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室外活动少极易导致青少年近视

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罗杰斯·霍恩斯比是棒球史上最杰出的击球手之一,但他有着“冷面王”的坏口碑。队友经常抱怨他不跟人交际,甚至连看电影这种当时(20世纪20年代)最流行的活动他都不肯赏光参加。霍恩斯比常常说,坐在漆黑的电影院里盯着明亮的银幕会让影响他的视力,让他击不中球。在这方面,你难以跟他辩论。毕竟,他有着非同寻常的视力,曾在3个赛季里都平均击中400个球以上,成绩甚佳。

霍恩比斯的话或许有些道理,但直到最近科学家才开始接受这一点:花太多时间宅在室内,可能会导致近视,并且趋势越来越明显。

近几十年来,无论是亚洲,北美和欧洲的近视发病率不断上升,美国现在已有1/3的成年人近视。这个数字本身就足以引起担忧了。然而相比之下,东亚地区近视率的攀升已经达到了令人警惕的地步。最近对韩国首尔的年轻人和中国上海的大学生所作的调查显示,近视率超过95%。在远东的其他一些中心城市,近视率的飙升也不容小视。

研究发现近视与孩提时代户外活动过少之间存在关联,不过是几年前的事情。当时,许多研究者都大吃了一惊——孩子们的玩耍或许会促进眼睛的正常发育,这个观点听上去实在不可思议。

“确实,放在5年前,我觉得没有人会留意大家在户外呆了多长时间,” 视光医生1杰里米·古根海姆(Jeremy Guggenheim)说道。他曾在英国威尔士研究过近视,目前在香港理工大学任职。他认为,这些发现为近视研究带来了“令人激动的新方向”。

只要小时候多在户外花点时间,许多人或许就不用架着框架眼镜,不用戴隐形眼镜,也不需要做激光手术矫正视力——这些观点光是想想都令人神往。但古根海姆指出,现在还不清楚待在户外会在大多大程度上降低近视风险,也不知道具体机制是什么。一些科学家说,要诀可能是沐浴于自然光下,可能是在极目远眺中放松眼睛,也可能是户外环境下余光景物的作用,当然也可能是这些因素的综合结果。

美国俄亥俄州立大学视光学院的视光医生唐纳德·穆蒂(Donald Mutti)说:“很多问题都悬而未决,这让我们没法儿给出足够有效的建议。”

除了待在户外之外,其他行为或许也有影响。今天创下的高近视率,恰好与整整一代孩子的成长同步发生,他们在计算机和电子游戏的熏陶下长大,又被沉重的升学压力压得抬不起头来(这一点在远东地区尤为明显)。一些研究者提到了一个争论已久的理论,认为近视与过多的阅读及其他“近距离工作”(near work)有关。

这个问题还远远没有定论。但至少在中国广州,与近视相关的临床试验已经开始进行了。一些被随机选中的孩子每天会在学校多参加一小时的户外活动。随着实验数据的积累,这项策略已经初现成效。

近视泛滥

如果把人体看作一台仪器,眼睛恐怕算得上是其中最精妙的部件。视力极佳的人不费吹灰之力,就能看清近在手头的物体。为了看清近处的物体,控制晶状体的眼部肌肉会收缩,将物体的像聚焦到眼球后方的视网膜上。视力好的人要看清远处的物体也是小事一桩,因为眼部肌肉会松弛,晶状体的形状也随之改变,能够将远处的影像聚焦到视网膜上。

但是,近视患者的眼球是略微拉长的,这就会带来问题。他们的眼睛仍能看清近处的物体,远处的物体却成像于视网膜前面一点点,于是他们的眼前就模糊一片了。


对视力极佳的人来说,眼球的晶状体刚好把物像聚焦到视网膜上。不论远近,他们都能看得清清楚楚。但近视患者的眼球拉长了,远处物体只能聚焦到视网膜前方,物像也变得模模糊糊。图片来源:E. Feliciano

