التغير السلبي المشروط

التغير السلبي المشروط ( CNV ) هو جهد سطحي بطيء سالب، يُقاس بتخطيط كهربية الدماغ (EEG)، ويحدث خلال الفترة الفاصلة بين منبه تحذيري أو إشارة ومنبه حثي ("انطلق"). ^{[ 1 ]} كان التغير السلبي المشروط أحد أوائل مكونات الجهد المرتبط بالحدث (ERP) التي وُصفت. وقد وصفه لأول مرة دبليو. غراي والتر وزملاؤه في مقال نُشر في مجلة Nature عام 1964. ^{[ 2 ]} تكمن أهمية هذا الاكتشاف في كونه من أوائل الدراسات التي أظهرت إمكانية الحصول على أنماط ثابتة لسعة الاستجابات الكهربائية من الضوضاء الخلفية الكبيرة التي تحدث في تسجيلات تخطيط كهربية الدماغ، وأن هذا النشاط قد يكون مرتبطًا بعملية معرفية كالتوقع.

في دراستهم، قدّم غراي والتر وآخرون (1964) ^{[ 2 ]} "محفزًا تحذيريًا" (مثل نقرة واحدة أو وميض ضوئي) لشخص متطوع. تبع هذا المحفز التحذيري (أو لم يتبعه) بشكل عشوائي "محفزًا إلزاميًا" (نقرات أو ومضات متكررة) بعد 0.5-1 ثانية. في بعض الحالات، تعرّض المتطوع للمحفزين التحذيري والإلزامي بشكل سلبي؛ وفي حالات أخرى، كان بإمكانه منع المحفز الإلزامي، في حال حدوثه، من خلال استجابة سلوكية، مثل الضغط على زر، ولكن الزر لم يكن فعالًا إلا إذا تم الضغط عليه بعد حدوث المحفز الإلزامي (أي أن الضغط المبكر على الزر لم يكن له أي تأثير). تكررت عملية المحفز التحذيري، الذي يتبعه المحفز الإلزامي اختياريًا، على فترات زمنية متغيرة تتراوح بين 3 و10 ثوانٍ.

وجد الباحثون أن استجابات تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) للمنبه التحذيري تبدو وكأنها تتكون من ثلاث مراحل: مكون إيجابي قصير، ومكون سلبي قصير، ومكون سلبي مستمر. تفاوتت المكونات القصيرة باختلاف نوع المنبه (مثلًا، بصري مقابل سمعي)، بينما تفاوت المكون المستمر باختلاف الفاصل الزمني بين المنبه التحذيري والمنبه الحاسم (وما إذا كان المنبه الحاسم قد صدر) ومستوى انتباه/يقظة الشخص الخاضع للتجربة. أطلق والتر وزملاؤه على المكون المستمر اسم "التغير السلبي المشروط" لأن تغير الموجة السلبية كان مشروطًا بالعلاقة الإحصائية بين المنبه التحذيري والمنبه الحاسم. وقد لاحظوا ما يلي:

• تضاءلت سعة استجابة تخطيط كهربية الدماغ، أو أصبحت معتادة عندما تكرر محفز التحذير دون وجود محفز إلزامي لاحق؛
• عادت السعة عندما تبع المحفز الحتمي المحفز التحذيري؛
• كانت السعة أكثر وضوحًا في الحالات التي يستطيع فيها الشخص ممارسة السيطرة عن طريق منع المحفز الحتمي.

في عام 1990، ابتكرت بوزينوفسكا وآخرون واجهة بين الدماغ والحاسوب تعتمد على التباينات الشرطية للتحكم في جرس تنبيه حاسوبي. ^{[ 3 ] [ 4 ]} وفي عام 2009، صمم بوزينوفسكي وبوزينوفسكا تجربة لواجهة بين الدماغ والحاسوب تعتمد على التباينات الشرطية، حيث تحكمت هذه التباينات في جسم مادي، وهو روبوت. ^{[ 5 ]}

أظهر والتر وآخرون (1964) أن نقرة واحدة تُثير ذروة موجبة قصيرة وذروة سالبة قصيرة. كما تُثير ومضات متكررة ذروتين موجبة وسالبة قصيرتين. إذا فُصلت هذه المحفزات بثانية واحدة، فستظهر الأنماط الفردية نفسها. بعد حوالي 50 عرضًا، تصبح هذه الذروات غير قابلة للتمييز عن الضوضاء. من ناحية أخرى، عندما تتبع نقرة واحدة ومضات متكررة تنتهي بضغط زر، تظهر ذروة سالبة كبيرة تدريجية تنتهي فجأة بضغط الزر. هذا هو التباين السلبي المشروط. وقد وصف جوزيف تيتشي دراسة كلاسيكية أخرى في النشرة النفسية عام 1972. ^{[ 6 ]} في هذه المراجعة، يلخص تيتشي تطور وشكل وموقع ظهور التباين السلبي المشروط.

