第八十七章 状态空间的裂痕
处理临床数据的感觉,与处理实验室数据截然不同。
安可儿面对mTBI-03的数据,感觉自己像个在暴风雨后的海滩上,试图从一片狼藉中辨认出特定足迹的侦探。足迹模糊、断裂、与其他痕迹混杂,还时不时被涌上的潮水(严重的信号噪声)抹去一部分。标准化的预处理流程在这里频频“卡壳”:这位年轻女性似乎会在任务中无意识地咬紧牙关,产生强烈的颞肌肌电伪迹,污染了大片脑电信号;她家中的环境光线变化导致瞳孔数据基线不规则漂移;甚至,数据记录中夹杂着几次突兀的停顿,事后注释表明是“孩子敲门询问作业”。
然而,正是这些“噪声”与“中断”,让安可儿感到一种沉甸甸的真实。这不是在屏蔽了一切干扰的安静实验室里,受试者全心投入的“纯净”认知过程;这是在生活持续流淌的背景中,一个努力想找回昔日清晰思维,却不断被自身局限和外界琐事打断的个体,所呈现的认知状态。数据里的每一次异常波动、每一次中断,都可能不仅是技术伪迹,更是其认知功能在真实世界挑战下挣扎的直接证据。
她花了整整三天,才勉强为mTBI-03清理出一段相对连续、可用于分析的任务数据。期间她多次想向钟原求助,但最终忍住了。她需要先自己理解这片“数据滩涂”的特性。她仔细标注了每一段被舍弃的数据及其原因(肌肉伪迹、设备断联、外部干扰),并记录了可疑但保留的片段。这份详尽的“数据病历”本身,就成了分析的一部分。
当相对“干净”的数据终于导入钟原提供的流形学习算法时,安可儿屏住了呼吸。算法运行了很久,期间她的电脑风扇发出不堪重负的嘶鸣。最终,二维投射图缓缓呈现。
与她之前观察到的模糊环状结构类似,但这次,在调整了算法中的“困惑度”参数以更好地捕捉局部结构后,图上显现出更清晰的细节:mTBI-03在简单任务状态下的数据点,聚集成了一个相对致密的云团,但云团的边界不像健康对照那样光滑,而是呈现出细微的“毛刺”状。而在高难度任务区块,数据点并没有像P-07那样沿着某个方向“冲刺”出去,而是从主云团中剥离出几个小的、离散的“卫星点”,这些点与主云团之间存在着明显的“空隙”,并且彼此之间也距离较远。
仿佛她的认知状态空间在高负荷下,不再是一个连续演变的整体,而是发生了内部解离——不同的认知子系统(比如注意力维持、冲突监控、工作记忆更新)的协调性出现断裂,各自漂移到了不同的“小岛”上。
这个意象让安可儿心头一凛。她立刻调出mTBI-03的行为数据。果然,在这些“卫星点”对应的时间段,她的反应时并未极度延长,但错误类型变得杂乱无章:有时是明显的疏忽(该反应没反应),有时是冲突解决错误(选择了干扰项),有时则是工作记忆内容混淆。这符合“解离”的假设——不是整体的“变慢”或“变差”,而是系统内部协调一致性的丧失。
她将初步分析结果,连同那份详细的“数据病历”和可视化图表,整理成一份简洁的报告,发给了纪屿深、秦岚和钟原。邮件里,她谨慎地提出了“认知状态空间结构完整性可能受损”的观察,并强调了数据质量问题和初步分析的诸多局限。
钟原的回复最先到达,是一段附加了批注的代码和几条问题:“1. 你剔除肌电伪迹的阈值是否一致适用于所有频段?颞肌活动可能对gamma有影响但对theta无影响。2. ‘卫星点’之间的‘空隙’,在原始高维空间中的距离是多少?是否显著大于主云团内部点之间的距离?需要做置换检验。3. 尝试用我新写的‘状态转移概率矩阵’代码,计算她不同‘小岛’(如果它们确实代表不同状态)之间相互跳转的概率和模式,与健康对照比较。”
问题犀利且切中要害。安可儿立刻着手检验。
秦岚的回复则带着临床的关切:“这个‘解离’模式非常有意思,也与一些mTBI患者描述的‘感觉脑子各部分不在一起工作’的主观体验吻合。如果这个模式在其他mTBI患者中可重复,将为我们理解‘脑雾’的机制提供一个全新的、可量化的视角。能否尝试联系这位受试者,获取一些更简单的、日常认知任务(比如听一段有声书并回答简单问题)的数据?也许在更低压力下,这种‘解离’会以更微妙的形式存在。”
而纪屿深的回复,直到深夜才抵达,言简意赅:“观察有价值。下一步:第一,用同样的方法分析医院提供的其余mTBI案例数据(共七例),验证此模式是否可重复,并尝试量化‘解离’程度(例如,计算状态云团的‘破碎指数’或子空间之间的平均距离)。第二,设计一个极简的‘双任务范式’,在实验室可控条件下,尝试主动诱发健康受试者轻微的、类似的状态解离,以探索其神经机制和潜在干预点。周五会议重点讨论此方向。”
“状态空间的裂痕”。安可儿反复咀嚼着这个自然而生的短语。这不再是简单的“反应快慢”或“正确与否”,而是认知系统作为一个动态整体的结构特性出现了问题。这或许就是“海渊”项目想要触及的、比传统行为指标更底层的“深海区”病理改变。
接下来的几天,她沉浸在剩余六例mTBI数据中。工作量巨大,且每个案例都有各自独特的“数据病情”。有人数据丢失严重,有人配合度差导致有效试次稀少,还有一例伴有轻度焦虑,皮肤电信号始终处于高唤醒基线,掩盖了任务相关的细微变化。
她不得不为每个案例定制预处理方案,并不断调整特征提取和流形学习的参数。过程繁琐且充满挫折,但当她将七例mTBI患者的最终状态空间投射图与之前六位健康受试者(包括三位预实验和三位历史数据)的图表并列时,差异清晰地显现出来。
大部分健康受试者的状态云团,在不同难度任务下,虽然会移动、变形、拉长,但基本保持一个连通的整体。而七例mTBI患者中,有五例在高负荷下都表现出不同程度的“解离”迹象:有的像mTBI-03那样出现离散的“卫星点”;有的则是主云团被“拉伸”成一个狭窄的、易断裂的“链条”;还有的呈现出多个小而分散的“群岛”。
她按照钟原的指导,计算了每个受试者状态空间的“破碎指数”(基于聚类算法和簇间距离),并进行了初步的统计分析。虽然样本量太小无法得出确定结论,但mTBI组的平均“破碎指数”显著高于健康对照组(p
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