眼球的形状由它的生长过程决定,这一过程主要发生在婴儿期,青春期阶段会继续生长,但幅度有限。眼球的生长在很大程度上受控于基因指令,这些指令是在数百万年的演化长河中造就的。如果基因模板有缺陷,视力当然会受影响。但是,眼球的生长还严重依赖于一些外部因素——这个过程被科学家称为视觉反馈(visual feedback)。光对眼球的“轰击”,包括光的颜色和明暗对比,都能对眼球的正常生长起到引导作用。

科学家现在可以确信,这种外部刺激近几十年来发生了一些变化,导致了近视在青少年人群中的横行。

从20世纪70年代初到世纪之交,在美国12至54岁的人群中,近视率就从25%上升到了近42%,如此巨大的变化在短短一代人的时间里就发生了。在美国的年轻人中,这个数字也从上世纪70年代的28%上升到了38%。在地球的另一端,新加坡的近视率更令人心忧——随着这个国家从一座寂静的港口城市发展成一个国际贸易中心,新加坡在役军人(全为年轻男性)的近视率也从上世纪80年代末的43%,飙升到了如今的80%以上。

与此同时,老一辈人的近视率却没有出现明显上升。在中国和美国,40岁以上人群中的近视率约为1/4。

由于近视率激增的现象并没有祸及乡村,科学家认为这股近视狂潮反映了年轻城市居民的新型行为方式。随着越来越多的人涌入城市,情况很可能会越来越糟。

对一部分人来说,近视只不过会给生活带来些许不便。但对另一些高度近视的人来说,他们的视力会越来越差,晚年患白内障、青光眼和视网膜脱落的风险也更大。在首尔的年轻人和上海的学生当中,差不多每5名近视患者中就有一人是高度近视。

新加坡国立大学的内科医生及流行病学家苏新梅(Seang-Mei Saw)说:“未来几十年内,病因性近视和并发性失明将在亚洲流行开来。”

近视率近几十年来的攀升促使科学家去寻找其中的缘由,这也让近视与户外活动的关联变得明朗起来。2007年,穆蒂和他在美国俄亥俄州立大学的团队召募了514名视力正常的三年级儿童,在随后长达5年的时间里分析这些孩子的异同点。5年后,1/5的孩子成了近视眼。即便把父母近视的因素也考虑在内,研究团队发现,花更多时间待在户外的孩子,与经常闭门不出的孩子相比,更不容易患近视。这项研究发表在《眼科研究和视力学》(Investigative Ophthalmology & Visual Science)期刊上。

2008年,澳大利亚国立大学的伊恩·摩根(Ian Morgan)和悉尼大学的凯瑟琳·罗斯(Kathryn Rose)也发现近视与户外活动存在相关性。无论是放松休闲还是体育运动,10岁以前的儿童只要花大量时间在户外,就更不容易患近视。他们在《眼科学》(Ophthalmology)上撰文指出,室内运动似乎起不到同样的效果。此外,两位研究者没有找到近距离工作对眼睛有害的明确证据。只要待在户外就有效果。在中国、新加坡和美国所作的后续研究,都支持这些结果。

这些报道与数十年前人们的观念大相径庭,那时的许多科学家还认为,近视主要是一个遗传问题。毕竟,父母中一方近视的话,孩子近视的风险也会增高,双方都近视的话,风险就更高。

但是,科学家在基因层面还没有找到可称之为近视成因的铁证。据2010年的《自然·遗传学》(Nature Genetics)和2012年的《人类遗传学》(Human Genetics)报道,两个国际研究团队找到了许多基因变体,它们在近视人群身上出现得更为频繁。但是,古根海姆说:“这只是一些细微的遗传效应,只能解释一小部分近视病例。”此外,有研究比较了生活环境不同及户外时间长短不同的中国儿童,结果表明,与民族相关的基因相似度远没有日常行为模式来得重要。

摩根表示,这股近视狂潮与遗传无关。“基因库不可能在一代人的时间里就改变这么多,就算是几代人也达不到,”他说,“我们已经找到了一个令人信服的新诱因,那就是待在户外的时间。”


研究表明,在不同种族的人群中,近视的发生率都会因为人们生活于乡村或城市而显示出差异(不同国家的数据可能不具有可比性);城市生活似乎对眼睛有不良影响。图片来源:伊恩•摩根,卡瑟琳•罗斯/《2005年视网膜和眼研究进展报告》

