感覺性融像（上）

齊 備/文

感覺性融像（上）

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1 雙眼視覺的發(fā)育過程

1.1 視覺(visual)的發(fā)育

嬰兒在出生時，眼的視網(wǎng)膜已經(jīng)開始發(fā)育，大多數(shù)視覺功能與生俱來。黃斑中心凹顯著優(yōu)于周邊視網(wǎng)膜的光刺激閾值，中心視覺格局至2.5月齡時已形成，對比敏感度峰值約在5月齡形成，辨色力延續(xù)到1歲以后逐漸發(fā)育完善。

1.2 雙眼視覺（binocu larvision）的發(fā)育

視中樞的發(fā)育遲于眼的發(fā)育，視覺神經(jīng)元間的突觸聯(lián)系的建立，視皮質神經(jīng)核的分化成熟，均與不斷適應環(huán)境的刺激、經(jīng)驗重復相關，故與雙眼視覺相關的視覺功能大多在出生后逐漸發(fā)育。出生時雙眼的同向運動和異向運動僅由低級中樞的無條件反射控制，約在2月齡，由于外側膝狀體和視放射的發(fā)育，中樞像逐漸反轉視網(wǎng)膜的倒像，率先出現(xiàn)空間分辨力（VEP），隨后出現(xiàn)集合反應，3月齡出現(xiàn)雙眼視網(wǎng)膜對應和平面融合，采用動態(tài)隨機點立體圖和P-VEP隨機立體圖測試，可知3～4月齡開始發(fā)生雙眼視差分辨功能，至6月齡形成1分視角銳度的立體視覺（圖1）。綜上所述，可知3～6月齡是雙眼視發(fā)育的關鍵階段。6月齡至2歲之間，由于調(diào)節(jié)的發(fā)育，使集合處于敏感狀態(tài)，感覺性融合不能有效地控制運動性融合，有可能因集合過強導致發(fā)生內(nèi)斜視。

圖1 視覺和雙眼視覺的發(fā)育

2 雙眼視覺的生理

2.1 雙眼視覺正常與雙眼視覺異常

2.1.1 雙眼視覺正常

當雙眼視覺正常時，雙眼視覺優(yōu)于單眼視覺，如視野范圍擴大、視網(wǎng)膜感光閾值降低、雙眼視覺信息疊加、生理盲點消除、具有三維立體視覺等，并有助于注視目標的準確定位和明確自身的空間定位。

2.1.2 雙眼視覺異常

當雙眼視覺異常時，雙眼視覺不及單眼視覺，如復視、斜視、黃斑抑制、弱視、混淆視和視疲勞等。

2.2 雙眼視覺的生理基礎

2.2.1 雙眼視知覺基本正常

雙眼視知覺基本正常即雙眼目標像的大小、形狀、亮度、顏色相似。

2.2.2 雙眼視網(wǎng)膜具有正常的對應關系

雙眼視網(wǎng)膜具有正常的對應關系即雙眼所同時感知的目標像在雙眼視網(wǎng)膜的對應點上。

2.2.3 雙眼有共同的視覺方向

雙眼運動方向協(xié)調(diào)一致，即注視同一目標時的定位反射正常，變換注視目標后，再注視反射正常，注視近目標時，雙眼的視軸取正常的集合量，無論眼位如何變化，雙眼所注視的目標像都不偏離黃斑中心凹。

2.2.4 雙眼融像功能正常

當雙眼注視的同一目標像有少許差異或在雙眼視網(wǎng)膜上少許不對應，雙眼可通過反射性融合使中樞感受到單一的目標像。

2.2.5 雙眼有共同的視野

單眼視野（monocular visual field）在水平位上顳側為90°，鼻側為60°，合計150°。雙眼視野（binocular visual field）在水平位上約為180°，中間120°為雙眼共同視野，是體現(xiàn)雙眼視覺功能的區(qū)域。雙顳側30°為雙眼同時注視時的單眼視野，與部分鼻側視網(wǎng)膜的功能對應，稱為顳側新月（圖2）。

