在眼科医学与视觉科学的前沿领域,上海纽约大学凭借其独特的化科研平台,汇聚了一批学者,推动着人类视觉健康研究的边界。其中,神经科学家吕忠林教授作为华东师范大学-纽约大学脑与认知科学联合研究中心的联合主任,以物理学、认知科学和人工智能的跨学科融合,引领了视觉诊断技术的颠覆性创新。他的团队开发的qVFM视野图检测方法,正重新定义青光眼、白内障等致盲性眼病的早期诊断标准。
视觉诊断技术突破
传统视野仪(SAP)作为临床视野检测的“金标准”,存在显著局限性。在一项眼部高血压研究中,85.9的重复测量结果出现矛盾,其误差如同“以分米级刻度尺测量毫米级物体”,难以捕捉早期病变。吕忠林团队提出的qVFM方法,通过贝叶斯主动学习算法构建三层模块:全局模块以倾斜椭球抛物面函数模拟视野整体形态,局部模块精细化视网膜分区功能检测,转换模块动态优化流程。这一设计使检测效率提升一倍,精度跃升两个数量级。
该技术已通过计算机模拟与心理物理学实验验证。实验中,受试者对100个视网膜位点的光刺激响应被实时分析,算法动态优化下一次刺激的强度与位置。这种自适应学习机制,使qVFM在微小视野缺损的捕捉上远超传统方法,为青光眼等疾病的超早期干预提供了可能。
跨学科研究模式
吕忠林团队的突破源于其独特的学术背景融合。他早年师从诺贝尔奖提名学者George Sperling,在纽约大学获物理学博士,随后转向视觉认知机制研究。这种“物理-神经-临床”的三维知识体系,使其能突破学科壁垒。例如,他将物理学中的信号检测理论应用于视觉神经系统,开发出“外部噪声分离法”,量化了人类视觉注意力调控的内部机制。
团队的核心竞争力在于计算模型与临床需求的深度耦合。例如,在对比敏感度研究中,他们结合驾驶场景的动态视觉需求,构建“功能性视野图”评估模型。这种以真实生活场景为导向的研究理念,推动团队与Adaptive Sensory Technology公司合作,开发基于人工智能的视功能测量工具,实现从实验室到临床的快速转化。
全球科研协作网络
上海纽约大学的全球体系为眼科研究提供了独特资源。吕忠林同时担任纽约大学全球特聘教授,其团队与哈佛医学院麻省眼耳医院、哥伦比亚大学眼科研究所建立联合实验室,在神经影像学与基因治疗领域展开合作。例如,香港大学眼科学系的ANGI(高级神经青光眼成像网络)计划中,上海纽约大学作为亚洲枢纽,与斯坦福大学、伦敦大学学院等机构共同推动青光眼OCT诊断标准的化。
这种协作延伸至产业转化层面。团队与日本制药企业Santen合作开展亚洲多中心青光眼风险研究,并与中国生物科技公司Arctic Vision联合开发基于microRNA的神经保护性基因疗法。2025年,团队计划在第11届世界青光眼大会(WGC 2025)发布跨种族青光眼早期预警模型。
临床转化应用前景
当前团队正推进qVFM的临床适配性升级。针对传统按键响应方式对老年患者的操作障碍,他们开发眼动追踪反馈系统,患者仅需移动注视方向即可完成测试。在上海市东方医院南院开展的临床试验中,系统已应用于糖尿病视网膜病变患者的对比敏感度评估,初步数据显示其视力衰退的准确率达92。
技术的商业转化也在加速。qVFM已申请PCT专利,并计划整合至便携式眼底筛查设备。未来该技术可下沉至社区医院,解决中国基层医疗中眼科专科资源短缺问题。吕忠林指出:“精准医疗的核心是让技术普惠化。我们目标是将高端诊断工具的成本降低至传统设备的1/5”。
未来研究新方向
团队计划突破单一光敏度检测局限,构建多模态视觉功能图谱。2024年启动的“动态视觉与驾驶安全”项目,通过模拟驾驶舱与眼动追踪技术,研究视野缺损与交通事故风险的量化关系。初步发现,周边视野损失20可使变道反应延迟0.8秒——这一数据已提交至交通管理部门,推动修订驾驶员视力标准。
在基础研究层面,团队正探索视觉-认知交叉机制。通过fMRI技术,他们发现前额叶皮层在视觉决策中的调控作用,这为阿尔茨海默病患者的视觉空间障碍提供了新解释。下一步将与纽约大学心理学系合作,开发基于视觉任务的认知衰退早期筛查工具。
重塑眼健康的全球使命
上海纽约大学的眼科研究,体现了基础科学创新-技术转化-全球协作的三维突破。吕忠林团队开发的qVFM技术不仅重新定义了视野检测的精度标准,更通过跨学科融合推动了视觉科学的范式变革。其成果背后,是纽约大学全球体系中“无边界实验室”的支撑——从上海浦东的实验室到纽约的临床中心,从东京的学术会议到柏林的工程合作,资源与智慧的流动正加速解决人类共同的眼健康挑战。
未来,随着基因治疗、类脑计算等技术的融入,视觉研究将从“疾病干预”迈向“功能增强”。正如吕忠林所言:“当我们用毫米级的尺子丈量视觉世界时,看到的不仅是疾病的痕迹,更是人类感知边界的无限可能。” 这一愿景的实践,需要政策制定者、医疗体系与产业资本的共同响应——建立区域性眼健康数据中心,推动筛查技术纳入公共卫生体系,方能让科学突破真正照亮每一个黑暗的角落。