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虽然在视光学中对于近视早已有明确的定义：“在眼的调节完全放松的状态下，眼的光学系统只能将远处物体成像在视⽹膜的前⾯，⽽不是在视⽹膜上时，就是近视。或者说近视眼的远点位置不是在⽆穷远，⽽是在眼睛前⾯的有限距离上”。可是⼈们经过半个世纪的努⼒，对于近视的成因以及有效的预防⽅法，⾄今仍不⼗分清楚。

从八十年代开始，本⽂作者蒋百川就开始了对于视觉系统的研究工作，在文中，他介绍了近视研究的⼀些成果，其中包括他本⼈的不少贡献，并据此提出对近视防控的⼀些看法。

撰⽂ | 蒋百川 （美国佛州诺⽡东南⼤学荣誉教授） 

编辑 | 刘睿

在遗传因素的研究⽅⾯，早先的⼯作是发现了孪⽣⼦的屈光状态之间有很⾼相关性，提示屈光与遗传的关系。另⼀类⼯作是⽐较双亲都是近视、仅⼀⼈是近视或双亲都不是近视的三种条件下，⼦⼥为近视的发病率。其中⼀个⽐较典型的研究是Zadnik等在1994年的调查报告[1]。他们在美国加州橙县，查访了716名6-14岁的学⽣及他们的家长，其中662名为正视眼。结果表明，双亲均近视时，孩⼦的眼轴长度较⽗母中仅⼀⼈为近视或均⽆近视的孩⼦的眼轴长度要长，并在统计上有显著差异。这个结果说明，即使⼤部分孩⼦仍处在正视的年龄段时，双亲都是近视的孩⼦在眼轴长度⽅⾯已经存在演变为近视的潜在危险。

近视的产⽣是不是完全由遗传因素所决定？我们可以利⽤统计遗传(statistic heritability)⽅法来研究遗传与环境两个因素在近视成因上的相对重要性。如果近视完全为遗传因素所决定，这个指标(heritability)当为1.00。但是Sorsby等(1966)在英国得到的结果为0.45，⽽Kimura(1965)在⽇本的结果为0.81。这些数据虽然随地域和种族⽽变，但⾄少显⽰了环境因素在近视的成因上也有相当的作⽤。

对于由诸多环境因素引起近视的研究⽅⾯，⾸先是确定哪⼀个因素对近视的发⽣和进展有较⼤影响。现在⽐较公认的是视近⼯作(nearwork)，如长时间阅读或在计算机前⼯作。这⽅⾯⽐较经典的⼀项研究是Young等（1969）的报告[2]。他们追踪了⽣活在阿拉斯加的三代爱斯基摩⼈，发现早先的⼀代中只有很少⼈近视，但是到了最近⼀代，近视的⽐例已经达到65％。近视的增多，显然与年轻⼀代开始受到的学习教育有关。这提⽰我们要及早对于农村及贫困地区⼉童的近视问题加以关注。

1964年，Hirsch发现：如果在5-6岁时有+1.50D以上远视的⼉童，在13-14岁时通常仍为远视。5-6岁时屈光在+0.50D与+1.24D之间的⼉童，到13-14岁时多数处在正视范围(-0.49D-+0.99D)。5-6岁时屈光在0-+0.9D的⼉童，则在13-14岁时容易成为近视。5-6岁已经是近视的⼉童在13-14岁时多有加深。[3]（本⽂中的符号D代表屈光度，它是长度的倒数。如上述+1.50D，是指有+1.50屈光度，即通常所说的150度远视；如果是-1.50D，则是指-1.50屈光度，即150度近视）。

我们再来考察更⼩年龄的⼉童的屈光变化情况。1993年，Gwiazda等曾报告过对72名⼉童年龄从6个⽉到 13岁测得的屈光数据[4]。他们将这些⼉童以初始的屈光状态分为近视和远视两组，数据表明在最初的数⽉⾄1岁多时，两组的屈光都向正视⽅向变化。对于近视组，他们的屈光可以维持在正视范围直到7-8岁，然后有约42％的⼉童逐渐成了近视。⽽在原来为远视的⼉童中，在8岁以后仅有10％发⽣近视。

