مختبر العلوم المعرفية
العلوم المعرفية هي مجال متعدد التخصصات يبحث في الذكاء، والعقل، ووظائف الدماغ، مستمداً أسسه من تخصصات متعددة مثل فلسفة العقل، والذكاء الاصطناعي، واللسانيات، والأنثروبولوجيا (علم الإنسان)، وعلم الأعصاب المعرفي، وعلم النفس المعرفي.
يقوم مركز أبحاث العلوم المعرفية في كلية علوم التربية وعلم النفس بجامعة الفردوسي في مشهد (FUM) —بدعم من أعضاء هيئة التدريس المتميزين بمن فيهم الدكتور سيد روح الله حسيني، والدكتور علي غنائي، والدكتور جواد صالحي فداردي، والدكتور إيمان الله بيغدلي، والدكتور علي مشهدي— بإجراء أبحاث متقدمة حول بنية الدماغ ووظائفه. ويهدف المركز إلى ترجمة النتائج العلمية إلى تطبيقات سريرية، وتأهيلية، وعلاجية.
تأسس مختبر العلوم المعرفية في مارس 2017 تحت إشراف الدكتور بيغدلي، وهو مجهز بأحدث الأجهزة والبرمجيات المتخصصة لأبحاث علم الأعصاب والتقييم المعرفي.
أ. الأجهزة والتقنيات المعرفية
- جهاز تخطيط أمواج الدماغ الكمي (QEEG):
تخطيط أمواج الدماغ الكمي (QEEG) هو نظام يُستخدم لتقييم وقياس الموجات الدماغية والخصائص المرتبطة بها. في هذه الطريقة، يتم وضع أقطاب كهربائية متعددة (عادةً 19 قطباً) مرتبة بشكل منهجي على خوذة (قبعة) مخصصة توضع على فروة الرأس لتسجيل النشاط الدماغي. يقوم جهاز QEEG برصد الأمواج الدماغية في حالات مختلفة، بما في ذلك إغلاق العينين، وفتح العينين، وأثناء أداء مهمة معرفية مثل القراءة. بعد ذلك، يتم معالجة الإشارات المسجلة بواسطة الكمبيوتر، وتقسيمها حسب التردد، وعرضها بألوان مختلفة وفقاً لشدة النشاط. تظهر هذه المخرجات على شكل خرائط دماغية ملونة، مصحوبة بجداول عددية ورسوم بيانية للتحليل المتخصص.
لكل نوع من الأمواج الدماغية نطاق قياسي يختلف فقط حسب العمر والجنس. يتم عرض النشاط الطبيعي باللون الأخضر، بينما يظهر النشاط غير الطبيعي باللون الأرجواني، والنقائي، والأزرق للدلالة على خمول النشاط، وبالألوان الأصفر، والبرتقالي، والأحمر للدلالة على فرط النشاط. ومن خلال فحص هذه الخرائط ومقارنتها بقواعد البيانات المعيارية، يمكن تقييم وظائف الدماغ بشكل منهجي.
- جهاز تتبع حركة العين (Eye-Tracking):
يُستخدم نظام تتبع حركة العين في الأبحاث السلوكية لتحليل حركات العين، وسرعة الحركة الرمشية (السريعة)، ومواقع حدقة العين والقرنية. تكتسب هذه التقنية أهمية خاصة في دراسة الانتباه البصري لدى الأطفال والبالغين، لا سيما في المجالات المتعلقة بالتعلم واللغة.
- نظام الارتجاع البيولوجي والارتجاع العصبي ProComp5 (5 قنوات):
يمكن لجهاز ProComp5 تسجيل خمسة مؤشرات فسيولوجية في وقت واحد من بين أكثر من عشر إشارات قابلة للقياس، مما يجعله مناسباً للتطبيقات التشخيصية والعلاجية على حد سواء.
