科普吧 关注:23,112贴子:97,595

回复:生命中的控制现象

只看楼主收藏回复

既然确认眼睛发育中存在某个选择性机制,请允许我暂且称之为调节机制,那么我们应该先大致了解一下眼睛发育中发生了什么。
眼睛屈光度是一个单纯的几何光学概念,因此由它定义的近视远视还有正视,也都是关于眼睛的几何光学方面的概念,我们可以仅仅从几何光学角度来了解眼睛的发育。
按照几何原理,按比例放大不会影响到图形的所有角度关系,而所有尺寸会以同样比例增加,这就是相似形原理。
这就意味着,如果眼睛各部分的相对尺寸关系不变,形状不变,以等比例的方式生长的话,那么眼睛屈光度不会变化,正视眼长大后仍然是正视眼,近视眼长大后仍然是近视眼。
就好比一张眼睛的剖面图,如果光路分析表明平行光线进入后能够准确聚焦在视网膜上的话,那么这个图放大一倍后仍然没问题。
我们就可以从这个关系入手,看看眼睛发育中,什么尺寸关系发生了变化,什么结构的形状发生了变化。


40楼2016-01-23 20:34
回复
    眼球的形状在发育中有没有普遍性的变化,我没有找到依据,先假设在发育过程中眼球形状变化不大,基本属于等比例生长。那么,从相对形状看,眼球发育没有向近视或者远视方向的贡献。
    角膜在新生儿的眼球那里是基本与眼球本身曲率差不多的,但成年人的角膜有明显凸起,曲率大于眼球表面曲率,因此,角膜在发育中有向近视方向的贡献。
    晶状体在婴儿那里比较圆,像一个小豆豆,而成年人的晶状体要扁平很多,前后表面的曲率都相对降低,尤其是前壁曲率,下降明显,因此,发育中晶状体的形状变化,会形成向远视方向的贡献。
    四个因素,从相对关系角度分析,一个比较中性,一个倾向于近视方向,两个倾向于远视方向。
    能不能抵消?先不忙做结论。


    41楼2016-01-23 20:35
    回复
      有研究表明,人群中屈光度的平均值在新生儿那里大约+250°,到了7岁左右,达到+350°左右,之后慢慢下降,到25岁平均为+100°上下,最后在三四十岁之间达到最低,+75°左右,之后因为老年化而有所回升。
      这个结果暗示我们,晶状体被拉扁的过程,可能是发育中首先发生的事情,它导致了发育初期人群整体向远视方向变化。
      眼球尺寸的发育相当快,到三岁时就完成了一大半,眼轴平均长度从16mm增加到23mm,之后增长缓慢,成年时平均24mm。
      只需要假设晶状体悬韧带的尺寸增长赶不上趟,就可以理解晶状体被拉扁的情况会率先快速发生,并且导致发育初期向远视方向变化。
      因为眼球生长时,悬韧带外端的环形直径增加了,如果悬韧带长度不按比例增加,那么内环连接的晶状体正面直径不仅要增加,而且必然比眼球直径的增加比例更大,于是就被拉扁了。
      这只是猜测,没有证据,但却是一个可能性不小的猜测。而且即使猜错了,只要存在一个向着远视方向起作用的机制,也不影响分析。


      42楼2016-01-23 20:36
      回复
        这不是调节机制,而是一个自然的发育过程,它没有选择性。
        但它却为我寻找的调节机制解决了一个大问题:选择性调节机制不再需要双向作用了,它只要选择性的把远视眼向近视方向发育,从近视向远视发育的需要,由这个没有选择性的自然发育实现,就一样可以达到效果。
        这要比考虑一个双向调节的机制容易实现多了,因为那样不仅要有双向作用的执行环节,而且要有双向作用的反馈信号,难度高高。
        这样想想:存在一个向远视方向拉的自然发育趋势,初期改变非常迅猛,慢慢减速,最后在大约十四五岁左右完全停止作用(眼球大小差不多这个时候定型)。
        还存在一个向近视方向拉的负反馈调节机制,选择性的把远视眼往近视方向拉,远视程度越明显,拉得越厉害,对正视眼和近视眼,这个机制都不起作用。