圖2 雙眼視野

2.2.6 其他定位功能的參與

聽覺、觸覺、本體覺和前庭平衡覺都會給予雙眼視覺的中樞感受以輔助和修正。

2.3 雙眼視覺的分級

雙眼視覺分為3級，第一級為雙眼同時視，第二級為雙眼平面融像，第三級為雙眼立體視覺。近期研究證實，上述3級別并無絕對的順序遞進關系，如單眼立體視覺并無需建立在同時視和平面融合的基礎上。

3 雙眼同時視（simultaneous perception）

3.1 定義

注視目標對雙眼黃斑中心凹的像刺激能被視覺中樞同時感受，稱為雙眼同時視。

3.2 雙眼疊加作用（binocular summations）

3.2.1 增視性疊加

雙眼同時注視時的視覺功能超越雙眼視覺功能相加的總量，因當雙眼所接收到的視覺刺激在時間和空間上同步，可產(chǎn)生刺激的相互作用，使刺激增量。

3.2.2 線性疊加

雙眼同時注視時的視覺功能等于雙眼單獨注視時視覺功能相加的總和。

3.2.3 部分疊加

部分疊加又稱為概率性疊加，雙眼同時注視時的視覺功能優(yōu)于雙眼中任意一眼，但低于雙眼單獨注視時視覺功能相加的總和。如雙眼的光覺閾值低于單眼，雙眼的視力優(yōu)于單眼，雙眼的對比敏感度優(yōu)于單眼。

3.2.4 零疊加

雙眼同時注視時的視覺功能等于雙眼中較優(yōu)的一眼。如雙眼辨色力并不優(yōu)于單眼。

3.2.5 壓抑性疊加

雙眼同時注視時，由于視信息的相互干擾，視覺功能低于雙眼中任意一眼。例如雙眼影像不等。

3.3 雙眼視信息的互動

3.3.1 雙眼亮度平均

雙眼注視白色的墻壁，若一眼單獨覆蓋太陽鏡，使雙眼進光的亮度不一致，則中樞感受到的目標亮度比亮眼稍暗，比暗眼稍亮，對雙眼的影像亮度進行平均化處理。

3.3.2 雙眼后效轉換

若遮蓋左眼，用右眼單獨注視電燈數(shù)秒鐘，然后注視白色的墻壁，可以看到的燈光留下的斑影，在注視后一目標時，仍保留前一目標的痕跡的視覺效果稱為后效作用，此時若遮蓋右眼，用左眼注視白色的墻，則左眼也同樣可以看到燈光斑影，這就是后效轉換作用。同樣的后效轉換作用見于運動后效、傾斜后效等。

4 雙眼平面融像（flat fusion）

4.1 定義

雙眼分別接收到的同一注視目標的視覺信息，被視覺中樞整合為完整單一的目標像的過程，稱為雙眼平面融像，又稱為雙眼單視。

4.2 視覺方向

4.2.1 單眼視向

在單眼注視時，單眼視野中的視覺信息在單眼視網(wǎng)膜上結像，并形成以單眼為中心的空間定向體系。

①單眼主視向（principal visual direction） 注視中心物點通過眼的結點至黃斑中心凹的連線，稱為單眼主視向。單眼主視向只有一條，是對正前方注視目標空間定位的基準。

②單眼次視向（secondary visual direction） 非中心物點通過眼的結點至視網(wǎng)膜的周邊區(qū)像點的連線，稱為單眼的次視向。單眼次視向有無數(shù)條，是主視向空間定位的輔助元素（圖3）。H e r i n g第1準則指出：視野中的多個目標若在視網(wǎng)膜上形成重疊的像被眼理解為位于同一視向，視野中的多個目標若在視網(wǎng)膜上形成分離的像被眼理解為位于不同視向，距離黃斑區(qū)越遠其視向定位越不精確。

圖3 單眼視向

4.2.2 雙眼視向

在雙眼同時注視共同目標時，雙眼視野中的視覺信息分別在雙眼視網(wǎng)膜上結像，并形成以視覺中樞為中心的空間定向體系。

① 雙眼主視向 注視中心物點通過雙眼的結點至雙眼黃斑中心凹成像，將雙眼黃斑中心凹連線并找出連線的中點，則注視中心物點至黃斑連線的中點的連線為雙眼主視向。雙眼主視向是由雙側單眼主視向綜合而成的共同視向。