يحتوي الجهاز على قناتين عاليتي الدقة (معدل أخذ العينات: 2048 هرتز) للمؤشرات الحساسة مثل تخطيط أمواج الدماغ (EEG)، وتخطيط القلب (EKG)، وضغط الدم، وتقلب معدل ضربات القلب (HR/BVP)، وتخطيط كهربية العضل السطحي (sEMG)، وثلاث قنوات إضافية (معدل أخذ العينات: 256 هرتز) للإشارات الأبطأ مثل التنفس، ودرجة الحرارة، واستجابة الجلد الموصلة، والقوة. يمكن لكل قناة من القنوات الخمس تسجيل أي مؤشر متاح. كما يمكن تخزين البيانات دون اتصال بالإنترنت (Offline) على بطاقة ذاكرة، مما يجعل الجهاز مثالياً للأبحاث التي تتطلب مراقبة فسيولوجية طويلة المدى.
ب. المستشعرات المعرفية (Cognitive Sensors)
- مجموعة مستشعرات الارتجاع البيولوجي المتكاملة
- مستشعر EEG-Z: يقوم بتسجيل إشارات EEG على جميع طرازات ProComp مع ميزة فحص المقاومة الكهربائية (Impedance).
- مستشعر EEG Flex/Pro: يقوم بتسجيل إشارات EEG على جميع طرازات ProComp بدون ميزة فحص المقاومة الكهربائية.
- مستشعر معدل ضربات القلب / BVP: يُستخدم لقياس معدل ضربات القلب وضغط الدم من خلال تغيرات حجم الدم تحت الجلد. يتم تثبيت المستشعر على الإصبع باستخدام حزام مخصص ويوفر تسجيلات دقيقة للغاية نظراً لحساسيته العالية.
- مستشعر MyoScan-Pro v2 sEMG: مستشعر رئيسي لعلاج الارتجاع البيولوجي في اضطرابات القلق وإعادة التأهيل. وهو فعال في علاج حالات الألم المختلفة (مثل آلام الركبة والظهر والرقبة). يتوفر المستشعر في ثلاثة طرازات بأوضاع عرض مختلفة، ويدعم التبديل، وضبط الفلترة (0-400 ميكروفولت)، وفحص المقاومة.
- مستشعر استجابة الجلد الموصلة (Skin Conductance): يقيس النشاط الكهربائي للجلد باستخدام حزامين يوضعان حول أصابع اليدين أو القدمين، مع وجود أقطاب كهربائية داخلية ملامسة للجلد. ويُستخدم على نطاق واسع في علاج الارتجاع البيولوجي للتوتر والقلق.
- مستشعر ECG/EKG: يسجل النشاط الكهربائي للقلب ويفيد في تقييم التوتر، والقلق، واضطرابات معدل ضربات القلب. ويمكن تثبيته إما على الصدر أو على المعصم باستخدام حزام قابل للتعديل لراحة المستخدم.
- مستشعر التنفس: حزام لاتكس عالي الحساسية يرتدى حول الصدر أو البطن لقياس انقباضات العضلات وسعة التنفس. يساعد الأفراد على تنظيم أنماط تنفسهم من خلال تقديم تغذية راجعة بصرية متحركة.
- نظام الارتجاع العصبي ProComp2: يسجل جهاز ProComp2 مؤشرين في وقت واحد (EEG أو إشارات فسيولوجية أخرى). وتشمل الميزات الرئيسية ما يلي:
- مضخم صوت (Amplifier) خفيف الوزن ومحموع.
- الاستخدام المتزامن للارتجاع العصبي والارتجاع البيولوجي (يتضمن مستشعراً داخلياً واحداً للـ EEG).
- تسجيل عالي الدقة لإشارات EEG مع حد أدنى من الضوضاء.
- نقل البيانات عبر الألياف الضوئية للقضاء على التداخل البيئي.
- فحص عالي الدقة للمقاومة الكهربائية للأقطاب.
- فلترة شاملة لضوضاء خطوط الطاقة الكهربائية.
- اتصال لاسلكي يصل إلى 100 متر.
- مناسب لأبحاث علوم الرياضة.
- ضبط تلقائي ويدوي للعتبة (Threshold).
- برنامج مرن للغاية مع إزالة تلقائية/يدوية للشوائب (Artifacts) وتصدير البيانات إلى Excel و MATLAB وغيرها.
- شاشات قابلة للتخصيص وفقاً لاحتياجات المستخدم.