年龄在6个⽉-13岁,31名屈光为负值的婴⼉与20名屈光为正值的婴⼉在成长过程中屈光的变化。取⾃Gwiazda等(1993)的⽂章。

以上实验数据也显⽰了在⼉童的发育中⼀个称为“正视化”的过程，即⼤部分⼉童在 5-6岁时都成为正视的情况。1957年时，Sorsby等认为⼤多数新⽣⼉的眼睛(在+6D--4D之间)的屈光参数(如角膜曲率，晶状体的屈光和眼轴长度)都是在正态分布的正常范围之内，屈光不正的原因是由于在⽣长发育过程中，这些参数之间的变化没有很好匹配。这种相互的匹配要到6岁以后才逐渐完成，此时⼉童的屈光状态达到或接近正视眼。在正视化过程中各屈光分量之间的协调是由遗传确定的(pre- programming)，同时在正视化过程中个体的神经调控也会因环境因素⽽变化，从⽽影响最终的屈光状态。

以上的这些⼯作提⽰我们，对于5-6岁以前的⼉童的视⼒，除⾮发现有严重的斜、弱视问题，尽量不要多加⼲预，家长应该让幼⼉在⼀个⾃然的视觉环境下，完成眼的正常发育。过早地让学龄前⼉童去学习外语、算术、识字，长时间地使⽤电脑、⼿机阅读，⾮但会影响⼉童⼼智的成长，也会直接影响他们的视觉。

1995年，Goss和Jackson报道了他们对⼀组初始屈光为正视的⼉童的为期3年的纵向研究结果[5]。他们⽐较了29名变成近视的⼉童（9.1-14.3岁）与58名仍保持为正视的⼉童（8.5-13.8岁）的眼结构参数，发现变为近视的⼉童的初始眼轴长度与角膜曲率半径之⽐(AL/CR)明显⾼于仍为正视的⼉童的。仔细分析数据发现，这个差别是由于变为近视的⼉童的初始角膜屈光度(角膜曲率半径与角膜屈光度成反⽐关系)较另⼀组⾼而引起的。

现在已经有眼科仪器可以同时测量眼的眼轴长度和角膜曲率，如果这样的仪器⽤于⼉童近视防控⼯作，或许可以对部分⼉童提供⼀个预警。

这项研究起源于1789年，当时英国皇家格林威治天⽂台负责⼈Lord Maskelyne介绍，他在⽩天的视⼒正常，可是⼀到晚上就会变成近视。这种现象对于天⽂学家没有⼤碍，因为他们可以调整望远镜⽬镜的焦距来校正观察眼的屈光不正，但是在士兵进行夜间的军事⾏动时可是⼀个严重问题。所以在⼆战期间，德国、⽇本、西班⽛、美国的实验室都迫切希望了解它的成因和解决办法，但是⼀直没有取得进展。

直到1954年，德国科学家Herber Schober提岀⼀种观点：当眼睛没有接收到视觉信号时，眼睛的焦点调节机制处在⼀种休息状态（restingposture），这个状态下它的焦点并不在⽆穷远（对于正视眼，此时的屈光度为零）。这便与亥姆霍兹（Helmholtz）的经典理论相⽭盾了。亥姆霍兹认为，当正常的眼睛完全放松时，它正好对焦到⽆穷远。这样⼀个很实际的现象，便成了理论上有待证明的⼀个问题，然⽽当时缺乏测量⼈眼在⿊暗状态下焦点位置的仪器，只能搁置下来。上世纪60年代激光发明之后，⼈们发现较弱强度的激光散斑虽然可以被⾁眼看见，但不会成为眼睛焦点调节的刺激，于是构建了⼀种利⽤激光散斑测量⼈眼调节的仪器。这时候美国宾州州⽴⼤学⼼理系的Leibowitz教授实验室迅速搭建了这样的装置，并着⼿进行实验。

