在黄斑病变等中央视力受损的患者中，特定的外周视网膜位置会替代原本的注视点，承担中央视觉功能，这一位置被称为Preferred Retinal Locus（PRL）。这种代偿现象伴随着该位置的客体识别能力提升。然而，视觉输入信号的剥夺如何影响皮层功能仍不清楚。本研究揭示了知觉学习通过重塑视觉层级间的功能连接来改善外周视觉。

Neuroscience Bulletin在2024年第8期以封面文章发表了来自清华大学心理与认知科学系陈霓虹副教授（清华-IDG/麦戈文脑科学研究院兼聘研究员）研究团队题为“Learning improves peripheral vision via enhanced cortico-cortical communications”的研究论文。该研究通过与眼动同步的视觉呈现模拟中央视觉损伤，在健康成年人中进行持续数周的训练，诱导PRL发展。结合功能磁共振成像，考察模拟中央视觉损伤导致的视皮层可塑性。

图1.应用眼动同步的视觉呈现技术的PRL训练范式。该技术通过实时遮挡受试者的中央视野来模拟中央视野损伤，要求受试者通过眼动将PRL（十字标记，位于遮挡中央视野之外）移动到目标物体。

训练前后，受试者进行功能磁共振成像（fMRI）扫描，并在相应视野位置呈现拥挤视觉刺激。通过结合功能连接和动态因果模型分析，研究人员考察了学习前后视觉层级间信息交流的变化。功能连接分析发现，训练后V1的 PRL位置与V2、V3之间的连接性显著增强。动态因果模型的有向连接分析进一步显示，学习增强了从V1 的PRL位置到V2和V3的前馈连接，同时削弱了从V1中央视野表征区到V2和V3的连接。这些结果表明，模拟中央视野损伤的学习可重塑视皮层功能连接，主要表现在基于初级视皮层的前馈连接改变。

图2.动态因果模型结果

综上所述，以上结果揭示了初级视皮层与下游皮层间功能连接的变化，这些变化有助于缓解周边视野在自下而上的信息传输过程中的多信息处理瓶颈。同时，这些发现为知觉学习引发的从上游至下游皮层信息整合的重加权理论提供了脑成像研究证据。这些发现反映了人类视觉系统在外界输入剥夺环境下的皮层可塑性，并为视网膜病变等视觉疾病的治疗提供了潜在的临床干预方向。