② 雙眼次視向 非中心物點通過雙眼的結點至雙眼視網(wǎng)膜周邊區(qū)成像，將同一目標在雙眼視網(wǎng)膜周邊區(qū)所成的像點連線，并找出連線的中點，則非中心物點至雙眼視網(wǎng)膜周邊區(qū)像點連線中點的連線為雙眼次視向（圖4）。雙眼次視向是由雙側單眼次視向綜合而成的共同視向。

圖4 雙眼視向

4.3 視網(wǎng)膜對應（corresponding retinal）

4.3.1 視網(wǎng)膜對應與共同視向

已知雙眼視覺空間中任意物點均可分別在雙眼視網(wǎng)膜形成像點，且同一物點分別在雙眼視網(wǎng)膜所形成的像點位置相互一一對應，形成共同的視覺方向。雙側黃斑中心凹相互對應，形成雙眼主視向，以黃斑中心凹為零參考點，雙眼視網(wǎng)膜函數(shù)坐標位置相同的兩點稱為視網(wǎng)膜的對應點，形成雙眼次視向。當目標物點位置變換后，視覺方向發(fā)生了變化，物點在雙眼視網(wǎng)膜所分別成的像點位置也發(fā)生變化，但仍然保持右鼻側對應左顳側，右顳側對應左鼻側的對應關系。故證實雙眼視網(wǎng)膜神經(jīng)感受元有著嚴格的二維編碼位序（local sign），該位序所表現(xiàn)出的雙眼對應關系控制著雙眼主觀視覺方向（圖5）。Hering第2準則指出：當雙眼像點位于視網(wǎng)膜的對應點時，則物點位于雙眼共同的視覺方向上。

圖5 雙眼視網(wǎng)膜對應坐標系

4.3.2 中樞眼（cyclopean eye）

① 中樞眼假想 若將雙眼黃斑中心凹連線的中點與所有雙眼視網(wǎng)膜周邊區(qū)對應點連線的中點拼湊起來，可以形成一個無形中的完整的眼，稱為中樞眼，又稱獨眼。如圖6所示，該眼的主視向即為雙眼主視向。中心注視目標物F在雙眼的黃斑中心凹F1和F2成像，右眼單獨注視感到目標像在F1，左眼單獨注視感到目標像在F2，雙眼同時注視時，感到目標像在雙眼之間中樞眼黃斑中心凹Fc上。不僅雙眼主視向上的目標物，且右眼和左眼的單眼主視向上的所有目標物均重疊成像于中樞眼的黃斑區(qū)。

圖6 中樞眼

②中樞眼的驗證Hering窗經(jīng)典試驗可以證實中樞眼的存在，測試者位于窗前觀看窗外的景物，遮蓋右眼，左眼看到窗外的小樹，在左眼視線與窗的交點處作一標記。遮蓋左眼，右眼看到窗上標記與窗外重疊的景物是房子。雙眼睜開，并注視窗上的標記，發(fā)現(xiàn)小樹和房子在眼前方重疊（圖7）。Hering第3法則指出：當雙眼對稱性集合時，雙側單眼主視向上的目標看起來重疊于中間平面上。

圖7 Hering窗試驗

相同的試驗還有很多，如將A 4紙卷成直徑3～5cm的紙筒，左手掌靠在紙筒上，右眼通過紙筒注視遠處的目標，結果發(fā)現(xiàn)左手掌心上出現(xiàn)了紙筒圓孔和遠處的注視目標。又如將雙手食指的指端對頂放到眼前30cm處，注視手指背后的遠目標，發(fā)現(xiàn)對頂?shù)碾p手食指指端中間又出現(xiàn)了一截兩端都有指甲的手指（圖8）。

圖8 手指試驗

4.4 雙眼單視圓

又稱為Vieth-Mül ler圓，即注視點和雙眼結點的外接圓，為雙眼視野中雙側單眼主視向的交點和所有雙側單眼次視向的交點所形成的物點軌跡。

例1 如圖9所示，設中心注視目標物F通過雙側單眼主視向在雙眼的黃斑中心凹F1和F2成像，單視圓上的另一物點P通過雙側單眼次視向在雙眼視網(wǎng)膜周邊區(qū)P1和P2成像，雙眼的結點分別為N1和N2。

