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简介
这是一个关于弱视治疗课题研究ppt素材,主要介绍了问题域、国际临床、基础研究概况、我研究中心进行的工作、临床概况、平台成果演示等内容。从新理论提出起至今,国外的研究机构不断地进行对新问题的探索。在临床中,出现了一些配合新理论的诊断、治疗和研究工具。2001年和2003年美国食品药品管理局(FDA)注册通过了两种弱视医疗器械,全部为基于大脑可塑性原理进行心理物理学刺激治疗的诊断和治疗系统。这是FDA批准的唯一的两种弱视治疗系统,也是弱视治疗自1740年遮盖疗法发明后第一次重大的改变。而这个发生在由遮盖疗法统治200多年的弱视治疗领域中的进步,仅仅在两年(2001年至2003)中便发生了知识的转化和变异,产生了2003年的新的FDA论证,呈现出现出知识生产与更新速度加快的态势,欢迎点击下载弱视治疗课题研究ppt素材哦。
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关于视觉治疗……
目标人群:
斜视
斜视术后患者
弱视
有发展为斜视或弱视的人群
多动症
自闭症
阅读困难
屈光术后
脑外伤
中风
脑部肿瘤切除/大脑手术病人
视觉治疗的目的:
用于诊断和促进视觉功能缺损患者的视觉功能
讲义结构
问题域
国际临床、基础研究概况
我研究中心进行的工作
临床概况
平台成果演示
问题的提出……
弱视的经典定义:即使完全视光校正,且没有能观察到的眼睛病理,但还存在视功能减弱状态。
转机出现在上世纪六十年代,Hubel和Wiesel的研究使人们第一次对于弱视的潜在机制有了了解,并且了解了大脑神经的一些性质。
目前人们对以弱视为代表的视功能缺陷的研究集中于2个方向上
客观物质基础,即神经损伤发生于何种神经元或者大脑的哪个区域?
主观心理损伤,即发生于大脑的神经损伤对病人造成了如何的主观影响,视觉功能缺陷的病人眼中的世界究竟与正常人有何不同。
从新理论提出起至今,国外的研究机构不断地进行对新问题的探索。在临床中,出现了一些配合新理论的诊断、治疗和研究工具。2001年和2003年美国食品药品管理局(FDA)注册通过了两种弱视医疗器械,全部为基于大脑可塑性原理进行心理物理学刺激治疗的诊断和治疗系统。这是FDA批准的唯一的两种弱视治疗系统,也是弱视治疗自1740年遮盖疗法发明后第一次重大的改变。而这个发生在由遮盖疗法统治200多年的弱视治疗领域中的进步,仅仅在两年(2001年至2003)中便发生了知识的转化和变异,产生了2003年的新的FDA论证,呈现出现出知识生产与更新速度加快的态势。
理论研究……
弱视患者到底出了什么问题?
目前人类对弱视了解多少?
解决弱视问题的出路何在?
可否对弱视进行对临床有意义的可操作性描述或者定义?
一、弱视患者到底出了什么问题?
事实上,在二十世纪六十年代Hubel和Wiesel的神经生理学和神经解剖学研究前(首先以猫来研究,后来用猴子),人们对弱视的潜在神经机制其实是一无所知的。
Hubel和Wiesel的单眼剥夺(将眼睑缝合)和人为斜视对视觉系统结构和功能影响的研究结果还是创立了几个很重要的普适的基本原则。
一、弱视患者到底出了什么问题?
首先,他们把弱视主要异常定位在初级视皮层水平(纹状皮层、V1、Broadman区 17)。
一、弱视患者到底出了什么问题?
其次,他们证明了年龄在剥夺开始及其持续时间段的重要性,从而建立了关键期或敏感期的概念。
一、弱视患者到底出了什么问题?
Hubel和Wiesel的第三个重大贡献是建立了一个简单模型,它解释了由于生命早期不正常的视觉经历而使皮层功能发生了重大改变。他们提出了一个“大大依赖于来自双眼的皮层传入的竞争性互动”发育性机制。单眼剥夺(MD)的不利影响比双眼剥夺的的不利影响更大的发现提供了对这一机制的支持。
二、解决弱视问题的出路何在?