他们发现，每个受试者的夜间近视与他在空视场（如飞⾏员飞⾏时看到的是没有任何视觉线索的蓝天）下的近视，以及与使⽤某些光学仪器时的近视（当因光学仪器的孔径很⼩⽽造成很⼤景深时，使⽤者不需要作焦点调节）有⾼度的相关性。根据这样的观察结果，他们认定⼈眼在这三种情况下，焦点调节系统都会处在⼀种休息状态，测量证明此时眼的焦点不在⽆穷远，同时各⼈的调节休息状态有很⼤的个体差异(0-4.0屈光度)。

这⼀系列⼯作也表明，⿊夜、空视场、⼩孔径光学仪器以及任何降低视觉分辨的条件，如⼤雾等不清晰的光学介质对于焦点调节的作⽤与机制是相同的。Leibowitz等人总结了⼀系列的⼯作成果，在1975年的Science上发表了⼀篇论⽂[6]，从实验上证明了Schober的理论的正确性。

（a）图表⽰正常的⼈眼调节响应的曲线。橫轴表⽰剌激值，竖轴表⽰响应值。调节响应的曲线与对角线（虚线）的交点⼤致在受试者的暗焦点处。偏离暗焦点的调节（向上、视近）或放松（向下、视远）是副交感神经或交感神经作⽤的结果。

（b）图代表两种神经作⽤的⼀个机械模型。

对于⿊夜近视（night myopia）或暗焦点（dark focus）的研究和发现，在上世纪70-80年代也吸引了研究近视的学者们极⼤的兴趣。从⽣理学上分析，暗焦点代表了驱动睫状肌放松或收缩的交感和副交感神经系统的⼀种平衡状态（如上图所⽰）。于是⼀时间出现不少⼯作研究和⽐较正视眼和近视眼之间在喑焦点上的差别，并由此提出了许多假设。

笔者在1991年获得美国NIH的为期五年的⼀项研究经费，核⼼的研究计划是通过⼀个3年的跟踪，观察不同屈光组的眼动参数的变化情况。这⾥的不同屈光组包含：由始⾄终都是正视眼；开始研究时为正视眼但逐渐变为近视；开始研究时为近视且在3年中没有明显变化；开始研究时为近视并在3年⾥近视显著增加。研究中所测量的参数有：受试者主观和客观的屈光值、眼轴长度、角膜曲率、暗焦点、暗辐辏、AC/A、CA/C以及调节反应曲线。其中，A和C分别指调节(accommodation)的和辐辏(convergence)的反应(response)值，⽽AC和CA是指这些反应对应的辐辏和调节反应值。这两个量本质上描述的是调节和辐辏两个系统的相互(交叉)作⽤。

当时许多⽐较近视眼与正视眼差别⼯作都是横向研究(cross-sectionalstudy)，这种研究虽然可以发现它们之间在某些⽅⾯的差别，但是⽆法肯定这种差别是存在于近视发⽣之前，还是是由于发⽣近视⽽造成的。只有纵向研究（longitudinal study）才能发现哪些因素可能与近视的发⽣与进展有关。当前在⼤⼒开展的屈光档案⼯作，可以为纵向研究提供有⽤的数据，我们不要⽩⽩浪费。

⼤部分⼈的暗焦点是相对稳定的，但是视近⼯作会引起暗焦点移近，这种变化被称为调节性适应或滞后。Jiang(1995)⾸先发现正视眼在变近视之前，其暗焦点较仍为正视眼者要近[7]。

各组的暗焦点的平均值的⽐较。Emm代表三年观察期间始终为正视眼的学⽣的数据；Onset代表这个期间由正视眼发展为近视的学⽣，其中⽩⾊数据代表他们在近视发⽣前的数据，⿊⾊代表他们在发⽣近视后的数据；LOM代表在实验开始时已经为近视的学⽣的数据。

