越来越多的青少年眼睛近视,而科学家们似乎已知道了近视潮爆发的原因。
广州有着中国最大的眼科医院――中山眼科中心。但5年前,中山眼科中心的领导层意识到,医院还不够大,迫切需要扩建。
越来越多的孩子患上近视,眼科检验、配镜业务繁忙,医院人满为患。中山眼科中心开始增设新的验光室。由于空间不足,部分医生和研究人员甚至被重新安置到了一家购物中心里。寒暑假是眼科诊疗的高峰时间,每天就诊人数达到数千甚至上万。被安置到购物中心的眼科医生内森·康登(Nathan Congdon)表示,“寒暑假期间,病人太多,走廊水泄不通。”
东亚地区近年来近视眼患病率迅猛攀升,并持续高涨。60年前,只有10%到20%的中国人有近视眼,如今90%的青少年都有近视问题。在首尔,形势也不容乐观,19岁男孩中有96.5%都是近视。其实近视潮并不局限于东亚,全世界都被这股潮流所席卷。近视眼问题困扰着近一半的美国和欧洲的青少年。半世纪前,这个比例不到25%。有人预测,到2020年,世界人口的三分之一也就是25亿人,都会有近视问题。悉尼华柏恩视觉研究中心的负责人帕德玛贾·桑卡里杜格(Padmaja Sankaridurg)表示,“近视现在就像是瘟疫,越来越多的人会被传染。”
近视带来的麻烦多到你不能想象。框架眼镜、隐形眼镜和外科手术都只能起到矫正的作用,但是没法治本。近视的本质是:晶状体凸度增加,光线经过晶状体聚焦后,焦点落于视网膜前方,而不是视网膜上。但前面说的三种措施,对于眼球凸度的增加没有任何改善作用。在某些病例中,眼球变形牵拉了眼内组织,使之变薄,大大增加了视网膜脱落、白内障、青光眼,甚至是失明的风险。患上近视的,通常是学龄儿童和青少年,这个阶段眼球仍在发育。在东亚,五分之一的大学生年龄段的人患有重度近视,这些人里有一半会发生不可逆的视觉丧失。
情况的急剧恶化促使科学家们积极开展相关研究,寻找近视发病率猛增的原因。传统的观点是,死读书造成近视。而科学家们并不这么认为,他们提出假说,太宅才是近视的真凶。“我们想传达的是,孩子们需要多出去玩,不能总宅在室内。”悉尼科技大学视觉矫正学中心的负责人凯瑟琳·罗斯(Kathryn Rose)如是说道。
寻找真凶
多年来,科学家们一致认为,近视很大程度上是基因问题。上世纪60年代的研究发现,同卵双生双胞胎近视的概率比异卵双生双胞胎近视的可能性更高。这意味着,DNA对近视的发病率有很大影响。基因筛查结果表明,近视与100多个基因位点相关。
基因不过是冰山一角,近视的成因非常多。1969年一项关于因纽特人生活习惯改变的研究揭开了近视的神秘面纱。因纽特人中,131个成年人里,只有2个近视,但他们的后代却有一半是近视。基因的变化通常非常缓慢,无法解释这种迅猛的变化,因此科学家们认定,近视患病率猛增,应当是生活习惯或者环境因素的改变造成。“一定有个环境因素导致了这些变化。”新加坡国立大学的邵香梅(Seang Mei Saw)这样说道。邵香梅的研究方向是近视流行病学和遗传学。
一张新加坡的公益海报,鼓励孩子多在户外活动,少看屏幕
一个明显的元凶是书本。400多年前就有了“读书会引起近视”的说法,当时开普勒(Johannes Kepler)就认为自己的近视是由读书做研究造成的。这种理念获得了多数人的赞同。在19世纪,一些顶级的眼科医生建议孩子们使用头枕,以保持眼睛和书本的距离。
近视眼的增多表明,现在孩子们花在读书、学习或者对着电脑、手机屏幕的时间增加太多。这种情况在东亚尤为明显:东亚地区过于重视学习成绩,因此学生不得不付出更多时间和精力用于学习。去年经济合作发展组织(OECD)的报告指出,在上海15岁的少年平均每周花14个小时用于做作业,这个数字在英国为5小时,在美国为6小时。
科学家们一直坚信,教育手段和近视之间存在高度相关性。在20世纪90年代,他们发现,在犹太法典学校就读的以色列男孩(每天花费大量时间研究宗教典籍)患近视的概率远高于在书本上花时间少的同龄人。从生物学角度来说,这是有一定道理的。长期近距离阅读会影响眼球的生长,因为眼球会不断调节入射光线,使近处的图像聚焦在视网膜附近。长此以往,眼球凸度过大,就形成了近视。