        43楼2016-01-23 20:37
        回复
          但这个机制相对比较稳定一些,初期没有那么迅猛,后期的作用减缓也没有那么明显,而且持续时间比较长,成年以后还遗留一些作用。
          会发生什么?
          我们可以根据这个假设,对新生儿屈光度分布曲线图中的各种情况分别分析在两个机制的联合作用之下,会怎么变化,那么这种变化就会预测出不同年龄阶段的人群的屈光度分布概率。
          这个预测首先必须符合成年之后的统计,也就是那个应征青年的屈光度分布,我之所以强调这个分布,是因为这个分布应该很少受到应试教育下孩子们过度用眼的干扰,比较方便分析。
          然后,这个预测能够针对各个年龄段的人群的屈光度分布,它至少应该在原则上与眼科方面的统计结果一致。
          如果这两点都做到了,那么它就初步得到验证,我们就可以进一步预测其他情况了,比如在长时间近距离用眼的人群中,屈光度可能有什么样的分布。


          44楼2016-01-23 20:38
          回复
            在我国近视眼高发的情况表明,至少有一部份人的近视眼不是必然发生的,那么,如果这个联合作用的机制属实,就应该能够从中得到启示,怎样更好的预防近视眼,甚至在一定程度上治疗近视眼。其实你直接可以从上面的猜测看出,治疗已经发生的近视眼,前提是那个拉向远视的作用机制还能够起作用,也就是年龄还不大,否则就没有办法。因为另一个机制只负责往近视方向拉,你可以利用它的选择性,想办法让它不起作用,但无法反方向拉,以治疗已经发生的近视。
            这个假设在具体机制上不一定能够证伪,但在表现上却是可以证伪的,因为按照这个假设做出的各个年龄段的屈光度分布,是可以和实际统计数据比较的。因此这是一个典型的黑箱方法:针对机制的功能进行分析,而不能解决机制的实际的物理或者生理作用。


            45楼2016-01-23 20:39
            回复
              按照前面的假设,我们来做一个假想数据图,探索在假设的两个机制联合作用下,人群中屈光度的分布会怎样变化,看看能不能被眼科医学中已知的证据支持。


              46楼2016-01-25 13:21
              回复
                从图中看出,整个曲线大致分四个区域:先天近视-400度以上的区域,单纯受到自然发育机制3,屈光度向远视方向变化,变化幅度大约为+450°,这一组人成年后仍然是近视,程度取决于先天近视程度,也就是说,这一组人的屈光度是由遗传决定的。
                先+700以上远视的区域,则两个机制火力全开,最终导致向近视方向的净拉动,变化幅度大约为-550°,这一组人成年后仍然远视,程度取决于先天远视程度,屈光度也是遗传在决定。
                先天近视-400°到远视+400°这个区域,选择性机制既不像较高近视那样基本不起作用,也不像高度远视那样火力全开,而是选择性的起作用,于是在两个机制的联合作用下,最终全部集中在大约+25°到+100这个基本属于正视眼的范围。这一组人的屈光度变化各不相同,最终结果一致,而能不能成为正视眼,取决于先天屈光度范围,可以说仍然是由遗传决定的。


                48楼2016-01-25 13:23
                回复
                  先天+400°到+600°这个范围的人,选择性机制也是有选择的在起作用,但已经接近极限,所以选择性不足,不能完全集中到正视眼的范围,而是遗留下轻度远视,大约在+100°到+200°范围,这种强度远视眼也是因为先天屈光度落到了一定范围,可以说仍然是遗传决定的。
                  所以,在自然情况下,也就是在长时间近距离用眼这个学校教育造成的情况不怎么明显的情况下,认为屈光度基本上是遗传决定的这个观点,不能算是错的。
                  但在学校教育情况下,尤其是我国这种让学生用时间把成绩堆出来的应试教育情况下,一些在自然情况下本来应该成为正视眼的人却成了近视眼,本来被自然发育机制大幅度降低了近视程度的人,近视程度又长回去了。
                  眼科医学界把这种情况称为‘学校性近视’,并且明确认为,学校性近视与遗传关系不大。


                  49楼2016-01-25 13:24
                  回复
                    其实仍然有关系,看看我下面的图就知道了:


                    50楼2016-01-25 13:25
                    回复
                      这张图里,我对两个机制的量化假设没有改变,唯一改变的只是假设需要的调节力度不一样了。
                      即使在自然情况下,一个正视眼在日常用眼时,也需要调节。比如在手上干活的时候,你得看着吧?这个时候的用眼距离差不多40~50厘米,需要的调节力大约是-200°到250°。但自然条件下人们不可能整天做这样的活,多数时候在室外活动,只要视距大于5米,就可以当作无穷远对待,所以,平均下来,我假设自然情况下需要的平均调节力大约是-75°。
                      在学校里,看书写字时,标准姿势下需要-300°的调节力,而实际上很多孩子做不到标准姿势,阅读距离可能在25~30厘米左右,这时正视眼需要的调节力大约是-350°~400°,我假设小学一开始时学生的平均调节力为-200°,比自然情况下多125°,而到了高中毕业时,升学压力导致近距离用眼时间大幅度增加,所以假设平均调节力为-300°,也就是大部分时间都在近距离用眼,比自然情况下多出225°。注意,所有这些调节力数值都是以0°正视眼为基准的。
                      我是假设从7岁开始,需要的调节力从比自然情况下多125°,一直到18岁时比自然情况多225°,其间连续递增,这样来做出上图的,并且没有考虑部分孩子佩戴眼镜后,因为佩戴眼镜的方法不对,而加深近视的可能情况。


                      51楼2016-01-25 13:26
                      回复
                        从图中看出,先天+700°以上的远视眼,基本不受影响,这是因为拉向近视方向的选择性机制已经火力全开,没有余力了,这部分人群成年后差不多有+150°以上的远视,可以说是完全由遗传决定的。
                        先天+400°到+700°的远视眼,受到一定的影响,向近视方向拉动更明显一些,但仍然在远视或者正视范围。也就是说,先天+400度以上远视的孩子,即使在学校环境下,也基本没有近视可能,这部分人在人群中大约占15%的比例。
                        其余的人,都会出现一定程度的近视,比较集中的区域是-150°近视左右,这个预测比实际情况好,原因已经说了,我没有考虑佩戴近视眼镜的方法不当这个因素。
                        此外,本来就是近视眼的人群,我是假设在入学时已经配了度数足够的近视眼镜,并且一直戴着,那么他们需要的调节力就和正视眼一样了,因此入学后的屈光度变化规律,也和正视眼一致,呈现一簇平行曲线。但实际情况也要比图中的预测差,原因是随着近视加深,会去配更深度数的眼镜,也会导致进一步加深近视度数。


                        52楼2016-01-25 13:28
                        回复
                          在我的图中,先天+400°远视的孩子,四岁半时大约+250°,6岁时大约+200°,只要超过这个远视度数,基本可以预测成年后会是远视眼,这个预测和眼科屈光学里的预测一致。
                          而先天+300°的孩子,在学校环境下,成年后会有不到-50°的轻微近视,基本不影响什么,可以视为正视眼。在我的图中,这个先天屈光度的曲线在四岁半时大约+210°,6岁时大约+170°,这是预测学校环境下可能得近视眼的依据,低于这个度数的孩子,成年后就可能得近视眼,而眼科屈光学给出的数据也基本是这样的,四岁半时在+160~200之间,6岁时在+210~250间的孩子,将来是正视眼的可能性最大。
                          就是说,从我的图中给出的预测,与眼科屈光学的研究基本一致。


                          53楼2016-01-25 19:02
                          回复
                            巧合吗?不是,我在做量化假设时,是考虑了这些因素的。也可以这么说,我这两个图形,是凑出来的,有意尽可能和书中提供的方方面面的说法一致。
                            但仅仅假设两个机制的量化规律,就能够根据新生儿的屈光度分布情况,在青年时的屈光度分布、人群平均屈光度变化规律、学龄前的屈光度对将来的预测数据等等多个方面都‘恰好’符合,这难道不能够说明点什么吗?
                            我觉得,我的这两个量化假设,已经具有假说的效力,也就是已经基本上解释了已经发现的诸多现象。至于验证这个假说,就不是我自己力所能及的事情了,我不是眼科医生,更不是这方面的研究人员,没有条件去进行验证。
                            接下来我打算做的事情,一是猜测一下这两个机制为什么会是这样的变化规律,二是根据这个假说模型,提出一些改善‘学校性近视“的合理化建议,至于有没有人会采用,那就不是我能够决定的了。


                            54楼2016-01-25 19:03
                            回复
                              达尔文的进化论。


                              55楼2018-11-03 15:29
                              回复