深入探讨 视觉训练是如何提升视力的？

在上一篇文章《视觉训练可以改善视力吗？》我们谈到适当的视觉知觉训练是可以迅速提升裸眼视力，这次我们再继续深入探讨一下发生这一变化的可能机制。在讨论这个话题之前，我们先复习几个概念：

1.景深和焦深

喜欢摄影的朋友对景深概念不会陌生，大光圈景深小，小光圈景深大，代表在固定焦距情况下可以拍出清晰景物的前后距离（红色区）。

换句话说，就是拍照的时候，你把相机聚焦在某一点，而拍出来的照片，在这一点前面和后面一定距离的物体其实都是清晰的，它描述的是在固定焦距下可以拍摄清晰的外界物空间范围。而焦深则是和景深相对应的像空间，也就是可以被清晰识别的像空间的距离（绿色区）就人眼系统来说，焦深可以定义为视觉系统没有察觉模糊（所能容忍的）最大视网膜离焦的屈光度范围[1]，虽然理论上只有当物体和视网膜精确共轭时才能产生清晰像，但是只要处于焦深范围内，离焦的视网膜像都被大脑解析为同样的清晰像，因此，焦深本质上是神经和知觉系统的误差容许范围。这种对较小误差的耐受力是生理反馈控制系统的共同特点之一[2,3]超出限度会引起知觉模糊感和感觉-运动参数变化。

2.主观焦深和客观焦深

Kotulak&Schor在实验中发现引发视觉模糊和引发调节反应两者所需的离焦刺激量是不同的，从而提出视觉系统的双重阈值假说[4]，分别是感觉运动阈值（sensorimotorthreshold）和知觉阈值（perceptualthreshold）。如果用焦深的概念来理解，对应的则是客观焦深和主观焦深。主观焦深是引起视觉知觉系统产生模糊感的最小刺激量，类似于传统意义上景深的共轭，超出这个范围会引发模糊感，是主观的，受大脑皮层知觉系统控制。客观焦深是引起视觉感觉运动系统改变的最小刺激量，类似于传统意义上可能发生的调节滞后和调节超前的总和，超出这个范围会引发调节反应，是客观的，我们无法感知和控制。

举个例子，如果一个人的客观焦深是0，代表他的“感觉运动系统对调节误差零容忍”，也就是说一定的调节刺激会产生精确同等的调节反应（下图1:1线），而在生活中，绝大部分人眼的情况是看近处会有调节滞后，看远处会有调节超前，也就是说负责调节的神经和肌肉存在一定程度的对调节误差的容忍度，如果调节滞后区和超前区都在主观焦深范围内，则一样可以获得清晰视觉。

关于主观焦深和客观焦深的研究已有很多报道，多数研究认为主观焦深量（约0.55D[4]）要远远大于客观焦深量约（0.1D[6][4]）。这是一个非常有意思的结果，意味着在人眼主观感觉到模糊之前，身体的自适应调节系统会更加敏感的自动触发调节反应来应对模糊（也就是说我们主观感觉到模糊的时候已经是自身努力过后无奈的表现了……）。但这个过程是有方向的，只能是往调节方向而无法是往放松方向（或是伴随少量放松），所以客观焦深的改变无助于近视裸眼视力的提升。

主观焦深的大小同样受多种因素的影响，其中外部因素包括：照明[7]、对比度[7]、空间频率和细节[8]、波长等，内部因素包括：视力、瞳孔大小[9]、视网膜偏心率[10]、屈光状态[11]和年龄等。近视者的主观焦深明显大于正视者，同时，随着年龄增加，主观焦深也是逐渐变大的，自成年开始（21~50岁），以每年0.027D的速度增加，而客观焦深保持不变[12]。四十岁之后开始出现的视近模糊，会在之后的很多年持续的影响着视力，这种长期的模糊刺激也会造成主观焦深的增大。

3.调节微波动（Accommodativemicrofluctuations,AMF）

几十年以前就有学者发现人眼即使在固定注视一个静止物体或视标的时候也会存在一定的调节波动，这个波动无法被主观控制，幅度大概在0.10D~0.50D，下图就是一位受试者在注视静止视标时的典型调节反应波形图：

调节微波动受很多因素影响，包括瞳孔大小（Campbelletal1997），光照度（Gray,Winn,&Gilmartin,1993b）,对比度（Denieul&Corno-Martin,1994）以及注视视标的空间频率（Niwa&Tokoro,1998）等。

上图是一名成人受试者在注视四种不同的静止视标情况下的调节波动（RSVP是rapidserialvisualpresentation的简写，指像字幕那种出现一定时间后在原处换一行新文字替代的显示方式）。大家可以看到不同视标可以诱发完全不同的调节反应，但毫无例外都是不稳定的。另外，AMF还明显受到调节刺激（Accommodativestimulus,AS）的影响：

上图可以看出，在调节刺激的作用下，微波动振幅明显加大且呈正相关，但即使调节刺激为0的状态，仍然有0.056D左右的波动。

关于调节微波动产生的原因有很多假说，但人体这种“静不下来”的特点可以解释很多问题也带给研究者无限遐想，作者突然脑洞大开想到了物种进化：青蛙的眼睛四不四看不到静止的物体？那人眼如果调节完全静止，四不四也会“瞎”……这里留一行白让大家遐想哈。

模糊适应可以在短时间内影响调节微波动的值[13]，调节微波动又可以影响主观焦深和客观焦深的值，甚至有学者发现调节微波动幅度可以大于客观焦深，也就是说人体自适应系统可以自动调控微波动振幅……类似的研究有很多，这里不再一一枚举。

主观焦深、客观焦深和调节微波动存在互相影响、复杂而神秘的相互关联，就像一个黑匣子，目前还未被解开，而另外一端的出口表现则是：相同的屈光不正，各自的裸眼视力不同。这其中，主观焦深的改变和近视裸眼视力的提升可能关联最为密切，而且经过模糊适应训练的个体，其主观焦深也是会变大的[14,15]我之前的一篇文章已经提到，这种训练效果的保持虽然相对持久，但前提是要保持视力的“模糊”，如果一旦全部矫正让眼睛恢复“高清”，这种主观焦深的增加会很快回退，裸眼视力也就退回初始状态。

Ok，了解了视力提升的可能机制和相关原理，接下来我们再继续讨论如何训练让视力提升更有效以及哪些人是视觉知觉训练的最佳受益人群！