2005年，作者的研究⼩组进⼀步报道了对于视光学院学⽣的⼀年多的观察，发现这些学⽣的暗焦点在学期中变近，⽽在经过放假后则会移远[8]。显然这种变化与学⽣在上学时有较多的阅读有关。与此相应的是学⽣的屈光变化，学⽣屈光在学期中有向近视⽅向的进展，⽽在假期中则没有变化。

视光学院⼀年级学⽣的暗焦点变化。四次测量分别是秋季开学时、秋季学期结束前、春季开学时、春季学期结朿前。

暗焦点与近视的关系在上世纪90年代以后便很少被近视研究者所提及，许多年轻学者更以为这件事已经研究过了。其实科学的发现不应该被割断，⽽是应该被继承。

笔者以为我们当前的⼀个⼯作⽬标可以是：发现⼀些预警的指标，从⽽能够对有可能发展成近视的孩⼦进⾏适当⼲预，最终达到降低近视的发病率。⽽暗焦点或许是⼀个这样的指标。

我们平时要看清楚⼀个⽬标，有两个条件。⼀个是眼睛必须进⾏对焦，让⽬标的像清晰地落在视⽹膜上（玩照相的⼈⼀定容易理解这⼀点）。但是由于我们有两只眼睛，毎个眼睛必须通过转动使得毎个眼内的像落在对应的位置上，才能使两个像传输到⼤脑后融合成单⼀的图像，这个任务是由三对眼外肌协同完成的，这就是眼睛的辐辏。所以眼睛的调节和辐辏是相互合作又相互影响的两个控制系统。这两个系统的相互联系和影响则体现在两个可以测量的参数，AC/A和CA/C，AC/A代表⼀个单位的调节的变化可以引起多少相应的輻辏的变化；CA/C则代表⼀个单位的辐辏的变化可以引起多少相应的调节的变化。

笔者在报道上述的三年纵向研究结果的⽂章中[7]，⾸先发现由正视眼变为近视眼的受试者在他们的屈光发⽣变化之前，AC/A的平均值⾼于始终为正视的受试者的平均值。这个结果⼏年之后分别被美国的另两个实验室在年龄更⼩的⼉童上所证实（Gwiazdaetal.1999; Muttietal.2000）。

各组的AC/A的平均值的⽐较。Emm代表三年观察期间始终为正视眼的学 ⽣的数据；Onset代表这个期间由正视眼发展为近视的学⽣，其中⽩⾊数据代表他们在近视发⽣前的数据，⿊⾊代表他们在发⽣近视后的数据；LOM代表在实验开始时已经为近视的学⽣的数据。

与这项⼯作相近的是另⼀项视光学临床研究结果，那是Gossand Jackson在1996年通过对近百名初始为正视的⼉童的三年追踪观察发现，在后来变近视的⼉童与保持正视的⼉童这两组之间，远视时的隐斜（隐斜视是指遮盖⼀个眼睛时，双眼的视线不再注视同⼀个物体）并⽆差别，但在近距离隐斜上则有明显差别[9]。变近视的⼉童组有更加向内的隐斜。

根据调节-辐辏相互关系的理论，近距时的内隐斜与调节滞后在双眼视条件下是相互关联的。问题是二者究竟孰先孰后？作者认为是隐斜在先、调节在后。为了抵偿内隐斜⽽避免复视，视觉系统必须减少调节引起的辐辏，从⽽降低调节响应，造成较⼤的调节滞后。这个临床研究结果也是与⾼AC/A的结果不谋⽽合。

左图代表正常的辐辏状况；右图代表有近距离内隐斜的状况（假设⽬标离双眼40cm）。

⾄上世纪90年代末，研究者逐渐把注意⼒集中到视⽹膜上成像的离焦上。

最初的假设是认为眼轴的⽣长是⼀种与正视化类似的过程，其⽬的是减少视⽹膜像的离焦(grow-to-be-in-focus)。这个理论适⽤于理解以下情况，即在视近时，由于调节不足使近距离物体被成像在视⽹膜的后⾯，这种远视性离焦似乎正符合促使眼轴的⽣长条件。

