Olaya ilişkin potansiyel kayıt yöntemleri, kognitif paradigmalar

Olaya Ġlişkin Potansiyel

Kayıt Yöntemleri

Kognitif Paradigmalar

Prof. Dr. Sacit Karamürsel

İstanbul Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı

sacit@istanbul.edu.tr

Elektroansefalogram (EEG), merkezi

sinir sistemi hücrelerinin elektriksel

aktivitelerinin bir bileşkesidir.

•büyük elektrodlarla saçlı deri

üzerinden

•subdural elektrodlarla korteks

üzerinden ya da

•iğne elektrodlarla derin yapılardan

kaydedilebilir.

Uzun yıllardır kullanılagelen klinik

amaçlı EEG dışında,

yine birkaç onyıldır kullanılan

olayla ilişkili potansiyeller de uyarı

ile zamansal olarak kitli EEG

dilimlerinin ortalamalarının alınması

ile gerçekleştirilen invazif olmayan

kayıt ve analiz yöntemleridir.

Günümüzde gitgide artan sayıda

elektrodla alınan EEG verisi ile

beyin aktivitesi haritalama,

elektriksel potansiyel kaynaklarının

belirlenmesi metodları hem hızlı

bilgisayarların hem de yeni yeni

geliştirilen karmaşık matematiksel

modellemelerin ve algoritmaların

sayesinde mümkün olabilmektedir.

Cerrahi koşullarda subdural

elektrodlarla alınan kortikal kayıtlar,

özellikle epilepsi cerrahisinde odağın,

travma ve yer kaplayan lezyonların

sınırlarının tespitinde klinikte gitgide

daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tek ve çok hücre aktivitesi:

mikro ve semimikro-elektrodlarla derin

beyin yapılarından alınan kayıtlar,

günümüzde özellikle hareket

bozukluklarının cerrahi tedavisinde, beyin

çekirdeklerinin yerlerinin tespitinde

kullanılmaktadır.

BT ve MR ile koordinatları kabaca

belirlenen çekirdeklerin kesin yerlerinin

belirlenmesi stereotaksik cerrahi ile perop

gerçekleştirilmektedir.

Kognitif İşlevler sırasında beyinde ortaya çıkan

elektriksel potansiyel değişimlerini kaydetmeyi

amaçlar.

Hangi zihinsel işlevlerin hangi beyin

bölgelerinde gerçekleştirildiği eskiden beri en

yaygın ilgi alanını oluşturmuştur.

Kognitif süreçlere etkili ilaçların

kullanımına paralel olarak sinir şebekeleri

arasındaki haberleşmede rol oynayan

kimyasal aracıların etkili oldukları bölgeler

ve yollar önem kazandı.

• Lezyon Çalışmaları

• Stimülasyon (Elektriksel, Kimyasal)

Çalışmaları

• İşlevsel Nörogörüntüleme Çalışmaları

PET

fMRI

Bir nöron bilgisayarın bir transistöründen 106 kez

daha yavaş çalışmasına karşın (nöron: 10-3 s,

transistör: 10-9 s) beynin masif PARALEL işlem

kapasitesi beyne birçok ödevde çok daha büyük

bir yetkinlik sağlar.

Örneğin, beynin fotoğraftaki tanıdık bir yüzü

tanıması 100-200 ms sürerken, bu basit ödev

günümüzde en hızlı bilgisayar için hala büyük bir

problem oluşturur.

Nasıl?

EEG

Zamansal Çözümleme (s)

Uza

ys

al

Çö

zü

mle

me

(m

m)

1 ms 1 s 1 dak 10 dak 1 saat

Duysal Uyarılma Potansiyelleri (UP) Bir Patern Dönüşümü Görsel Uyarılma Potansiyeli (GUP) kaydı

SAĞ HEMĠSFER giyinme, konstrüksiyon, karmaşık nonverbal algısal yetiler, dikkatin spasyal yönlendirilmesi, nonverbal bellek

giyinme,

konstrüksiyon,

hemispasyal ihmal,

vücut yüzeyi ihmali

Görme alanı

bozuklukları, renk

algısı bozuklukları,

hareket algısı

bozuklukları nonverbal işitsel ödev

ve prozodi ödevleri

non-verbal bellek

verbal bellek

bozukluğu

Ġsimlendirme, okuma,

hesap yapma

SOL HEMĠSFER linguistik işlev testleri, sol-sağ tanıma, parmak tanıma, hesap, verbal bellek

Muhakeme,

iç görü,

mental esneklik,

mantık yürütme,

soyut düşünce,

planlama, sıralama,

dikkat,

deklaratif bellek

Nöropsikiyatri alanında duysal işlevleri

değerlendirmek için

uyarılma potansiyellerine

(UP, evoked potentials, EP)

başvurulurken,

bilişsel işlevleri değerlendirmek için ise

nöropsikolojik testlere

başvurulmuştur.

• Kognitif psikoloji ve davranışsal nörobilim

tekniklerini kullanırlar

• Odağı lokalizasyondan işleve (sürece)

yönlendirirler

• dikkat süreçleri, yürütücü işlevler vb.

Nöropsikolojik Testler

Uyaran Yanıt

Davranışsal Psikoloji

Uyumsuzluk Negativitesi (Mismatch Negativity, MMN)

ISI = 2-4s

P300

ISI = 2-4s

ISI = 2-4s

ISI = 2-4s

P3a - P3b

P3a

P3b

CNV (Contingent Negative Variation) paradigması:

beklenti, geciktirilmiş yanıt

S1 ile S2 arasında yavaş negatif bir potansiyel

kayması (slow negative shift)

1500 ms 6 s

S1

“koşullandırıcı”

uyaran

S1 S2

“buyurucu”

uyaran

S2

CNV

CNV, dorsolateral prefrontal korteksin,

birbiriyle ilişkili ancak zamansal olarak ayrık

iki olay arasında

- yanıtın geciktirilmesi

- çalışma belleği

- motor planlama ve

- hazırlanan eyleme yönlendirilmiş dikkat

işlevlerini yerine getirişini yansıtmaktadır

(Fuster).

Duyusal Kapılama: yinelenen önemsiz duyusal girdinin

filtrelenmesi

Genellikle P50 kapılama paradigmasıyla değerlendirilir.

S2

Normal erişkin deneklerde S1, S2’ye karşı elde edilen P50

genliğini yaklaşık %80 civarında azaltır

S1

500 ms 10 s

S1 S2

GDS=3

GDS=4

GDS=5

P50

Fz

Cz

S1 S2

N400: Semantik süreçlere bağlı olarak ortaya çıkan bir OİP

Semantik bağlamın bozulması

P600: Sentaktik (dilbilgisine göre) hata + Müzikte

harmonik bağlamın bozulması

N400 vs. P600