明确问题域:弱视涉及到视知觉的问题,是大脑功能的紊乱,答案寓于大脑的工作机制中。
现在我们知道弱视的是视觉系统对视觉信息加工不利。
对于弱视问题的破解集中在两方面
视觉系统哪个环节出现了问题?——神经生理学
视觉信息加工的哪些方面受到影响?——心理物理学
视觉系统哪个环节出现了问题?
对问题的翻译:
在讨论这个问题之前,首先要明确,自上世纪60年代,无数实验证明视觉系统确实存在问题,所以这个问题本身的逻辑基础是成立的。
那么问题就是视觉系统中哪个器官或者说哪一群细胞出了问题。
视觉系统的组成
要对大脑皮层进行研究有以下几个困难:
大脑中对特定的区域不一定有特定的功能。
某一种特定的功能也不一定定位在大脑中某个区域。
上述原因是fMRI, PET等直接考察大脑生理的手段的瓶颈。
基本视皮层神经元的反应特性——来自于电生理的结果
基本视皮层内的细胞对于视觉刺激有严格的选择性。
选择线段朝向
选择运动方向
选择线段长度
某一类皮层细胞有最佳反应的视觉刺激叫做这类细胞的感受野(receptive field)。
弱视是视觉系统对视觉信息处理的不利。
若将弱视患者不能正常处理的视觉信息对应为一种感受野,问题可以简单化为寻找弱视患者缺损的感受野。若证明某种正常人能够处理的感受野信息在弱视患者中没有行为反应,则可以反证病人大脑中的相应神经细胞群出现损伤。
至此,我们可以看到,前面提到的生理和心理物理的问题结合到了一起。也为我们提出了一个终极而和前面问题等价的问题:
寻找弱视患者缺陷的感受野
如何寻找弱视患者缺损的感受野?
可以肯定,弱视患者眼中的世界和正常人是不同的。这种差异是由于他们失去了处理某类信息的能力。
通过图像处理技术可以模拟出不同类型皮层细胞的感受野,观察被试的行为反应能够判断被试此种皮层细胞有无缺损。并且能够使用特定的视觉刺激对特异的神经细胞进行修复。
感受野的性质
级层关系的感受野(hierachical receptive field)
感受野的性质
并行处理关系的感受野
关于弱视患者感受野缺陷及对应神经细胞研究的进展
V1区对比敏感度、空间分辨细胞的感受野
关于弱视患者感受野缺陷及对应神经细胞研究的进展
V1区大范围神经连接网络的感受野
关于弱视患者感受野缺陷及对应神经细胞研究的进展
V1区高级取样功能细胞的感受野
关于弱视患者感受野缺陷及对应神经细胞研究的进展
除发现某一区域的皮层细胞的感受野缺损之外。人们还发现,对于弱视患者来说,还存在视觉系统处理视觉信息的效率不高,即各种神经细胞连接不全。
使用噪声掩蔽技术(noise masking)和反应恒性(response invariability)能够控制进入视觉系统的感受野内有用信号的强度,通过对被试的行为进行观察判断被试大脑中的信噪比强度。
关于弱视患者感受野缺陷及对应神经细胞研究的进展
Denis G. Pelli Psychology & Neural Science, New York University, New York, NY, USA
Dennis M. Levi School of Optometry & Helen Wills Neuroscience Institute, University of California, Berkeley, CA, USA
Susana T. L. Chung College of Optometry, University of Houston, Houston, TX, USA
关于弱视患者感受野缺陷修复的进展
使用特异性的视觉刺激对大脑中受损的神经元进行感受野信息刺激,被叫做知觉学习(perceptual learning)。
Nature (29.273), Neural networks and perceptual learning, 431, 775 – 781,14 Oct 2004
Nature Neuroscience(16.980), perceptual learning improves efficiency by retuning the decision template for position discrimination, vol 4, No 2, 2004
PNAS(10.231), Perceptual learning reflects external noise filtering and internal noise reduction through channel reweighting,Vol. 95, pp. 13988–13993, November 1998
