Bilgisayarlı Tomografi

İnsan beyni günün birinde nasıl
çalıştığını anlayabilecek mi?
Beynin Yapısal Olarak
İncelenmesi
 BT (Bilgisayarlı Tomografi): Xışınlarıyla beynin ince kesitleri alınır
 MRG (Manyetik Rezonans
Görüntüleme): Beyin yapısının
incelenmesi için kullanılır
Bilgisayarlı Tomografi
Bilgisayarlı Tomografi
Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG)
• Hasta üniform bir manyetik alan içine sokulur ve
daha sonra bu alan içinde kısa bir süreyle radyo
frekansı uygulanır.
• Atom çekirdeklerindeki rezonans (hidrojen
atomları) kafa çevresindeki bir algılayıcı bobin
ile ölçülür
• Farklı yoğunluktaki dokuların 2 mm uzaysal
çözünürlüklü bir görüntüsü elde edilir.
Manyetik rezonans görüntüleme
Benzer beyin
hasarına sahip
hasta grupları
istatistiksel bir
grup olarak
incelenebilir ve
normal denekler
veya başka
beyin yapılarında
hasar bulunan
diğer hastalarla
karşılaştırılabilir.
http://www.pbs.org/wnet/b
rain/scanning/index.html
Bechera et al. Cerebral Cortex, 2000.
Beyin İşlevlerinin İncelenmesi
Problem
• Zihin gözlenemez!
“Kara Kutu”
Uyaran
Yanıt
Problem
• Gözlemleyebileceğimiz tek şey zihinsel
aktivitenin sonuçlarıdır (ürünleri, çıktıları):
davranış
Bazı çözümler:
• İçgörücülük (Introspeksiyonizm)
• Davranışçılık
• Kognitivizm
Introspeksiyonizm
İçine bak ve ne olduğunu gör...
Wilhelm Wundt
(1832-1920)
Edward Titchener
(1867-1927)
İntrospeksiyonizmin Problemleri
• Doğrulamak zor
• Çoğul değil bireysel olaylar
• Sürecin kendisi değil, son ürün
Davranışçı Yanıt:
Uyaran
Yanıt
Ivan Pavlov (1849-1936)
Davranışçılık
• Psikoloji “davranış bilimidir”
• Dikkat neyin doğrudan
gözlenebileceğine
yönlendirilmiştir.
– Uyaranlar
– Yanıtlar
– Pekiştirmeler /
Ödüllendirmeler
– Labirentteki sıçanlar
• Zihini boşver (gözlenemez)
Reaksiyon Zamanı Yöntemleri
Uyaran
işlem
daha fazla
işlem
Yanıt
Çalışma belleği:
Bilginin bellekte kısa süreli olarak tutulmasıyla bu bilgi
üzerinde bazı zihinsel işlemler yapılmasını sağlar.
Deneğin, bir dizi sayıyı belleğinde kodlayıp bunları daha
sonra belirlemesini gerektiren Sternberg Testi bu
kategoriye örnektir.
2549
2
4
5
7
8
1
3
Odaklanma/Yürütücü İşlevler:
(Yanıt İnhibisyonu)
Dikkat çeldirici uyaranların varlığında dikkatini ödeve
yoğunlaştırmayı ve uygunsuz uyaranları baskılayıp
ödevin gerektirdiği verbal veya manüel yanıtları hızla
yerine getirmeyi içerir.
Bas-Basma Testi
ve
Stroop Renk Adlandırma Testi
bu kategoriyi inceleyen güçlü ve sık kullanılan testlerdir.
KIRMIZI
MAVİ
KIRMIZI
KIRMIZI
MAVİ
YEŞİL
MAVİ
KIRMIZI
MAVİ
MAVİ
YEŞİL
KIRMIZI
YEŞİL
YEŞİL
MAVİ
YEŞİL
KIRMIZI
MAVİ
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
XXXX
KIRMIZI
MAVİ
KIRMIZI
KIRMIZI
MAVİ
YEŞİL
MAVİ
KIRMIZI
MAVİ
MAVİ
YEŞİL
KIRMIZI
YEŞİL
YEŞİL
MAVİ
YEŞİL
KIRMIZI
MAVİ
Wisconsin Kart Eşleme Testi (WCST)
Yanlış
Wisconsin Kart Eşleme Testi
Kartlar renge, şekle ve sembollerin sayısına göre
eşlenebilir. Prefrontal hasardan sonra hastalar
eşleme kuralı değiştirildiğinde zorluk çekerler.
renge göre
şekle göre
sayıya göre
Dikkati Sürdürme:
Belirli bir süre için dikkat odağını sabit tutabilmeyi içerir.