توجد العديد من الأبحاث التي تصف خصائص المحفزات التي يمكن أن تؤثر على خصائص جهد الاستجابة السلبية المشروطة (CNV). على سبيل المثال، يمكن أن تؤثر شدة المحفز، ونمطه، ومدته، ومعدل حدوثه، واحتماليته، ومدى ملاءمته، وتمييز درجة الصوت على مكون جهد الاستجابة السلبية المشروطة. ^{[ 7 ]}

يتفق معظم الباحثين على أن مكون الجهد السلبي المشروط (CNV) مرتبط بمعالجة المعلومات والاستعداد للاستجابة. ويكمن الخلاف الرئيسي في ما إذا كان هذا المكون يتألف من أكثر من مكون واحد. بعد اكتشاف الجهد السلبي المشروط، تمكن الباحثون من التمييز بين مكونين رئيسيين له. قام لوفليس وسانفورد (1975) وويرتس ولانغ (1973) بزيادة الفاصل الزمني بين المحفزات إلى أكثر من 3 ثوانٍ، وأظهرا إمكانية التمييز بصريًا بين مكونين من مكونات الجهد السلبي المشروط. الموجة الأولى تلت محفز التحذير وسُميت الموجة O، أو موجة التوجيه . ^{[ 8 ] [ 9 ]} وقد أظهرت هذه الموجة سعةً متزايدة في المناطق الأمامية من الدماغ. أما الموجة الثانية فقد سبقت محفز الأمر وسُميت الموجة E، أو موجة التوقع. وقدمت دراسة أجراها غايارد (1976) مزيدًا من الأدلة على أن الموجة O موزعة في المناطق الأمامية من الدماغ، وأنها تتأثر بالمحفزات السمعية أكثر من المحفزات البصرية. ^{[ 10 ]}

من القضايا المهمة ذات الصلة، مسألة ما إذا كان جهد الاستجابة السلبية المشروطة (CNV) كليًا أو جزئيًا يُمثل جهد الاستعداد . يُعد جهد الاستعداد بمثابة تهيئة عصبية للاستجابات الحركية. يتشابه توزيع كلا المكونين على فروة الرأس، ويتميزان بسعة سالبة، ويرتبطان بالاستجابة الحركية. في الواقع، ادعى العديد من الباحثين أن جهد الاستجابة السلبية المشروطة النهائي، أو الموجة E، هو في الحقيقة جهد الاستعداد . كان هذا هو الرأي السائد حتى قدمت دراسات أخرى أدلة على إمكانية التمييز بين جهد الاستجابة السلبية المشروطة وجهد الاستعداد. [ ^{7 ] [ 11 ] أولًا} ، عادةً ما يكون جهد الاستعداد مُتمركزًا في الجانب المقابل للاستجابة الحركية، بينما يكون جهد الاستجابة السلبية المشروطة ثنائي الجانب. ثانيًا، يمكن أن يحدث جهد الاستجابة السلبية المشروطة حتى في حال عدم الحاجة إلى استجابة حركية. ثالثًا، يحدث جهد الاستعداد دون أي مُحفزات خارجية. يُشير هذا إلى أن جهد الاستعداد يحدث عند وجود استجابات حركية، بينما يحدث جهد الاستجابة السلبية المشروطة عند وجود مُحفزين مُرتبطين ببعضهما البعض. ^{[ 6 ]}

يُعد تحديد المصدر العام لموجة الجهد السلبي المشروط (CNV) موضوعًا مهمًا آخر في دراسة هذه الموجة. فعلى سبيل المثال، استخدم هولتين، روسيني، روماني، هوغستيدت، تيكيو، وبيزيلا (1996) تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) لتحديد موقع المصدر الكهرومغناطيسي لموجة CNV. وتشير تجربتهم إلى أن موجة CNV الطرفية تقع ضمن منطقة برودمان 6، وتتوافق مع القشرة الحركية الأمامية . ^{[ 12 ]}

يُعدّ العمل الذي أنجزه زابولي وزملاؤه مثالًا آخر على الأبحاث التي أُجريت لتحديد مُولِّدات مُكوِّن CNV. درس زابولي (2003) أنماط ERP، بما في ذلك CNV، لدى أشخاص يعانون من اضطرابات أو تلف في الدماغ. ^{[ 13 ]} يستعرض زابولي أدلة تُشير إلى أن التفريغات الصرعية، في بعض الحالات ، تُؤثِّر على موجات التوقُّع، وبالتالي تُقلِّل من سعة CNV. كما وصف زابولي بحثًا تناول خصائص CNV لدى مرضى خضعوا لعمليات استئصال الفصّ الجبهي. وقد لوحظ انخفاض في سعة CNV أو غيابها لدى هؤلاء المرضى.

طُرحت العديد من النظريات لتفسير العمليات المعرفية الكامنة وراء مكون الجهد السلبي المشروط (CNV). اقترح والتر وزملاؤه أن سعة الجهد السلبي المشروط تتناسب طرديًا مع الاحتمالية الذاتية أو التوقع للمثيرات الحتمية. واقترح باحثون آخرون أن سعة الجهد السلبي المشروط تتناسب مع نية القيام بفعل ما. وتفترض نظرية أخرى أن الجهد السلبي المشروط يتناسب مع دافعية الفرد لإتمام المهمة. ويشير تيتشي إلى أن الجهد السلبي المشروط مرتبط بكل من مستوى الانتباه ومستوى الإثارة.