AC/A的测量或许需要较为复杂的仪器条件，但是隐斜的测量，经过适当的视光学测量的学习还是容易掌握的。所以发现有较⼤近距离内隐斜的⼉童，或许对于他们的近视产⽣和进展，也可以起到预警的作⽤。

沿着视⽹膜像影响眼球的⽣长从⽽导致屈光状态变化的思路，以往的近视研究⼯作有两个⽅⾯是值得关注的。第⼀个⽅⾯是眼对模糊的感觉阈值。第⼆个⽅⾯是眼的周边屈光（peripheralrefractiveerror）。

1997年，Jiang改进了当时的调节系统的控制模型，在其中加⼊了⼀个感觉分量，并提出了眼的调节系统对离焦的等效阈值概念。他指出过去所⽤的调节滞后量并不能很好地衡量不同眼睛对离焦的感觉阈值。Jiang和Rosenfieldand Abraham-Cohen分别在1997和1999年报道了⽤实验表明了近视眼⽐正视眼对模糊的敏感性较差。[10]

在眼的周边屈光与近视关系的研究中，它们的基本依据是根据动物模型，在⽹膜上除中央凹之外的各局部区域也都可以调控眼球的⽣长(Schaeffelatal.,1994；Smith,1998）。然⽽也有不同意见（SchippertandSchaeffel,2006）认为，周边屈光不能改变正视化过程。

Mutti等(2007)发表的对6-14岁的近千名⼉童所作的⼀个纵向研究表明，变成近视的⼉童相对于保持正视的⼉童，周边屈光(⿐侧300)是在较远视的状态。他们观察到的是这些⼉童在变成近视的⼀年时间内，周边屈光呈迅速向远视⽅向的变化。由于每次测量之间的间隔为⼀年，所以⽆法判断这个周边的远视是产⽣近视的原因，还是由于近视发⽣所引起的。

让我们再从概念的角度来讨论这个问题。假定⽹膜的各个区域都可以调控眼球⽣长，那么在周边视场的远视性离焦引起眼轴伸长的同时，也会造成中⼼区域成像有近视性的离焦，于是⽹膜上周边的成像清淅了但中央的成像却反⽽变模糊了，这似乎是⼀种得不偿失的结果。所以眼球在伸长时如何权重不同区域的需求，是研究者在进⾏实验及分析结果时必须思考的⼀个问题。

1999年，Jiang和White发现，长期视近⼯作会影响负调节（即从近到远的调节）的速度，但不影响正调节（即从远到近的调节）的速度。[11]这与我们的⽇常⽣活体验是⼀致的，有些⼈在长时间视近⼯作后，⽆法⽴即看清远处的⽬标。

纽约州⽴⼤学视光学院的Ciuffreda教授做过⼀系列的⼯作[12]，他们让受试者在较长时间视近后马上去看6⽶外的视标，同时测量受试者的动态调节过程。发现迟发性近视⽐早发性近视需要更长时间对焦到⽬标，⽽正视眼与远视眼的调节基本不受视近调节的影响。这种由视近⼯作造成、在视远时调节不易⽴即放松的现象，他们定义为暂时性近视（Nearwork-inducedtransientmyopia,NITM）。

笔者的学⽣Yaoetal在她的博⼠论⽂中[13]也测量过这个现象。她⽐较了正视眼（EMM）、稳定的近视（SM）、有进展的近视（PM）三组受试者，对两种视场（420和80）的⽬标作了20分钟近距离阅读之后，马上看远时调节的变化。从以下的图或表格中可以看到，有进展的近视（PM）组呈现出最不易放松的情况。

Yao等⼈（2009）的⼀个实验结果。显⽰有进展的近视在近距离阅读之后，调节最不容易放松。

这种暂时性近视由于持续地视近⼯作⽽保持并积累起来，是否会使眼睛发展为通常所说的假性近视（也就是长时间地不能放松调节)，进⽽最后变为真正的近视？⽬前尚⽆数据。调节适应后的暂时性近视是否是预测近视发⽣和进展的⼀个指标，也有待进⼀步的深⼊研究。