試證明:弧F1P1等于弧F2P2，P1、P2為雙眼視網(wǎng)膜的對應點。

證明：∵∠F N1P和∠F N2P為同弧上的圓周角（兩角的共弧為弧F P）

∴∠F N1P=∠F N2P

∵∠F 1 N1P1和∠F2N2P2分別為∠F N1P和∠F N2P的對頂角

∴∠F1N1P1=∠F2N2P2

若假設雙眼視網(wǎng)膜球面直徑相等，弧F1P1和弧F2P2為等角所對的弧，故二者相等，P1和P2為雙眼視網(wǎng)膜的對應點。

通過例1證實，雙眼單視圓上的每一點均成像于雙眼的視網(wǎng)膜對應點。

圖9 雙眼單視圓

4.5 生理性復視

4.5.1 定義

在雙眼注視同一目標物點的狀態(tài)下，位于雙眼單視圓遠側或近側的其它物點，在雙眼視網(wǎng)膜非對應區(qū)成像，不能被中樞眼綜合為單一目標，稱為生理性復視。

將雙手食指一前一后放置于雙眼矢狀中面，注視遠側手指時，近側手指形成雙像，閉右眼左側像消失，閉左眼右側像消失，這種雙眼所見的復視影像交叉到對側的現(xiàn)象稱為交叉性復視；注視近側手指時，側遠手指形成雙像，閉右眼右側像消失，閉左眼左側像消失，這種雙眼所見的復視影像不相交叉的現(xiàn)象稱為同側性復視，其原理如下。

4.5.2 交叉性復視（crossed diplopia）

如圖10-a所示，雙眼中心注視物點為圓形物點F，圓形物點在雙眼黃斑中心凹成像，形成穩(wěn)定的雙眼單視。在距眼較近的空間插入方形物點P，方形物點與雙眼結點連線后，在雙眼黃斑顳側成像，雙眼顳側不是對應點，則雙眼感到在中心注視物點的水平空間形成兩個不相重合的方形物像，右眼所見到的像在左側，左眼所見到的像在右側，形成交叉性復視。

4.5.3 同側性復視（direct diplopia）

如圖10-b所示，雙眼中心注視物點為圓形物點F，圓形物點在雙眼黃斑中心凹成像，形成穩(wěn)定的雙眼單視。在距眼較遠的空間插入方形物點P，方形物點與雙眼結點連線后，在雙眼黃斑鼻側成像，雙眼鼻側不是對應點，則雙眼感到在中心注視物點的水平空間形成兩個不相重合的方形物像，右眼所見到的像在右側，左眼所見到的像在左側，形成同側性復視。

圖10 生理性復視

4.6 實際空間和視覺空間

4.6.1 實際空間

又稱物理空間，為外界客觀存在的三維空間。

4.6.2 視覺空間

又稱心理空間，為雙眼視覺對于外界空間的理解，視覺空間與實際空間有著非常復雜的對應關系，通常視覺空間追隨實際空間的變化而變化，但有時視覺空間可能發(fā)生與實際空間不符的錯覺，如上述H e r i n g窗試驗、手指試驗和生理性復視均是例證。

4.7 運動性融像和感覺性融像

4.7.1 運動性融像

指通過雙眼的聚散功能使同一物點所分別成的像點與雙眼視網(wǎng)膜對應點相重合。無論是隱性斜視或注視近目標時所引起的雙眼像點發(fā)生異常視網(wǎng)膜對應，均可以通過雙眼適量的集合或散開功能來滿足雙眼的融像的需求，可以說是模擬實際空間的融像功能。

4.7.2 感覺性融像

通過視生理和視心理機制將雙眼分別獲得的視網(wǎng)膜影像整合為統(tǒng)一的感知。通過運動性融像形成對應的雙眼視網(wǎng)膜影像若有少許差異，可以通過感覺性融合進行“同化”處理，若形成對應的雙眼視網(wǎng)膜影像相似性較差，則感覺性融像選擇性的抑制其中一個影像，故單眼抑制又稱為融像缺如。感覺性融像則是構建視覺空間的融像功能。

本欄目由上海齊備視光學研究所供稿