Neuron(14.304), The Neural Basis of Perceptual Learning, Vol. 31, 681–697, September 13, 2001
PNAS(10.231), Improving vision in adult amblyopia by perceptual learning, April 27, 2004, vol. 101, no. 17 , 6692–6697
知觉学习对于位置判别神经网络的增进作用:
这个实验是Roger W Li, Dennis M Levi 和Stanley A Klein设计的,实验过程和结果及推论发表在2004年的Nature Neuroscience杂志上,他们通过使用一些不在一条直线上的Gabor函数图标,制造出“位置噪声”,让观察者判断三条线中哪一条线不是笔直的。这些噪声随着观察者训练的深入强度逐渐增大,最终经过反复训练的观察者分辨位置的能力都有提高。换句话说这种在外界噪声条件下的训练方法起到了使观察者滤除外界噪声,减小内部噪声的目的。
知觉学习对于提取有效视觉信号神经网络的作用
这个实验是BARBARA ANNE DOSHER和ZHONG-LIN LU设计的,实验方法,结果和推论发表在1998年的美国科学院院报(PNAS)上,他们让观察者注视中心“S”或者“5”的位置,在屏幕右下角随机出现加入不同白噪声刺激的Gabor函数视标,随实验进行视标的噪声逐渐增大,同时每种噪声强度下进行不同对比度的训练,依对比度由大到小进行由浅入深的训练。他们最后得出结论,这种方法能够显著提高观察者的对比敏感度。提高被试在视觉有效信号降低条件下视觉模版的效率。
知觉学习的特点
知觉学习发生在许多种不同的知觉工作过程中,包括:
感觉分辨例如视觉和触觉敏感度的工作(Fahle et al., 1995; Fahle & Morgan, 1996; Poggio et al., 1992; Sathian & Zangaladze, 1998) ,
方向辨别(Matthews, Liu, Geesaman, & Qian, 1999; Schiltz et al., 1999; Schoups et al., 1995) ,
动作辨别(Ball & Sekuler, 1987; Matthews et al., 1999) ,
质地辨别(Fine & Jacobs, 2000; Karni & Sagi, 1991)
听觉音调辨别(Demany, 1985; Recanzone, Schreiner, & Merzenich, 1993) 。
知觉学习要求确切特异的外界刺激和工作才会发生。也就是说,学习常常不会转移到其它工作,刺激或者感觉区域上去。
基于知觉学习的基本原理和皮层神经细胞的感受野性质
视觉生物信息刺激技术应用于弱斜视治疗(主要指视觉刺激的图形能量,如按图形能量进行的小波分析,颜色)
视觉生物信息的图形分类技术应用于弱斜视治疗评估和诊断(classification images,对弱斜视患者视觉缺损状态进行分类,描绘弱斜视患者心理学上的认知缺损地图(map))。
视觉噪声刺激技术应用于弱斜视治疗和诊断。(引入外部噪声评估弱斜视患者视觉信息加工过程的缺损度。在高外界噪声条件下提高斜弱视患者处理视觉信息的效率,达到斜弱视患者滤除外界噪声降低内部噪声的能力。)
视觉侧向交互共激发技术应用于弱斜视治疗和诊断。(利用斜弱视患者良好的周边视野对其坏损的中心凹视野的视皮层进行侧向修复,达到提高斜弱视患者多项视觉表现力的目的)
双眼视细胞平衡刺激技术应用于弱斜视治疗。(利用给予双眼一定比例的外界信息刺激,修复弱斜视患者严重失衡的双眼视细胞网络。)
视觉位置噪声刺激技术应用于弱斜视治疗。(通过在位置噪声条件下对斜弱视患者进行位置辨别刺激,修复弱斜视患者的定位行为缺损。)
视觉信息阈值刺激技术应用于弱斜视治疗。(在视觉信息的阈值下进行反复的刺激治疗,能够达到即时监控患者视觉相关表现力的目的,并且通过在一个阈值下反复训练,能够使患者此方面表现力不断改善。)
双眼竞争刺激技术应用于弱斜视治疗。(利用人为的双眼交替刺激,达到脱抑制目的,实现双眼视细胞功能的修复)
发育迟缓型(弱视)视功能状态诊断评估。
高噪声型(弱视)视功能状态诊断评估。
高级视觉信息加工缺损型(弱视)视功能状态诊断评估。
对比度驱动神经细胞的生物信息刺激。(对比度驱动细胞在弱斜视患者大脑基本视皮层是缺损度比较大的一类细胞,对于它的修复刺激对于其他视功能的修复有重要作用)
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