这个观点看似正确,实际上非常站不住脚。2000年后,科学家们开始研究,究竟什么样的用眼习惯会造成近视。他们发现,每周读书和用电脑的时间,与近视眼的发病率并无直接关系。2007年,俄亥俄州立大学哥伦布分校验光学系的唐纳德·穆蒂(Donald Mutti)和他的同事们做了一项有趣的研究。他们跟踪调查了加州500名8-9岁的儿童,这些儿童在调查之初,视力都完好。研究小组记录了这些孩子们每天的行为,并鬼使神差地记录了孩子们每天花在户外运动的时间。
这是个非常幸运的巧合。五年后,每5个孩子中就有一个近视,而唯一一个和近视发病风险强烈相关的环境因素是花在户外的时间。“我们觉得这个发现有些不可思议,”穆蒂回忆道,“但分析的结果的确如此。”一年之后,罗斯和她的同事们在澳大利亚重复相同研究,并得出了同样的结论。在对悉尼中小学中的4000余个孩子进行三年的跟踪调查后,他们发现,户外活动时间越少,孩子得近视的风险越大。
罗斯的研究小组试图排除其他干扰因素――比如,某些体育活动对视力有益。但他们发现,在室内进行同样的体育活动却不起作用。并且,在室外,不管孩子们是玩耍,还是躺在躺椅上看书,这些活动都对视力有益。而且户外活动多,并不意味着这些孩子在看书、看屏幕的时间少。罗斯说道,“我们的调研对象中,有户外活动多,又爱看书打游戏的孩子。这种孩子最后也没有近视。”近距离看书、看屏幕确实对视力有影响,但更重要的影响因素是户外环境中眼睛接受的光线。
光线的作用
一些科学家认为,户外活动和近视的关联证据并不充分。大部分流行病学研究都是根据问卷调查中估算孩子们呆在室外的时间。来自加州大学伯克利分校的验光师克里斯汀·怀尔索耶(Christine Wildsoet)表示,这种数据的可靠性有待商榷。在一项关于可穿戴光传感器的小规模试验中,她发现人们往往会错误估计自己呆在户外的时间。而都柏林儿童大学医院的近视专家伊恩·弗利特克罗夫特(Ian Flitcroft)则认为,光线可能不是户外环境对眼睛保护的的关键因素。他表示,在户外时,孩子们更多地远眺,而不是近距离看东西,这也能预防近视发生。他说,光线并不是唯一因素,把这种保护作用归功于光线过于简单粗暴。
不过,动物实验倒是支持“光线具有保护视力的作用”这一理论。这一理论首先在小鸡模型上得到验证(小鸡是研究视力的常用实验对象)。在控制生活环境、只改变光照强度的条件下,给小鸡戴上会改变传入图像分辨率和对比度的护目镜,能够诱导近视的发生。在2009年,图宾根大学眼科研究所的里甘·阿什比(Regan Ashby)、阿尔内·奥伦多夫(Arne Ohlendorf)和弗兰克·舍费尔(Frank Schaeffel)指出,与对照组相比,处于与户外光线条件一致的高光照水平下的鸡,发生近视的概率减小了60%。而其他研究表明,树鼯和恒河猴中也存在类似的结果。
数据来源:伊恩.摩根(Ian Morgan),澳大利亚国立大学
论也在小鸡模型上得到验证。2010年,阿什比和舍费尔发现,向小鸡眼中注入多巴胺抑制剂螺环哌丁苯后,光线对视力的保护作用消失但科学家仍需深入研究亮光保护视力的机制。主流的假设是光线刺激视网膜中多巴胺的释放,而多巴胺反过来阻止眼球在发育阶段被拉长。这一理了。
视网膜通常按照昼夜节律来产生多巴胺,白天释放量较多,促进眼球从视杆细胞主导的夜间视觉切换到视锥细胞主导的明视觉。研究者推测,在昏暗的(通常是室内)光照下,多巴胺的分泌周期会被扰乱,从而影响到眼球发育。现在在堪培拉大学工作的阿什比说,“如果我们的视觉系统不受昼夜节律调节,视觉发育就会受影响,最后可能导致近视。”
拒绝宅=预防近视
基于流行病学研究,澳大利亚国立大学的伊恩·摩根(Ian Morgan)估计,孩子们需要每天在至少10000勒克斯的光照下待约3个小时才能避免近视。10000勒克斯的光照强度,相当于晴朗夏日时,一个人戴着墨镜站在树荫下接收到的光照亮度(阴天光照不到10000勒克斯,而照明良好的办公室或教室光线强度往往不到500勒克斯)。在澳大利亚,每个孩子平均每天都有3个小时及以上的时间呆在户外。这也是为什么澳大利亚17岁人群中只有30%是近视。但在美国、欧洲和东亚等很多国家,孩子们通常只有一两个小时呆在户外。