沐浴阳光

科学家至今无法从分子层面上完全理解近视,但他们已经弄明白的问题,能为户外光解释提供支持。实验室里的研究表明,明亮光线可以刺激视网膜中多巴胺(dopamine)的分泌,这种神经递质能够控制眼球的生长,防止出现异常。

加拿大卡尔加里大学的内科医生及神经生物学家威廉·斯蒂尔(William Stell)说,眼球的生长是几十种天然化学物质巧妙平衡的结果,光照也在其中起到了一定的作用。他把这个过程比作驶上山顶的汽车,除非司机踩好刹车,否则汽车很容易冲下山坡。多巴胺和其他停止生长的信号就相当于刹车,而暴露于亮光之下就相当于踩下了刹车。斯蒂尔说,眼睛里分泌的化学物质的合理平衡“控制着车是一点点往下挪,还是一下子冲下坡”。

与自然光相比,室内照明产生的信号或许不足以起到“猛踩刹车”的效果,以阻止眼睛的异常生长。阳光明媚的好天气下,户外光强在28 000至130 000勒克斯(国际光强单位)之间,而室内光强平均还不到1 000勒克斯。

动物实验进一步强化了光照与近视的联系。科学家给动物绑上特殊的眼镜,让它们只能看到模糊或扭曲的景物,这样就能使动物患上近视。德国图宾根大学的生物物理学家弗兰克·谢夫尔(Frank Schaeffel)及其同事在2009年报告说,让小鸡暴露于阳光或实验室中明亮的灯光下,这样的近视就不会出现。美国休斯敦大学的科学家用带眼镜的幼小猕猴作实验,得出了类似的结果,发表在2012年的《眼科研究与视力学》上。这两项发现为户外光强理论提供了可信的证据。

但是,尽管科学界已经达成广泛共识,适宜的光强和不受阻碍的视野可以控制眼睛正常生长,问题仍然悬而未决。动物实验并不能准确再现儿童身上出现的情况。斯蒂尔说,扭曲的视场会让小鸡患上近视,只在室内光线下生活却不会让小鸡近视。然而,成百上千万人没戴那种特殊眼镜也还是近视了。尽管户外光照理论在群体级别上来讲算是一个重大发现,但它缺乏一个完整的解释。“我们还没有确定,在户外待着到底好在哪里,”穆蒂说。

除了充足的阳光,户外还能提供宽广的视野,与宅在室内全然不同。美国俄亥俄州立大学的视网膜神经生物学家安迪·费希尔(Andy Fischer)指出,眼睛在户外会更加放松,“它用不着费劲去弯折光线了”。在这种放松的情况下,扭曲眼睛形状的生长信号或许会被叫停。

户外环境还提供了一套不同于室内的余光景物(peripheral image,即眼角余光所见的景物)。尽管这些景物并不出现在视场中央,它们也存在准焦或者散焦的情况。谢夫尔说:“如果你来到室外极目远眺,余光中的景物都会在同一个焦平面上。”也就是说,通过余光映入眼帘的景物差不多都一样远近,更容易准确对焦。室内的情况就不同了,谢夫尔说,准焦和散焦的影像会掺杂在一起。

科学家让动物戴上特殊的眼镜,能够扭曲或者遮挡余光景物,却不会影响视场中央的景物。实验结果表明,它们的眼睛出现了与近视相关的生长刺激。

美国新英格兰视光学院的生物学家黛博拉·尼克拉(Debora Nickla)说:“我们以前认为,只有视场的中央区域才对眼球的生长起到主要的控制作用。”现在,科学家意识到,事实恐怕并非如此。

户外环境也跟史前人类的视觉需求更为接近。费希尔说,在人类的整个演化历程当中,我们几乎一直待在户外。新的行为模式,包括工业化社会中的生存方式和花在教室里越来越长的学习时间,都向眼睛提出了“不自然”的要求,或许无法跟人类眼睛古老的程式很好地磨合。


最近的研究表明,多参加户外活动可以让近视的风险降低,但科学家还没弄清楚具体原因,也许这是因为户外的日光更强,视野更宽广,余光景物距观察者的远近更一致。图片来源:tirc83/Istockphoto

