مؤشر التعقيد الاضطرابي

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي لتقنية التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) وتخطيط كهربية الدماغ (EEG) المدمجة. لحساب مؤشر تعقيد الاضطراب (PCI)، يتم تسجيل نشاط الدماغ قبل وبعد نبضة TMS لتقييم استجابة الدماغ للاضطراب. مقتبس من تشودري وآخرون، eLife ، 2023.

مؤشر التعقيد الاضطرابي ( PCI ) هو مقياس كمي يُستخدم في علم الأعصاب لتقييم مستوى الوعي بناءً على مدى تعقيد استجابات الدماغ للاضطرابات الخارجية، والتي تُحفز عادةً عن طريق التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS). وقد طُوّر هذا المؤشر في عام 2013 من قِبل الطبيب الإيطالي الحاصل على درجة الدكتوراه مارسيلو ماسيميني وزملاؤه كتطبيق عملي لمبادئ نظرية المعلومات المتكاملة (IIT)، التي تفترض أن الأنظمة الواعية يجب أن تُظهر تكاملاً وتمايزاً عاليين للمعلومات. [ 1 ]

مفهوم

يقيس مؤشر تعقيد الاستجابة الدماغية (PCI) مدى تعقيد استجابة الدماغ لاضطراب مُتحكم به. في البروتوكول النموذجي، يُستخدم نموذج مُدمج للتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) وتخطيط كهربية الدماغ ( EEG) [ 2 ] . تُرسل نبضة TMS قصيرة إلى القشرة الدماغية ، ويُسجل النشاط الكهربائي الناتج باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG). ثم تُحوّل استجابة EEG المكانية والزمانية المُسجلة إلى بيانات ثنائية وتُضغط باستخدام خوارزمية غير فاقدة للبيانات لتقدير تعقيدها الخوارزمي. تُعاد معايرة قيمة PCI للتحكم في طول الإشارة وسعتها .

يُعرَّف PCI رسميًا بأنه تعقيد Lempel-Ziv المعياري لاستجابة تخطيط كهربية الدماغ الثنائية:

PCI=ج(S)شمال{\displaystyle {\text{PCI}}={\frac {C(S)}{N}}}،

أين،S{\displaystyle S}هي المصفوفة المكانية والزمانية لاستجابات تخطيط كهربية الدماغ للتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة،ج(S){\displaystyle C(S)}يشير إلى تعقيدها وفقًا لمعيار ليمبل-زيف، وشمال{\displaystyle N}هو ثابت تطبيع (عادةً ما يكون طول التسلسل). يجسد هذا التعبير الرسمي كلاً من التكامل (التنشيط الموزع) والتمايز (التنوع المنظم) للاستجابات القشرية.

تشير قيم مؤشر PCI المرتفعة إلى استجابات غنية ومتنوعة، مما يوحي بحالات الوعي. أما قيم PCI المنخفضة فتعكس استجابات نمطية أو متزامنة بشكل عام، والتي ترتبط عادةً بحالات فقدان الوعي مثل النوم العميق ، [ 3 ] أو التخدير العام ، [ 4 ] أو الغيبوبة . [ 5 ]

التطبيقات السريرية والعلمية

تم استخدام مؤشر PCI للتمييز الموضوعي بين حالات الوعي المختلفة، بما في ذلك:

يُعدّ استخدامه السريري الأبرز في تشخيص وتوقع مسار اضطرابات الوعي ، حيث قد تكون التقييمات السلوكية غير موثوقة. [ 6 ]

العلاقة بنظرية المعلومات المتكاملة

على الرغم من أن مؤشر PCI مستوحى من نظرية التكامل المعلوماتي (IIT )، إلا أنه ليس مقياسًا مباشرًا للكمية الرسمية Φ (phi) في نظرية التكامل المعلوماتي. بل يُعتبر مؤشرًا بديلًا يجسد تجريبيًا مبادئ تكامل المعلومات وتمييزها باستخدام بيانات دماغية متاحة تجريبيًا.

المتغيرات والتطورات

تم اقتراح العديد من التعديلات على التدخل التاجي عن طريق الجلد، بما في ذلك:

  • PCI st (انتقال الحالة) – نسخة مبسطة تعتمد على تحليل انتقال الحالة بدلاً من ضغط ليمبل-زيف الكامل. يوفر PCI st قدرة تشخيصية وتنبؤية مماثلة في اضطرابات الوعي مع كونه أسرع بكثير في الحساب. [ 7 ]
  • دراسة إقليمية حول التداخل بين الفصين الدماغي (PCI) - اختبرت دراسة أولية نُشرت عام 2020 من قِبل كولفيلد وآخرون موثوقية التداخل بين الفصين الدماغي (PCI) عبر ثلاثة أهداف قشرية ( الحركية الأمامية ، والحركية ، والجدارية ) باستخدام التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة وتخطيط كهربية الدماغ (TMS-EEG)، ووجدت أن التحفيز الحركي والجداري يوفران أعلى موثوقية داخل الفرد الواحد، مما يوصي بالحصول على بيانات من مواقع متعددة مع التركيز على منطقة محددة. [ 8 ]

محاكاة الدماغ الكامل

تتضمن بعض عمليات محاكاة التدخل التاجي عن طريق الجلد ما يلي:

  • انخفاض في التدخل التاجي عن طريق الجلد تحت التخدير العام والنوم العميق. [ 9 ]

القيود

تتضمن بعض قيود PCI ما يلي:

  • الحاجة إلى معدات TMS-EEG والخبرة الفنية
  • الحساسية لخطوات المعالجة المسبقة والتحويل إلى ثنائي
  • ركز على مستوى الوعي، وليس على محتواه.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ كاسالي، أ.ج.؛ جوسيري، أ.؛ روزانوفا، م. (2013). "مؤشر قائم على النظرية للوعي مستقل عن المعالجة الحسية والسلوك". مجلة ساينس ترانسليشنال ميديسين . 5 (198): 198ra105. doi : 10.1126/scitranslmed.3006294 . hdl : 2268/171542 . PMID 23946194 . 
  2. ↑ تشودري، ن. س.، تشيانغ، أ. ك. إ.، ميلارد، س. ك.، سكيبن، ب.، تشانغ، و. ج.، سيمينوفيتش، د. أ.، شابرون، س. م. (2023). "التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة وتخطيط كهربية الدماغ يكشفان عن تغيرات في استثارة القشرة الدماغية أثناء الألم." eLife 12:RP88567. https://doi.org/10.7554/eLife.88567
  3. ↑ ماسيميني، م.؛ فيراريلي، ف.؛ هوبر، ر.؛ إيسر، س.ك.؛ سينغ، هـ.؛ تونوني، ج. (2005). "انهيار الاتصال الفعال للقشرة الدماغية أثناء النوم". مجلة ساينس . 309 (5744): 2228-2232 . رمز Bibcode : 2005Sci...309.2228M . doi : 10.1126/science.1117256 . PMID 16195466 . 
  4. ↑ ساراسو، س؛ بولي، م؛ نابوليتاني، م؛ جوسيري، أ؛ شارلاند-فيرفيل، ف؛ كاساروتو، س؛ روزانوفا، م؛ كاسالي، أ.ج؛ لوريس، س؛ ماسيميني، م (2015). "الوعي والتعقيد أثناء فقدان الاستجابة الناجم عن البروبوفول والزينون والكيتامين". علم الأحياء الحالي . 25 (23): 3099-3105 . Bibcode : 2015CBio...25.3099S . doi : 10.1016/j.cub.2015.10.014 . hdl : 2434/354848 . PMID 26752078 . 
  5. ↑ روزانوفا، م؛ فيكيو، م؛ كاساروتو، س (2018). "فترات التوقف القشرية الشبيهة بالنوم تُعطّل السببية والتعقيد في دماغ مرضى متلازمة اليقظة غير المستجيبة" . نيتشر كوميونيكيشنز . 9 (1): 4427. Bibcode : 2018NatCo...9.4427R . doi : 10.1038/ s41467-018-06871-1 . PMC 6200777. PMID 30356042 .  
  6. ↑ كاساروتو، س؛ كوماندوتشي، أ؛ روزانوفا، م؛ ساراسو، س؛ فيكيو، م؛ نابوليتاني، م؛ بولي، م؛ جوسيري، أ؛ لوريس، س؛ تونوني، ج؛ ماسيميني، م (2016). "تصنيف المرضى غير المستجيبين باستخدام مؤشر مستقل مُثبت لتعقيد الدماغ" . حوليات علم الأعصاب . 80 (5): 718-729 . doi : 10.1002/ana.24779 . PMC 5132045. PMID 27717082 .  
  7. ↑ كومولاتي، ر؛ بيغوريني، أ؛ كاساروتو، س؛ فيكيو، م؛ فاريا، ج؛ ساراسو، س؛ روزانوفا، م؛ تونوني، ج؛ ماسيميني، م؛ أرينا، أ (2019). "طريقة سريعة وعامة لتقدير تعقيد استجابات الدماغ للتحفيز عبر الجمجمة وداخلها تجريبياً". تحفيز الدماغ . 12 (5): 1280-1289 . doi : 10.1016/j.brs.2019.05.013 . PMID 31133480 . 
  8. ↑ كولفيلد، ك.أ.؛ سافوكا، م.ت.؛ لوبيز، ج.و.؛ سامرز، ب.م.؛ لي، إكس.؛ فيكيو، م.؛ كاساروتو، س.؛ ماسيميني، م.؛ جورج، م.س. (2020). "تقييم موثوقية مؤشر التعقيد الاضطرابي (PCI) داخل وبين الأفراد لثلاث مناطق دماغية باستخدام TMS-EEG". bioRxiv 10.1101/2020.01.08.898775 . 
  9. ↑ ساشا، ماريا؛ تيسلر، فيديريكو؛ كوفري، رودريغو؛ ديستيكس، آلان (2025). "نهج حسابي لتقييم كيفية تأثير الآليات الجزيئية على نشاط الدماغ واسع النطاق" . مجلة نيتشر للعلوم الحاسوبية . 5 (5). مجموعة نيتشر للنشر، الولايات المتحدة الأمريكية ، نيويورك: 405-417 . doi : 10.1038/s43588-025-00796-8 . PMC 12119344. PMID 40437139 .