“我们当时调查了孩子们的户外运动时间,真是幸运的巧合。”
2009年,摩根开始研究,增加户外时间能否帮助保护中国儿童的视力。他带领着中山眼科中心的研究团队进行了一项为时三年的试验:在广州随机选取6所学校,让其中六七岁的孩子每天放学前上一节40分钟的户外课;在另外6所学校中,孩子们的课程表不做变化,作为对照。实验组(也就是参加户外活动)的900多名孩子中,9-10岁开始近视的比例是30%,而在对照组,这一数字是40%。摩根正在准备发表这项研究成果。
另一个案例更加直接地证明了户外运动对视力的保护效果。台湾南部的一所学校里,老师应要求,让孩子们在休息时间里(每天总共80分钟)呆在室外。一年以后,这些孩子里,只有8%被诊断为近视,而附近一所学校的近视率则达到了18%。
这些研究结果让摩根深受鼓励,他想进一步将研究成果推广到应用上,降低近视发病率。他说,“虽然我们从理论上证明了,增加户外活动时间能保护视力,但问题是,我们该如何将这项实践推广到学校。”很多学校并不能灵活地增加孩子们的户外活动时间。因此去年,他和康登合作,开始试着在玻璃教室里给学生上课,提高室内光线强度。康登表示,玻璃教室的想法在中国可行性非常高。
罗斯指出,增加户外活动时间“必须通过学校强制执行,让家长们自愿这么做非常困难”。邵香梅和她的同事们在为时九个月的试点研究中深深体会到了这一点。他们在新加坡开展了向家长们普及“户外时间对预防近视很重要”知识的活动。他们为家长们提供了计步器,组织了周末家庭户外活动,如果家长们够配合,他们甚至提供现金奖励。但在试验的最后,这些家长们并没有增加孩子们的户外活动时间。
在一些地方,充足的户外光照难以实现:要么白天本来就短,要么太阳太猛,要么户外实在太冷。动物实验表明,室内的强照明也能起到类似的保护效果。例如,目前市面上出售的用于治疗季节性情绪障碍的光箱能够提供高达10,000勒克斯的照明。但光箱是否有效预防近视仍待研究。
与此同时,研究者们也在研究如何防止近视者度数加深。桑卡里杜格和她的同事们已经研发出了一种能将远处景象汇聚到整个视野的眼镜,传统的眼镜只把图像汇聚到视野中心。这种转变能够防止眼轴进一步拉长。其他研究组表明含有阿托品(一种神经递质阻滞剂)的夜间滴眼液也能帮助控制近视恶化,但机制不明确。桑卡里杜格说,“我们想多管齐下,对抗近视。”
不过,让儿童在户外玩耍远比眼药水和灯箱有吸引力,因为户外活动益处多多。“户外活动能增加运动量,既能预防肥胖,又能改善情绪。”罗斯说,“户外运动好处这么多,还免费,家长们何乐而不为呢?”
一百多年以前,著名的英国眼外科医生亨利·爱德华·朱勒(Henry Edward Juler)就提出了类似的建议。1904年,他在《眼科学与实践手册》(A Handbook of Ophthalmic Science and Practice)中写道,“如果病人已患近视,不如让病人换个环境――出海旅行就是不错的选择。”正如怀尔索耶所说,“我们花了一百年来证明古老的观点。”
资料来源 Nature
责任编辑 粒 灰
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《中国学校卫生》2015 年3 月,刊发了一篇以北京小学生为研究对象的文章,《延长户外活动时间对小学生近视预防效果评价》,呼应了本文提出的观点:户外活动越多,患近视几率越低。以下是该文的摘要。
目的
探讨延长户外活动时间对小学生近视预防效果,为小学生近视预防提供干预措施。
方法
选取北京市延长户外活动时间为干预措施的295 名小学生为干预组,未选择任何干预措施的311 名小学生为对照组,进行为期6个月的视力干预。以非散瞳状态下电脑验光检查的屈光度作为近视的诊断依据。干预6 个月后,与对照组相比,延长户外活动时间组小学生患近视眼的比值较小; 按照性别分层后分析显示,男生延长户外活动时间更有利于视力的保护。
结论
延长户外活动时间干预措施,在一定程度上可保护小学生(尤其男生)视力,延缓近视眼的进展。