華南理工大學生物醫學科學與工程學院吳凱教授與中山大學眼科中心卓業鴻教授、朱穎婷博士團隊合作，開展了基於EEG-fNIRS分析裸眼3D視覺訓練對近視患者視功能影響的神經血管機制研究。2024年7月，【IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering】雜誌錄用了題為【Adaptive changes in neurovascular properties with binocular accommodation functions in myopic participants by 3D visual training: an EEG and fNIRS study】的研究論文，華南理工大學生物醫學科學與工程學院碩士研究生高晨洋與中山大學眼科中心博士研究生黃海順同學為並列第一作者。
近年來，近視在全球範圍內的高發病率已成為一項重大公共衛生挑戰。近視不僅導致視力下降，還可能引發視網膜脫離、白內障和青光眼等嚴重並行癥，極大影響個人生活品質。為了應對這一問題，各種近視幹預措施相繼提出，包括遠視訓練、翻轉拍訓練等。在這一背景下，裸眼3D視覺訓練作為一種創新的幹預手段，因其在改善雙眼調節功能和減緩近視進展方面的潛力而備受關註。然而，對於裸眼3D視覺訓練如何影響大腦的神經血管機制，目前了解仍然有限。
圖1.實驗裝置與實驗流程
本研究納入了38名近視參與者，並采集他們裸眼3D視覺訓練前後的視功能參數與EEG-fNIRS數據，評估訓練前後的腦活動變化。具體而言，參與者在訓練前接受了詳細的視功能檢查，包括調節靈活性和調節振幅的測量。隨後，參與者佩戴EEG-fNIRS裝置，記錄靜息狀態下的腦電和腦氧訊號。進行10分鐘的3D視覺訓練後，參與者再次接受視功能檢查，並記錄訓練後的腦電訊號和血紅蛋白濃度變化。本研究透過圖論分析，計算了靜態腦網路（SBN）、動態腦網路（DBN）和動態神經血管耦合（DNC）的變化，評估了腦網路效率和神經血管耦合的變化。
圖2.研究方法及技術路線
研究發現，裸眼3D視覺訓練不僅顯著提高了參與者的雙眼調節功能，還提升了腦網路的效率和神經血管耦合。訓練後，靜態腦網路（SBN）的局部和全域效率有所提高，動態腦網路（DBN）的變異性減少，神經活動與血紅蛋白含量之間的耦合增強，這些變化有助於更高效的視覺資訊處理。（通訊/吳凱教授團隊）
圖3 研究結果及討論
