撰文 埃利·多尔金（Elie Dolgin）  

埃利·多尔金是马萨诸塞州萨默维尔市的科学作家。

翻译 赵瑾

如今，世界各地的近视发病率都在大幅上升。60年前，中国人口中近视率大约为10~20%。但现在青少年近视率高达90%。在韩国首尔，19岁的男性青少年近视率甚至高达96.5%。美国和欧洲也有将近一半的年轻人患有近视，与半个世纪前的近视人口相比增长了一倍。科学家预计，到2020年左右，全世界可能将有大约三分之一的人口（即25亿）会有近视问题。

虽然眼镜、隐形眼镜和手术能够帮助人们改善近视，但并不能解决根本的问题。近视是因为眼球的形状发生改变，导致晶状体在聚焦远处物体反射的光线时无法正确聚焦在视网膜的前方引起的。近视不仅会给人们的生活带来不便，在一些严重的近视病例中，也有患者因眼球变形导致眼睛内部结构被拉长变薄，从而增加视网膜脱落、白内障、青光眼甚至失明的风险。正在上学的少年儿童的眼球仍在成长期，因此更易患上近视。在东亚，二十岁左右的青年中大约有五分之一的人患有严重近视，其中一半人将出现不可逆转的视力损失。

危急的现状促使越来越多的研究人员开始关注近视的成因。现在，科学家们正在逐步接近近视形成背后的真相。他们对“近视是书呆子病”的旧观念提出了质疑，并认为待在室内的时间过长，会使儿童更容易罹患近视。

什么让视力发生改变

多年来，“近视在很大程度上取决于基因”是一种科学共识。20世纪60年代的研究发现，与异卵双胞胎相比，同时罹患近视的几率在基因相同的同卵双胞胎中更高，这显示近视的易感性在很大程度上受到DNA的影响。目前，基因研究已经发现在基因组中有超过100个区域与近视相关。

但基因显然不是造成近视的唯一原因。1969年，对阿拉斯加北部因纽特人生活方式变化的研究就是案例之一。在与世隔绝的社群中成长的131名成人里，只有2人患有近视，但是随着生活方式的改变，他们的儿孙中却有超过一半的人患有近视。基因突变的过程十分缓慢，无法对这种快速的变化甚至世界各地激增的近视发病率作出解释。

400多年前，德国天文学家、光学专家约翰内斯·开普勒就将他的近视归咎于繁重的研究工作。此后，这个观念深深扎根在人们心里。19世纪的一些顶尖眼科医生也给了当时的学生一些建议，让他们在看书时使用头垫，以防止离书本太近。逐渐上升的近视率也反映出，各地儿童会花更多时间进行阅读、学习或使用电脑和智能手机。在东亚国家，这种情况尤为明显，因为这些国家的家长更看重学习成绩，会严格要求儿童花更多时间在学习上。

虽然这个观点看似很有说服力，但却站不住脚。

在本世纪初，研究人员开始对一些特定的行为如每周阅读书籍的数量、阅读的时间以及使用电脑的时间等进行观察研究，试图发现其中是否有增加近视风险的主要诱因。2007年，美国研究团队对美国加利福尼亚州500多个8至9岁并且视力正常的儿童进行了一项追踪调查研究。在对这些孩子的日常生活情况及他们的室内与室外活动的情况进行了五年调查后，他们发现这些儿童中有五分之一患上了近视，而唯一与近视风险明显相关的环境因素就是室外活动的时间。一年之后，一项澳大利亚的研究也得出了相同的结论。

研究人员发现，这些儿童无论是在室外运动、野餐或只是在沙滩上读书，只要他们在室外待的时间越长，患上近视的几率就会越低。此外，在室外待的时间较长并不意味着他们减少了读书、使用电脑或近距离工作的时间。研究人员由此得出，近距离工作可能会对视力造成一定的影响，但眼睛接触亮光的时间才是最重要的因素。

保护眼睛的光照

一些研究者认为，支持这一观点需要找到更有力的数据支持。绝大多数的流行病学研究都是通过调查问卷来估算儿童的室外活动时间。为了更谨慎地对待这些数据，研究者利用可穿戴式光敏传感器进行了一项小规模的试点研究，发现人们的估计值通常与他们真正在室外接受光照的时间不符。另一些研究者则认为，光线并非唯一的影响因素，用它来解释近视的成因只是将复杂的过程过度简单化。

但动物实验的结果却支持了光照可以保护视力的假设。研究者在家鸡身上首次证实了这个观点。家鸡是视力研究中常用的模式动物。2009年，德国研究团队发现，与在一般室内光照条件下饲养的家鸡相比，在高照度（与室外光照强度相当）条件下饲养的家鸡所产生的试验诱发近视的速率要慢60%。其它地方的研究人员在鼩鼱和猕猴的动物实验中也发现了类似的现象。

然而科学家真正需要的是一个作用机理：明亮的光线到底是怎样预防近视的？目前，主流的假说认为亮光刺激了视网膜中多巴胺的释放，而这种神经递质在眼球的发育中能够阻止眼球变长。支持这个“光照－多巴胺”假说的证据也来自家鸡实验。研究者对家鸡的眼睛注射一种叫做螺环哌啶酮的多巴胺抑制剂，以抵消亮光对眼睛的保护作用，验证该假说。

视网膜中多巴胺的分泌一般存在一个昼夜节律：即分泌量在白天增加，使眼睛从视杆细胞主导的夜视模式切换为视锥细胞主导的白昼模式。现在，研究人员怀疑在昏暗的光线（室内的光线）下，这个昼夜节律会被打乱，从而影响眼睛的生长。

缓解视力变差

根据流行病学的研究，近视研究员估计儿童每天需要在至少1万勒克斯的光照强度下待3个小时左右，才能预防近视。这大概是在晴朗的夏天里，在树荫下带着墨镜的光照强度。阴天的光照强度低于1万勒克斯，而照明良好的办公室或教室的光照强度一般不超过500勒克斯。

研究人员已经开始测试增加户外活动时间是否有助于保护中国儿童的视力，并且取得了积极的研究结论。现在，人们已经从原理上证明了增加儿童的户外活动时间的确有预防近视的效果。现在的问题是，我们应该采取怎样的实际措施使预防工作的效果更加明显。研究人员意识到许多学校并不能灵活地增加户外活动的时间，于是他们开始试验在玻璃建造的教室中给学生授课，让更多的自然光照进教室。

在有些地方，日照时间过短、阳光过强或天气过于寒冷等自然因素会导致儿童无法获得充足的室外光照。对此，动物研究显示高强度的室内光线也能发挥作用。例如目前市场上售卖的用于治疗季节性情绪失调的灯箱能够提供高达1万勒克斯的照明，但是这些灯箱对于近视的影响还没有在人体上得到广泛的认证。

与此同时，研究人员已经着手于研究防止近视恶化的方法。科学家研发了一种特殊的眼镜和隐形眼镜，通过聚焦整个视野中来自远处影像的光（而不像一般眼镜那样只聚焦视野中心的光）来改变眼睛的生长。其它研究小组已证实，每晚使用含有神经递质阻断剂（阿托品）的眼药水也有助于控制近视程度的加深，只是其作用机理还有待发现。

不过目前看来，眼药水和灯箱的效果都不如让孩子去户外活动理想。因为户外活动除了对眼睛有益之外，还能增强儿童的体育锻炼，从而降低肥胖率，并有助于改善自身情绪。

本文由《环球科学》（《科学美国人》中文版）供稿，编者有删改。

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