增强反向抑制的视觉训练在脑卒中后偏盲视觉功能恢复中的作用和神经电生理机制

Visual field loss (i.e., hemianopia) is common after stroke, which was due to damaged unilateral primary visual cortex. Recent research revealed that visual training is a potential treatment for hemianopia. We propose a novel visual training paradigm aimed to enhance intracortical inhibitions, which is expected to be superior to traditional visual restoration training methods. In our previous electrophysiological studies, we found that visual training in normal adults led to reduced activities in higher cortices, in parallel with enhanced activities in lower visual cortical regions. Such opponent process may be involved in visual restoration training of hemianopia. We speculated that our new training regime may promote rehabilitation of hemianopia through strengthening the opponent process between higher cortical areas and visual cortices. In present research, using combined psychophysical and electrophysiological techniques, we investigate the differences between new and traditional training methods, not only at behavioral restoration effects, but also at brain activity change patterns of higher and lower cortical areas. Our research will clarify the neural mechanisms underlying restoration of poststroke hemianopia by visual training from a new perspective, and provide a new direction to improve treatment efficacy.

视野缺损（即偏盲）常见于脑卒中所致的单侧初级视皮层损伤。新近研究发现，视觉训练是治疗偏盲的理想方法。本课题组首次提出"增强反向抑制"的新型视觉训练疗法。与增强损伤侧视皮层兴奋性的传统疗法相比，我们推测新型疗法将增强损伤侧对完整侧的抑制作用，有助于皮层间抑制性回路的建立，显著提高偏盲的疗效。在前期的一系列神经电生理研究中，我们发现正常成人的视觉训练同时伴随高级注意相关皮层活动的减弱和低级视皮层活动的增强。我们推测偏盲的视觉训练也涉及高级皮层和低级视皮层的拮抗作用，而增强反向抑制的视觉训练正是通过强化这种拮抗作用，促进了偏盲视觉功能的恢复。为了证实上述假说，我们将结合心理物理学手段和神经电生理技术，从行为-脑活动两个层面，观察新型和传统视觉训练的疗效差异，及其高级皮层和低级视皮层活动变化模式的异同。本课题将从新的视角阐明脑卒中后偏盲视觉功能恢复的脑机制，并为优化偏盲的临床治疗提供新思路。

同向偏盲（即同向视野缺损）常见于脑卒中所致的单侧枕叶损伤。近年来越来越多的研究发现，视知觉训练和学习是恢复偏盲视觉功能的理想方法。然而，对于何种方法能够获得更好的训练效果仍缺少认识。本项目从“增强损伤侧皮层对完整侧皮层的反向抑制”这一思路出发，先在正常人中开展了视觉训练模式的优化研究，揭示了增强反向抑制的视觉训练的效果及其神经电生理机制。我们发现，视觉训练的效果及其迁移性伴随着枕颞顶区域N2pc成分的变化，以及额区P2成分的改变，前者可能反映对于训练刺激的早期注意选择的增强，而后者则可能反映任务相关注意控制需求的减弱。额区涉及注意控制、决策和执行功能等高级认知功能。我们的行为研究进而发现，视觉训练所引起的视觉功能改善与执行功能中的工作记忆呈正相关，并且单纯训练注意控制等高级认知过程就能改善视觉功能，这与新近研究的趋势是一致的。为了加深对于其间机制的认识，我们进一步探究了注意控制和执行功能相关的神经活动。以此为基础，我们开展了偏盲患者的视觉功能、认知功能、神经活动测试及视觉训练实验。本项目所积累的研究数据可促进对于大脑可塑性机制的认识，并为临床上优化脑卒中后偏盲的视觉功能康复提供借鉴。