Deneğin hedef uyaranlara karşı olabildiğince hızlı olarak bir
düğmeye basmasını gerektiren Sürekli Performans Testi
(Continuous Performance Test, CPT) bu elemanı
incelemekte en çok başvurulan testtir.
C
D
A
Z
B
E
Davranışçılıkla İlgili Problemler
• İnsan davranışının çeşitliliğiyle baş edemez
– Örneğin: dil
• Bilimi gözlenebilenle sınırlandırmak kötü
bir fikir
– Elektronu kim görmüş?
Bazı çözümler
• Introspeksiyonizm
• Davranışçılık
• Kognitivizm
Kognitif Yaklaşım
• Çıkarsa: kutunun içinde neler oluyor
Uyaran
Yanıt
Beyin Haritalamanın Kısa Tarihçesi
• 1929: Berger ilk olarak insan kafa derisi
üzerinden beyin elektriksel etkinliği kaydını
gerçekleştirdi (EEG) ve bunun zihinsel
süreçlerin izlenmesinde önemli bir araç
olacağını ileri sürdü.
• 50’lerde kan akımını nicelleştirmek üzere
radyoaktif traserlerin bulunması ve daha sonra
X-ışını BT ve PET yöntemlerinin bulunması
• 90’larda fMRG normal gönüllülerde kognitif
işlevlerin ölçümüne olanak tanıdı.
Elektroensefalografi (EEG)
• EEG’de, birçok elektrod kafa derisi
üzerine yerleştirilir ve bunlar nöronların
toplam aktivitesinin zaman içindeki
değişimlerini izler.
• EEG eğrisi beynin genel durumuna
bağlı olarak değişim gösterir (uyku,
uyanık, epileptik aktivite vb).
Elektroensefalogram
Olaya İlişkin Potansiyeller (OİP)
Uyarılma Potansiyelleri (UP)
• Beyinde belirli bir uyaran veya olaya
zamansal olarak kilitli potansiyel değişimleri
(OİP) ölçülebilir.
• OİP’lerde beyin aktivitesi çok yüksek bir
zamansal çözümleme gücüyle (milisaniye)
fakat görece düşük bir uzaysal çözümleme
gücüyle izlenebilir.
Grandaverages of P300 in AD and control groups
DELTA
) Magnetoensefalografi
Elektromanyetik Kayıt
• Magnetoensefalografi (MEG)
Pozitron Emisyonu Tomografisi (PET)
• Beyin kan akımı kana verilen uygun bir traser
ile elde edilebilir.
• PET kısa yarılanma ömrü (2 dk. gibi) olan
radyoaktif traserler kullanır (15O2) ve böylece
aynı deneğe birçok ölçüm uygulanabilir.
• Venden bir traser enjekte edilir, 30 s. sonra
bu traser beyne ulaşır ve yıkımı sırasında bir
pozitron çıkartır. Bunun bir elektronla
kollizyonu iki foton üretir ve bunlar ölçülerek
bölgesel kan akımı görüntülenebilir.
Fonksiyonel Manyetik Rezonans
Görüntüleme (fMRG)
• Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) tekniği:
• Dışarıdan traser verilmesi gerekli değil, internal
bir maddenin (hemoglobin) manyetik özelliklerini
kullanıyor.
• Nöral aktivite kan akımında ve oksihemoglobinde büyük bir artışa yol açıyor.
• Oksi-hemoglobinin manyetik özellikleri deoksihemoglobininkinden farklı.  aktif alanlar
MRG’de ölçülen sinyal yoğunluğundaki
değişimlerle görüntülenebilir.
Hemodinamik
fMRI
Transkranyal Manyetik Stimülasyon
(TMS)
• Nöronal aktivitede kısa bir süreyle lezyon
benzeri bir kesinti yaratmak üzere bir
manyetik darbe gönderir.
• Sınırlılığı
– Güvenliği
– Uzaysal Çözümleme Gücü
Geçici Lezyonlar
• Transkranyal Manyetik Stimülasyon (TMS)
Beyin İşlevlerini Araştırma
Yöntemleri
 Nöronların
hasarlanması veya
cerrahi olarak
çıkarılması
 Nöronların
uyarılması
Elektriksel,
manyetik
uyaranlarla veya
kimyasallarla
 Nöropsikolojik
testler
 Elektriksel (EEG) ve
manyetik (MEG)
kayıtlar
 İşlevsel Beyin
Görüntüleme
Yöntemleri