- تتضمن حزم البرمجيات المتخصصة: EEG Suite و Ergonomic Suite و Physiology Suite و Stress Control Suite و Z-Score Suite، بالإضافة إلى حزم رسوم متحركة إضافية مثل AVI Animation و BioFun.
- جهاز التحفيز التياري المباشر عبر الجمجمة (tDCS):
يقوم هذا الجهاز بتطبيق تيار كهربائي مباشر (1-3 مللي أمبير) عبر قطبين كهربائيين يوضعان على فروة الرأس. يتدفق التيار من المصعد (Anode) إلى المهبط (Cathode)، وتؤدي الشدّات الأعلى إلى تأثيرات أقوى. تتراوح مساحة الأقطاب عادةً بين 25 و 35 سنتيمتر مربع، ويتم ترطيبها بالماء أو بمحلول ملحي أو بجل موصل لضمان التوصيل السليم.
- نظام التدريب السمعي البصري (V.E - Audio-Visual Entrainment):
يستخدم نظام التدريب السمعي البصري نبضات إيقاعية من الضوء والصوت لتوجيه الأمواج الدماغية تدريجياً وبأمان نحو أنماط محددة. وتعمل هذه الطريقة على زيادة تدفق الدم الدماغي واستقلاب الجلوكوز، مما يعزز أداء الخلايا العصبية.
يدعم جهاز Delight Pro نحو 25 بروتوكولاً محدداً مسبقاً ومصنفاً إلى: تنشيط الطاقة (Energize)، والتأمل (Meditate)، وتنشيط الدماغ (Brain Brightener)، والنوم (Sleep)، وتحسين المزاج (Mood Booster). شدة الضوء والصوت قابلة للتعديل، ويمكن إنشاء جلسات مخصصة إضافية باستخدام محرّر الجلسات DAVID Session Editor.
يدعم الجهاز أيضاً تقنية التحفيز الكهربائي عبر الجمجمة (CES) المتزامنة في وضعين (كلاهما مع شدة تيار قابلة للتعديل):
- تحفيز CES متزامن مع ترددات AVE.
- تحفيز CES بتردد ثابت قدره 100 هرتز.
- نظام التحفيز الكهربائي Starstim tDCS/tACS/tRNS:
يدعم جهاز التحفيز ذو الـ 8 قنوات Starstim من شركة Neuroelectrics (إسبانيا) تقنيات tDCS و tACS و tRNS، إلى جانب تسجيل إشارات EEG قبل وأثناء وبعد التحفيز باستخدام قبعة لاسلكية خفيفة الوزن. وتشمل الميزات الإضافية قابليته لإعادة الشحن، وبرمجياته المتقدمة، وتصميمه الصديق للمستخدم، ووظائف الأمان، وأوضاع التحفيز الوهمي (Sham) والمزدوج التعمية (Double-Blind)، مما يجعله مثالياً للتطبيقات البحثية.
ج. البرمجيات المعرفية
- برنامج CAPTAN LOG
برنامج CAPTAN LOG هو أداة متعددة الأبعاد لإعادة التأهيل المعرفي، صُممت لتعزيز مجموعة واسعة من الوظائف المعرفية. يقوم البرنامج بتقييم الأفراد عبر تسعة مجالات معرفية ويوصي ببرامج تدريبية مخصصة. يسمح النظام بتصميم خطط تدريبية شاملة وملائمة للأفراد من سن 5 سنوات فما فوق، ويستهدف 22 مكوناً معرفياً من خلال تمارين منظمة.
- اختبار الأداء المستمر المتكامل البصري والسمعي (V.A. Test - IVA)
اختبار IVA هو اختبار أداء مستمر مدته 13 دقيقة يقيم مكونين أساسيين: التحكم في الاستجابة والانتباه. واستناداً إلى معايير DSM-IV، فإنه يفرق بين الأنواع الفرعية لاضطراب نقص الانتباه وفرط الحركة (ADHD)، بما في ذلك: نوع نقص الانتباه، ونوع فرط الحركة/الاندفاعية، والنوع المشترك، والنوع غير المحدد (NOS). كما يقيس الاختبار خمسة أنواع من الانتباه: المركز، والمستمر، والانتقائي، والمقسّم، والمتبادل. وهو مناسب للأفراد من سن ست سنوات فما فوق.
