双眼视觉

双眼同时使用，且每只眼睛都对一个共同的单一感知做出贡献的能力，称为双眼单一视。在日常视觉中，正常的视网膜对应和中央凹注视可产生正常的双眼单一视。双眼视觉的发展受到许多解剖学和生理学因素的影响。双眼功能在六周时开始发育，到六个月时已完全发育。感知、运动或中枢的任何通路受阻都可能阻碍双眼视觉的发育。当存在这些障碍时，会出现对双眼功能障碍的不同感知反应。临床上使用的测试基于以下两种原理之一：

(A) 评估斜视眼受刺激的视网膜区域与固定眼中央凹的关系，例如 Bagolini 条纹玻璃测试、红滤光片测试、使用 SMP 幻灯片测量客观和主观角度的联合检查仪，以及 Worth 4 点测试；或

(B) 评估两只中央凹的视觉方向，例如 Hering Bielschowsky 图像测试和 Cuppers 双眼显微镜测试（Cuppers 的中央凹-中央凹测试）。混淆、复视（导致抑制）、偏心注视、异常视网膜对应和弱视是双眼视觉异常的结果。

关于正常的双眼视觉和空间定向是如何形成的，存在两种历史悠久的观点：

• 经验主义理论：该理论解释了发生性发育如何影响双眼视觉。一种观点认为，个体天生不具备双眼视或空间定向能力；相反，这些能力是通过日常生活中的经验获得的。所有其他感觉，特别是本体感觉，都有助于这种功能的开发。
• 先天学习理论：根据这种观点，同时感知和双眼视觉源于内在机制，即视觉系统各部分的解剖生理组织。这解释了双眼视觉不是通过发生性获得的，而是通过系统发育获得的。简单来说，先天论认为视觉通路的协调活动是双眼功能发育的原因。相比之下，经验主义认为自我学习是通过反复试验造成的。

视野和眼球运动

有些动物，通常是猎物物种（但不总是），它们的两只眼睛位于头部两侧，以提供最大的视野。水牛、羚羊和兔子是其中的一些例子。这些动物的眼睛通常独立移动，以扩大其视野范围。有些鸟类即使在闭着眼睛的情况下也能看到 360 度。

有些动物，通常是捕食者（但不总是），它们的两只眼睛都位于头部正面，这使得双眼视觉成为可能，并缩小了视野范围以利于立体视。目前现存的脊椎动物只有三个类别拥有真正的向前看的眼睛：灵长类动物、食肉动物和猛禽。这是因为向前看的眼睛是脊椎动物中高度发达的特征。

虽然某些捕食性物种，尤其是像虎鲸和抹香鲸这样的大型动物，很可能拥有双眼视觉，但其中一些动物的眼睛位于头部的两侧。许多灵长类动物和果蝠是非捕食性动物，它们的眼睛向前看。这些通常是需要精细深度辨别或感知的生物；例如，双眼视觉增强了定位和抓住特定树枝或选择水果的能力。

视觉方向，也称为注视，是相对于头部的一个点的方向（从自我中心看过去的位置与直视位置之间的角度）。绝对视差、双眼视差或聚散需求（通常简称为聚散）是当两只眼睛的视线聚焦在某个点时形成的夹角。赫林氏视觉方向定律描述了两只眼睛的位置、注视和聚散如何相互关联。

当动物面朝前方时，它们的眼睛通常会同步移动。

眼球运动可分为集合性（朝同一方向移动）或注视性，后者通常分为平滑追踪或扫视（也称为眼球震颤和前庭眼反射）。或者，它们的眼球运动是分散性的（朝相反方向）。赫林氏等量神经支配定律描述了人类和大多数其他动物的注视和分散眼球运动之间的关系。

