临界动力学预测认知表现并为影响认知的异质机制提供共同框架

本研究通过多天颅内脑电图(iEEG)和认知测试，首次证实临界状态(λ≈1)是大脑网络功能最优化的关键指标。研究发现癫痫发作间期放电(IEDs)、抗癫痫药物(ASMs)和慢波睡眠(SWS)均通过缩短时间相关性(TCs)使网络偏离临界状态，导致语言、注意力等多领域认知障碍。该成果为理解神经系统疾病认知障碍机制提供了统一动力学框架，对开发新型神经调控策略具有重要启示意义。

　　神经网络模型揭示临界状态特征
基于1024个神经元的全连接网络模型显示，当最大绝对特征值λ≈1时，系统处于临界状态，此时时间相关性(TCs)达到峰值。模型通过调节兴奋性连接强度f_exc、引入随机休眠期(p_Off)模拟SWS、局部神经元爆发(p_IED)模拟IEDs，证实三者均显著缩短TCs。特别发现，在临界状态(λ=1)下，这些扰动因素对TCs的破坏效应最为显著。

人类iEEG数据验证机制普适性
分析104例耐药性癫痫患者(PwE)的颅内记录发现：SWS段(占记录时长18±7%)的TCs较非SWS段缩短15%(0.53→0.45秒，P<0.001)；高IED频率段(>5次/分钟)TCs降低17%(0.6→0.5秒，P<0.001)；高ASM剂量日TCs下降9%(0.53→0.48秒，P<0.01)。值得注意的是，这些效应在癫痫灶(SOZ)和非癫痫灶区域均存在，且不受高频功率或信噪比变化影响。

临界状态作为认知预测核心指标
对81例患者14项认知测试的分析显示，TCs是唯一经多重检验校正后仍显著关联认知损害的EEG特征：语言域11项比较中7项显著(P<0.05)，注意力域4项全显著。相较之下，传统频谱功率、IED频率等指标均无预测力。模型与数据的一致性表明，临界动力学可作为跨认知域功能的"通用生物标志物"。

临床启示与机制探讨
研究发现癫痫患者认知障碍的三大动态因素——ASMs通过降低f_exc使网络趋向亚临界状态；SWS通过间歇性休眠破坏信息整合；IEDs则可能引发局部超临界活动。值得注意的是，SOZ组织在矫正IED影响后显示出更长的基线TCs，暗示癫痫灶可能更接近临界点，这为理解癫痫发作与认知的平衡提供了新视角。

研究创新与未来方向
该工作首次建立"结构-动力学-功能"完整链条：神经网络连接强度(λ)→信息衰减特征(TCs)→多领域认知表现。提出的临界框架不仅能解释癫痫认知障碍的异质性机制，对阿尔茨海默病等伴IEDs的神经退行性疾病也有借鉴意义。未来研究需探索精准调控临界状态的新型干预策略，同时权衡抗癫痫治疗与认知保护的需求。