Li Hua 劉龍健氏によるレビュー
弱視は.視覚遮断および/または異常な両眼相互作用による片眼または両眼の弱視と定義され.検出可能な器質的病変はない。 弱視の治療法としては.マスキング療法やアトロピン抑制療法が一般的ですが.すべての症例に有効というわけではありません。 近年.弱視治療における知覚学習の研究が盛んになるにつれて.知覚学習の臨床的意義に注目が集まっています。 この研究により.知覚学習が弱視治療の新たなアプローチとなる可能性が出てきました。 本稿では.弱視治療における知覚学習に関する研究の進展について概説する。 重慶医科大学永川病院 眼科 李華
1.知覚学習の定義とメカニズム
知覚学習とは.訓練によって被験者がある知覚課題をこなせるようになることを指す。 視覚認識では.この課題を識別課題と呼ぶことが多く.位置.方向.質感.形状などの単純な視覚的属性のわずかな違いを認識するものである。 知覚学習のメカニズムはまだよく分かっていない。 最近の知覚学習に関する研究により.そのメカニズムが明らかになってきた。 知覚学習は.認知心理学.心理物理学.神経生理学などの分野が交錯する知覚分野の重要な研究分野である。 知覚学習モデルの構造設計に基づく実験により.知覚学習の過程では外部ノイズの除去がうまくいくことがわかった。李RWらは.反復訓練が視覚行動能力の向上に有効であり.主に被験者が関連刺激情報の利用効率を向上させたことが原因であることを示した。 また.多くの実験観察モデルや計算機モデルにより.知覚学習に伴う神経系の機能変化が同定されている。 視覚知覚学習における行動学的知見と生理学的・解剖学的知見を結びつける統一的な理論として.視覚情報のトップダウン処理として視覚系の高いレベルから学習のプロセスが始まり.そのプロセスが情報の入力レベルに影響を与え.より良い信号対雑音比を与えるとする階層的フリップ理論がある。 階層的な反転理論は.知覚学習における多くの知見を非常にうまく説明することができる。 知覚学習では.1回の刺激で行動能力が向上する他のエピソード学習とは異なり.多くの試行を必要とする。知覚学習は暗黙的であり.被験者は意識的に関与する必要はない。
2.弱視における知覚学習の役割
2.1 弱視の一般的な治療法
弱視の治療には様々な方法がありますが.その中でもマスキング療法は主であり.最も効果的な方法です。 弱視の治療にマスキングが有効であることは多くの臨床研究で示されていますが.万能の治療法ではなく.多くの子供では効果がなかったり.視力があまり改善されなかったりします。 しかし.10歳以上の弱視の子どもには.有効性を示す決定的な証拠はありません。 このように.治療が有効でない子どもや大人のグループに対しては.決定的な治療法はありません。 治療法としての知覚学習の発展が.この状況を変えるかもしれません。 これにより.このような治療成績の悪い子供や大人の弱視を.より効果的に治療することが可能になります。
2.2 弱視における知覚学習のメカニズム
近年.知覚学習に関する一連の臨床試験が行われ.弱視における神経可塑性や臨界期の概念について新たな知見が得られています。 大人の弱視も効果的に治療できるという証拠がかなりあり.大人の弱視を改善するメカニズムとして.第一に.抑制された神経接続を露出させること.第二に.視覚トレーニング課題を完了することによって視覚情報を効果的に使用することを学習することの2つが考えられる。 弱視者の知覚学習は.弱視眼（通常は抑制されている）の情報に注意を払うことを学習することによって達成されると考えられる。第1に.弱視者の利き目を知覚学習中にマスクして訓練課題を行う.第2に.知覚学習中に弱視眼を用いて視覚弁別を行う.これは「活性化」プロセスである.第3に.視覚弁別に弱視眼を用いて学習する。 「3つ目は.被験者が同じ刺激を繰り返し受け.フィードバックを受ける方法です。 臨床における弱視治療の一般的なアプローチにも.同じようなメカニズムがあると思われます。
2.3 弱視眼における知覚学習の役割
弱視は発達性の視覚障害で.視力.コントラスト感度.バーニア視力の低下など.さまざまな空間的視覚障害として現れることがあります。 近年.知覚学習が視覚機能を大幅に改善することが明らかになり.その多くが弱視の患者を対象に実施されています。 知覚学習の効果がより多く研究されている主な分野は以下の通りである。
2.2.1 コントラスト感度の向上
現在.弱視の機能障害に関する研究は数多く行われていますが.その中でよく知られているのは.弱視は中高空間周波数域のコントラスト感度が低下しているというものです。 Sowdenらは.特定の短時間の閾値コントラストを正弦波縞模様で知覚するように被験者を訓練すると.この縞模様に対するコントラスト感度が著しく向上し.この向上は少なくとも195日間維持され.一部の被験者は他の刺激に対する感度も向上することを見いだした。 屈折性視差弱視の成人23名（平均年齢19.3歳）を対象とした研究で.Zhouらは.単一の空間周波数でのトレーニングにより弱視眼のコントラスト感度が約76.5%.空間周波数間の平均で視力が約68.4%.コントラスト感度関数（CSF）で測定した空間周波数範囲でのトレーニングにより平均コントラスト感度が約30%向上することを見いだしました。 弱視眼で個々の空間周波数を用いた訓練を行うと.コントラスト感度が7.8％.視力が12.5％上昇した。 一部の被験者では.訓練による視力向上が1年以上にわたって90％以上維持された。 これらの研究は.健常者と弱視者の両方において.知覚学習後にコントラスト感度機能の改善が達成できることを実証している。