有些动物同时使用上述两种策略。例如，八哥的眼睛位于两侧，可以覆盖大片区域。然而，它也可以将眼睛拉拢在一起向前看，使其视野重叠并产生立体感。变色龙是一个令人惊叹的例子，它的眼球可以独立地向各个方向（左、右、上、下）移动，并且看起来像炮塔。然而，在捕猎时，变色龙可以通过将两只眼睛聚焦在一个目标上来显示集合和立体感。

双眼视觉的解剖学

双眼视觉需要多个大脑区域和双眼的协调。眼睛是负责吸收视觉信息的主要器官。光线经过角膜和晶状体折射，在视网膜上形成一个倒置的图像。视网膜中的视杆细胞和视锥细胞是感光细胞，它们将光转化为电脉冲。

这些信号通过视神经从每只眼睛发送到大脑的视觉处理区域。至关重要的是，视交叉使得视神经部分交叉，从而确保大脑的两个半球都能接收到来自眼睛的信息。

生理机制

双眼视觉需要多种生理过程来支持立体视——三维感知——和深度感知。

• 双眼视差：这是物体在两只眼睛的视网膜图像之间存在微小差异。大脑利用这种差异来计算深度。
• 集合：眼睛在看近处物体时向内集合（内转），在看远处物体时向外分散（外转）。这种集合提供了关于深度的信息。
• 立体视：为了检测深度，大脑会整合来自双眼的图像。对于评估距离和捕捉运动物体等活动，立体视非常重要。

双眼视觉的发育

双眼视觉在婴儿期发育，出生时并不存在。视觉系统需要时间来发育，新生儿的眼球协调性通常较差。在这个被称为双眼视觉发育的过程中，感知和运动能力被整合。

• 关键期：在某些时期，视觉系统对刺激最敏感。如果在这些时期缺乏适当的视觉体验，可能会导致持续的双眼视觉障碍。
• 感觉融合：大脑将来自双眼的视觉数据合并成一个单一、连贯的体验的能力，可以提高视觉清晰度和深度感知。

双眼叠加

双眼叠加是指使用双眼比使用单眼能更低地检测到信号阈值。在比较双眼视觉和单眼视觉的性能时，存在多种可能性。当双眼反应超过概率累积时，发生神经双眼叠加。假设双眼完全独立，概率叠加预测比率在 9% 到 25% 之间。当双眼性能低于单眼性能时，发生双眼抑制。这表明混合视是由弱眼影响健眼引起的。当单眼敏感度水平相同时，达到最大双眼叠加。单眼敏感度不均会降低双眼叠加。某些视觉疾病，如弱视和单眼白内障，具有不同的敏感度水平。此外，时间间隔刺激的视网膜位置和空间频率都可能影响双眼叠加。

双眼视觉的重要性

双眼视觉具有多种对生命和日常任务至关重要的益处。

1. 深度感知：对于穿越环境、捕捉物体和估算距离等活动，感知深度的能力至关重要。
2. 手眼协调：准确的手眼协调对于书写、抓握物体和运动等活动至关重要，而双眼视觉对此有所帮助。
3. 视野扩展：双眼可以扩大一个人的视野范围，从而拓宽对周围环境的感知。
4. 模式识别：识别复杂视觉模式的能力——这对于社交互动和面部识别至关重要——可以通过双眼视觉来促进。

双眼视觉障碍

为了保持立体视和视觉的单一性，需要精确的眼球对齐。六条眼外肌控制着每只眼球在其眼眶中的位置。由于双眼相同肌肉的长度、附着位置或强度的微小变化，一只眼睛可能会倾向于在其眼眶中向与另一只眼睛不同的位置漂移，尤其是在其中一只眼睛疲劳时。我们称之为隐斜。遮盖-遮盖试验是找到这种隐斜的一种方法。检查一位自愿受试者的眼睛以完成此检查。用卡片遮住受试者的一只眼睛。让他们盯着你的手指尖。

