Lempel-Ziv复杂度揭示老年轻度认知障碍者脑电信号特性

本文主要探讨了在轻度认知障碍（MCI）老年人群体中，脑电图（Electroencephalography, EEG）在执行认知任务时的复杂度特征。Lempel-Ziv复杂度（LZC）是一种信息理论中的复杂度指标，用于衡量序列的自相似性和可预测性。研究者设计了一个实验，让老年人判断两个图形的颜色是否一致，以此作为认知任务，记录他们在进行这项任务时的EEG信号，并计算其相应的LZC值。 实验结果显示，MCI老年人在认知活动的初期阶段，其EEG的LZC值显著高于正常老年人（P<0.05），这可能反映了他们在处理信息时存在一定程度的加工困难，导致EEG模式更为复杂。随着认知任务的进行，MCI患者的LZC值逐渐降低，表明他们的大脑活动模式在时间维度上变得相对简单，可能与认知能力的衰退有关。另一方面，正常老年人在同样任务下的LZC保持稳定，显示出较好的认知处理效率。 值得注意的是，在颜色一致和不一致的任务中，MCI组和正常对照组的EEG Lempel-Ziv复杂度之间并没有显著差异，这可能意味着尽管存在认知障碍，他们在基本的感知处理上并未表现出明显的区别。然而，从空间分布的角度看，MCI和正常老年人的EEG模式在局部特征上呈现出相似的分布规律，这暗示了两者在大脑某些区域的活动可能存在共性。 本研究利用Lempel-Ziv复杂度分析揭示了轻度认知障碍老年人在执行认知任务时脑电活动的特定模式，为理解MCI的认知功能变化提供了新的视角，同时也为进一步的神经科学和临床诊断提供了有价值的数据支持。这些发现有助于研发针对MCI早期干预和预防的新策略。