越来越近

“近距离工作”或许是另一种磨合不佳的人类行为改变方式。我们的先祖不读书,即便是那些削箭头或者干其他细活的人,大概也不会一干就是一整天,而且每天都如此。频繁的近距离工作是随着现代文明的到来而出现的。在许多国家和地区,这个时间可以追溯到上个世纪或者上上个世纪。许多人是在童年变成近视眼的,书呆子架一副“酒瓶底”的经典形象恐怕有一定的道理。不过,人到成年也会患上近视,纺织工人和成天面对显微镜的从业者近视率极高,已经成为职业病。

苏新梅等人最近的研究,已经将“户外活动减少/近距离工作增加”与近视联系了起来。“看书、写字和操作电脑都与近视有关,”她说,“我们发现经常泡在电脑上的孩子更容易近视。”古根海姆也发现,喜欢读书的青少年里近视率更高。另一个团队调查了丹麦的医学院学生,发现那些全神贯注于阅读大量枯燥书籍的医学生同样更容易近视。

穆蒂和摩根通过研究发现近距离工作几乎不损伤视力,此后“近距离工作导致近视”的假说就失去了一批拥趸。其实,整理一下导致近视的潜在因素就很容易发现:读了很多书的人大概是在室内读的书,看电视或用电脑也是如此。

2007年,一项针对土耳其的医学院学生所作的调查,进一步动摇了近距离工作理论。与视力极佳的同学相比,那些近视的医学生在7岁以前待在户外的时间较短。在那些近视的医学生中,大约1/7是在18岁以后才近视的。研究者没有发现他们在近距离工作上存在任何差异,因为每个医学生都要作大量阅读等近距离工作。但是,这项发现指出,户外活动过少造成的“恶果”可能会到年纪渐长时才显现出来。

另一些研究暗示,一些不太受关注的因素也在发挥作用。一项研究发现,体育运动似乎能够在11岁的孩子身上起到某种预防近视的效果。这种趋势在丹麦医学院学生身上也能观察到。

穆蒂想知道,待在户外对预防近视的正面效应是否与维生素D有关,毕竟人类是依靠紫外线来合成这种维生素的。在他自己的一项小规模研究中,作为观察对象的青少年待在户外的时间大致相等,但近视患者体内的维生素D水平确实比不近视的人低20%,这还是考虑了年龄差异和饮食结构差异之后的结果。

文化冲突

尽管这些理论还在接受调查,一些科学家已经开始呼吁要开展行动了。斯蒂尔说:“我们必须让家长知道,踢也要把孩子踢出门去。

摩根同意这一观点,但他表示,在一些近视率已经节节攀升的国家,望子成龙的心理会把这条路堵死。“看看中国孩子的学习生活吧,你肯定会对它的密不透风感到震惊,”摩根说。在学校里,孩子们午饭后有一两个小时的时间待在室内午休,然后继续学习几个小时。他说,这种模式很难改变,“我提过建议要取消中国孩子的午休,他们的反应就好像我在提议要虐待儿童一样”。西方国家也有用功学习的孩子,“但你见过中国的孩子之后,就会觉得他们真算不上什么了”。

即便如此,苏新梅说,让孩子走出户外或许也比减少他们的近距离工作量要更容易一些。她说,亚洲的教育体制在强度和竞争激烈度上已经达到“饱和点”,“但你不能让孩子少读书少学习,这在政治上不正确”。

在美国,临床医学界对这些新数据反应不一。新英格兰视光学院的心理学家简·格威亚兹达(Jane Gwiazda)说,尽管眼科医生开始逐渐了解户外光理论,但孩子们通常要到眼睛出现问题之后才会去看眼科医生。她说,儿科医生可以赶在那之前,鼓励孩子多参加户外活动,“一旦孩子近视了,再把他们送到户外,也于事无补了”。

如果出不去,多朝外面望望或许也有帮助。这样做似乎不会影响棒球明星霍恩斯比的视力。曾经有人问他,在没有比赛的冬季会做些什么。霍恩斯比答道:“我就一直盯着窗外,等着春天到来。”







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