癲癇的兩種發作模式

通過分析臨床癲癇腦電信號的最大lyapunov指數， 發現睡眠、清醒狀態下的自發癲癇與閃光誘發癲癇在發作間期、發作前期、發作期以及發作後期的最大lyapunov指數呈現不同的變化趨勢。 根據非線性動力學， 提出這兩類癲癇有不同的發作模式。

根據癲癇病理學， 睡眠或清醒狀態下發作的癲癇， 是由於腦內神經元的抑制功能減弱而興奮功能增強所致。 這兩種情況都屬於大腦內部產生了異常信號而導致的癲癇， 異常的病理波相當於作用在系統上的一個隨機噪音， 對系統剛開始的干擾很弱。 但由於混沌系統具有對初值十分敏感的特性，

相鄰軌道呈指數發散， 即使很小的擾動， 也可能經過各子系統形成共振， 從而進入高度同步狀態。 由於系統要經歷如此複雜的內部調整過程， 因此發作前期各子系統間原有的聯繫會被打破， 使系統的混沌程度增加， 表現為最大lyapunov指數顯著升高；在發作期， 各子系統剛進入高度同步狀態時， 系統整體的混沌程度最低， 因此最大lyapunov指數呈現暫態下降。

而對閃光刺激誘發的癲癇， 外加閃光信號相當於一個高頻干擾信號， 當其頻率及相位與大腦內某些不穩定子系統的軌道匹配時， 整個系統將被驅動到於共振軌道非常接近的週期軌道上， 與外加信號形成共振， 驅使系統快速進入高度同步狀態。

因此一旦加上閃光刺激信號後， 最大lyapunov指數快速下降， 再經過發作過程逐漸上升， 最後回復至正常值。

Tips：混沌系統的基本特點

混沌系統對初始值的極端敏感性， 兩個相差無幾的初值所產生的軌跡， 隨著時間的推移按指數方式分離， lyapunov指數就是定量的描述這一現象的量。