在本世纪初期，新英格兰视光学院的Gwiazda所领导的研究⼩组提出让⼉童佩戴渐变镜⽚来防⽌他们近视的发⽣和进展。但是很快他们⾃⼰也发现这个办法⾏不通。2006年在新加坡召开的国际近视眼会议上，这个项⽬受到康乃尔⼤学⼀位教授的严厉指责，认为他们在浪费宝贵的科研经费。笔者看到Gwiazda他们的⼯作以后，觉得这个失误在于他们不懂⼈眼的调节系统是⼀个负反馈的控制系统，同时又忽现了调节与辐辏之间的相互作⽤。于是与视光学院的同事和学⽣⼀起研究了这个问题，并在2007和2008年发表过两篇⽂章[14-15]。详细介绍这些研究结果会花费较多篇幅，这⾥只要讨论⼀个实验结果，读者便可以⼤致上理解问题所在。

这是8名受试者的平均结果，两条曲线分别代表他们在祼眼情况和戴了+2.00D附加镜⽚的情况下的调节响应曲线（即在不同的⽬标距离下测量得出的调节响应）。我们考察当⽬标在5D（即眼前20cm）时的情况，从图上可见，祼眼时的调节响应约为3.5D，⽽⽤了+2.00D附加镜⽚以后，调节响应仅仅增加了约+0.5D。这是提出⽤附加镜⽚来防控近视的研究者们当时没有预计到的，他们或许以为，原来受试者的3.5D调节响应应该变成5.5D或者在这个数据附近，这样就可以在⼉童作阅读时候，⼤⼤降低离焦对他们眼睛的影响。于是出现了这样⼀个未经严格论证的⼤规模实验，直到⼏年后实验完成时才发现，配戴渐变镜⽚确实没什么效果。

这样⼀个失败的实验后来曾传到中国，并风⾏了起来，制造渐变镜⽚的⼚家赚到了钱，但是⼉童的家长们受了骗，做近视⼯作的医务⼈员浪费了时间，也失去了家长们的信任。这样⼀个教训是不是我们应该加以反思和记取？

2007年，俄亥俄州州⽴⼤学视光学院的Mutti团队报告，唯⼀与近视风险密切相关的环境因素是户外活动的时间。研究者甚⾄发现，在户外活动更长的孩⼦哪怕花更多的时间进行阅读书籍、使⽤电脑等视近⼯作，也没有变得近视。视近⼯作可能仍会产⽣⼀些影响，但是最重要的是眼睛暴露在强光下，就可以有效地减少近视的可能性，可是对于已经近视的孩⼦来讲这样的作⽤却不⼤。那么这样作⽤的机制又是什么？很容易想到的是，强光会使瞳孔缩⼩，减少视⽹膜上成像的模糊。但另外⼀些研究者想到在眼底上可能发⽣的⽣化机制，⽬前认为可能与多巴胺分泌，以及巩膜缺氧等有关。[16]

户外活动或许会对眼球的增长起到抑制作⽤，然⽽由此完全否定视近⼯作是引起近视的环境因素，似乎从科学的角度还是有问题的。⽬前在宣传户外活动可以防控近视的时候，往往忽略了在强烈阳光之下可能的副作⽤，应该提醒家长，在阳光下务必要让孩⼦戴上墨镜，涂抹防晒霜，以免受到紫外线的伤害。

笔者以为当前应该致⼒于发现在中国⼉童中引起近视的危险因⼦（例如本⽂中所述的暗焦点、眼轴长度与角膜曲率半径的⽐值、内隐斜、暂时性近视等），从⽽对于有可能发展成近视的孩⼦进⾏适当并及时地⼲预，以期达到降低近视发病率的⽬的。

我从事科学研究工作以来，深深觉得人类对自然的认识是无穷尽的，对于近视的研究也是这样。我一生做过的工作，只是这条道路上的几粒石子而已，上面所提出的可能性，或许可以成为继续下去的另外几粒石子，但是再下去，我已经看不清楚了，要完全地留给年轻的科学工作者了。

制版编辑 | 王乐佳