通过移动手指来打断通常会使被遮盖的眼睛保持正确聚散位置的反射。一旦您的手指稳定，将其抬起以露出受试者的眼睛。查看暴露出的眼睛。它的眼睛可能会迅速从内斜视或外斜视转变为正确的位置。如果未遮盖的眼睛向内和向外移动，则该受试者表现出内隐斜。如果它从内向外移动，则该受试者表现出外隐斜。如果没有移动，则存在正隐斜。外隐斜和内隐斜在大多数人中很常见，被认为是正常的。万一未遮盖的眼睛也垂直移动，则该受试者可能患有下斜视（如果眼睛从上向下移动）或上斜视（如果眼睛向任何方向移动）。很少有这样的垂直隐斜。

此外，被遮盖的眼睛可能会在其眼眶内旋转；这被称为散斜。垂直隐斜比它们不常见。散斜的偏斜方向也可以通过遮盖试验确定。

遮盖-遮盖试验也可以用于治疗更严重的双眼视觉问题，称为斜视。在检查过程中遮盖第二只眼睛时，检查者会观察第一只眼睛。如果眼睛从内向外移动，则该受试者患有外斜视。如果它向内迁移，则该受试者患有内斜视。患有外斜视或内斜视的个体分别有交叉眼或对眼。弱视可能与某些类型的斜视并存。弱视的定义有多种。考虑到所有这些，弱视被定义为一种单侧疾病，其中一个人在没有明显的病理或结构异常的情况下，视力低于 20/20，但在六岁之前出现以下一种或多种情况：弱视性双侧屈光参差、持续性单侧内斜视或外斜视、弱视性单侧或双侧散光以及图像退化。当被遮盖的眼睛是非弱视眼时，弱视眼会突然成为该人的唯一视力来源。该眼为聚焦在检查者手指上的运动表明存在斜视。此外，还存在散斜和垂直斜视（上斜视和下斜视）。

双眼视觉异常的例子包括：融合恐怖症（通过眼球错位主动避免融合）、抑制（大脑忽略一只眼睛的全部或部分视野）、复视（双影）、视觉混淆（在同一空间感知两个不同的图像）以及异常视网膜对应（大脑将一只眼睛的中央凹与另一只眼睛的中央凹外区域相关联）。

双眼视觉相关的异常是最常见的视力异常之一。这些异常通常伴有头痛、视疲劳、眼部不适、视力模糊，有时还有复视等症状。参观验光诊所的双眼视觉异常患者比例约为 20%。如今，许多儿童花费大量时间使用数字设备。这可能导致许多双眼视觉异常（例如，近点调节、调节能力和集合性辐辏幅度在近处和远处均下降）。近点集合试验是诊断视力异常最有效的方法。在 NPC 测试中，将一个目标（例如手指）移向受试者的面部，直到检查者检测到受试者出现复视或双影，或者一只眼睛向外旋转。

简单调整视觉系统可以部分纠正双眼差异。然而，双眼视觉缺陷过于严重。在这种情况下，如果眼睛必须将视觉系统调整为异常高的扭转、垂直、水平或不等视偏差——眼睛将倾向于避免双眼视觉，这可能导致或加剧斜视。

技术应用

对双眼视觉的理解影响了多个领域的技术发展。

1. 虚拟现实 (VR)：通过利用双眼视觉的原理，虚拟现实系统致力于模仿三维视觉体验，增强真实感和沉浸感。
2. 自动驾驶汽车和机器人：为了增强深度感知和物体识别能力，双眼视觉的概念被融入到机器人系统和自动驾驶汽车的设计中。
3. 医学成像：医学成像技术利用双眼视觉的概念来生成三维重建，用于诊断目的。

结论

总之，双眼视觉是视觉感知中复杂且多样的组成部分，对我们的日常生活至关重要。双眼视觉是一个引人入胜的研究领域，随着对其解剖学和生理学基础、发育阶段、疾病和技术应用的关注，它仍在不断发展和创新。理解这种复杂的机制不仅能揭示人类感知的细微之处，还能促进技术和医疗保健等领域的进步。