘由

1．2 研究背景

1．3 研究意义及问题

1．5 研究方法

第二章 成年斜视性弱视患者视觉注意功能的心理物理研究

2．1 材料和方法

2．2 结果

2．3 小结

2．4 讨论

第三章 成年斜视性弱视患者视觉注意相关脑区功能缺陷的fMRI研究

第一部分 成年斜视性弱视患者在视觉注意任务中V1区激活强度和速度的研究

1．1 材料和方法

1．2 结果

1．3 小结

第二部分 成年斜视性弱视患者在视觉注意任务中IPS脑区激活强度和速度的研究

2．2 结果

2．3 小结

第三部分 成年斜视性弱视患者在视觉注意任务中FEF脑区激活强度和速度的研究

3．1 材料和方法

3．2 结果

3．3 小结

3．4 讨论

第四章 成年斜视性弱视患者视觉注意相关脑区间功能通路缺陷的fMRI研究

第一部分 成年斜视性弱视患者在视觉注意任务中V1区与IPS脑区之间的功能通路研究

1．1 材料和方法

1．2 结果

1．3 小结

第二部分 成年斜视性弱视患者视觉注意任务中IPS和FEF脑区之间的功能通路研究

2．1 材料和方法

2．2 结果

2．3 小结

第三部分 成年斜视性弱视患者静息态下V1区与全脑之间的功能连接研究

3．1 材料和方法

3．2 结果

3．3 小结

3．4 讨论

全文总结

参考文献

文献综述 眼球运动所驱动的视觉注意在斜视性弱视中的作用

博士就读期间发表主要论文

致谢