2.2.2 向きの識別性の向上
Dosherらは.訓練によって行動能力が向上するメカニズムを理論的・系統的に分析するために.系統的に変化する環境騒音の中で知覚学習を評価する知覚学習モデルの適用について報告しました。 Lu ZLらは.外部ノイズと知覚学習モデルを適用して.ガボールの方向識別の知覚学習における周辺視の眼球特異的メカニズムを調べ.異なるレベルの外部ノイズが存在する単眼学習では.等しい数の周辺視が得られることを発見した また.訓練眼での知覚学習が非訓練眼に完全に般化されることも明らかにした。
2.2.3 位置識別性の向上
また.視覚的な知覚学習によって位置識別が向上すること.弱視の子供で有意な向上が得られることが分かっている。李RWらは.視覚的な位置識別の研究において.反復訓練によって位置識別が有意に向上することを示した。 これは.反復訓練によって脳の刺激情報利用能力が著しく向上したためで.効率化は被験者の知覚テンプレートを再調整し.知覚タスクに必要な理想的なテンプレートに近づけたことを反映していると考えられるという。 その後.2005年にLi RWらは.位置弁別訓練によって視覚能力が向上した弱視児を対象とした研究で.知覚学習後の位置弁別能力にも有意な向上が見られることを発見した。
3.異なる年齢の弱視者における知覚学習の応用
近年.弱視の知覚学習に関する研究が活発化しており.視覚知覚学習によって弱視患者の視覚能力が有意に向上することが多くの研究で明らかにされています。 Polat Uらによる最近の研究では.より多くのサンプルを用いて.合計77人（9歳から55歳）の弱視の被験者と16人の正常な視力を持つ被験者が参加しました。 視力検査（文字）とは異なる刺激（ガボール信号）で.機能的にもっと基本的な訓練（コントラスト知覚）を行っていただきました。 その結果.コントラスト感度と文字認識力が2倍向上し.トレーニング群における視力の向上は年齢に有意に依存しないことがわかりました。 また.これらの視覚機能の獲得が維持されていることから.この学習は一時的な適応効果ではなく.視覚野の長期的な変化であることが示唆されます。 彼らのトレーニング方法は.弱視の治療法として一般的に用いられている視覚刺激法（CAM）と同様.神経生理学に基づくものであるが.低コントラストターゲットを用いること.トレーニングセッション中に方向と空間周波数のターゲットを1つだけ提示すること.被験者の進歩に応じて個別にパラメータ設定を行うことなどの違いがあると結論づけた。 この研究結果は.弱視に特異的な機能障害をターゲットにすることで.弱視者の視覚機能を改善するための個別アプローチが可能であることを示唆しています。
3.1 弱視の子どもにおける知覚学習
Li RWらは.位置弁別訓練による弱視児の視覚能力の改善を目的とした研究において.位置弁別課題を繰り返し行う視覚訓練により.弱視児の視覚能力が確実に向上することを示し.弱視児の視覚能力の向上は.等価入力ノイズの減少による可能性があることを示唆した と効率アップを実現しました。 彼らは.5人の弱視の子供（7歳から10歳）に.位置弁別課題の訓練中に3組の線の位置を弁別するように求めた。 その結果.4名の被験者がトレーニング後に位置識別能力の有意な向上を示し.5名の被験者がトレーニング後にスネレン視力の増加（約26％）を示しました。 彼らは.6歳以下の子どもは知覚学習によってより良い結果を示すと推測しており.知覚学習技術は弱視の治療に新しい効果的なアプローチを提供する可能性があると示唆しています。 しかし.6歳以下の子供の知覚学習に関する研究は不足しています。 このような研究は.小児の弱視の臨床管理にとって非常に有益なものである。
3.2 成人弱視の知覚学習
Leviらは.知覚学習トレーニングによって視覚能力が改善された11人の成人弱視者を対象にした研究で.すべての被験者がトレーニングを行った方向に上流視力の有意な改善を示し.この改善は他の方向にも伝達されることを見出した（n=4）。 4). Zhouらは成人の屈折弱視の研究において.訓練後のコントラスト感度の向上が部分的に対側眼に伝わり.2人の被験者ではバーニア視力の向上がスネレン視力の同様の向上をも伴うことを発見した。 さらに.トレーニング後の視力向上が1年以上にわたって90％以上維持される被験者もいました。 その結果.弱視の成人の視覚系にはまだ可塑性が残っている可能性が示唆された。
要約すると.最近の多くの研究により.特に弱視治療の臨床的意義において.知覚学習の役割が明らかにされている。 これにより.弱視の感受性の境界が新たに理解され.知覚学習の基盤となる神経機構の一部が発見された。 知覚学習の研究が進めば.弱視の臨床治療において.マスキング療法から.知覚学習による弱視患者の視力やコントラスト感度の向上へと現状を変えることができるかもしれません。 知覚学習は.従来のマスキングのもう一つの治療法.あるいは重要な補完手段となり.現在の治療法が有効でない子供や大人の弱視を効果的に治療できるようになる可能性さえあります。