T.C. ATATÜRK ÜNĐVERSĐTESĐ SAĞLIK BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ TIP FAKÜLTESĐ ANATOMĐ ANABĐLĐM DALI

Transkript

1 T.C. ATATÜRK ÜNĐVERSĐTESĐ SAĞLIK BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ TIP FAKÜLTESĐ ANATOMĐ ANABĐLĐM DALI ERKEK VE KADINLARDA MR GÖRÜNTÜLERĐNDE HĐPPOCAMPUS HACMĐNĐN STEREOLOJĐK OLARAK BELĐRLENMESĐ VE KARŞILAŞTIRILMASI Op.Dr. Salih Cenap ÇEVLĐ Tez Yöneticisi Prof. Dr. Samih DĐYARBAKIR Doktora Tezi ERZURUM 2011

2

3 I ĐÇĐNDEKĐLER Sayfa No: ĐÇĐNDEKĐLER... I TEŞEKKÜR...II ÖZET...III ABSTRACT... IV KISALTMALAR LĐSTESĐ...V ŞEKĐL VE TABLOLAR LĐSTESĐ...VI VII 1. GĐRĐŞ ve AMAÇ GENEL BĐLGĐLER Hippocampus anatomisine genel bakış Tarihçe ve isimlendirme Cranium içerisinde lokalizasyon ve Makroskopik Anatomi Hippocampus embriyolojisine genel bakış Hippocampus histolojik anatomisi Cornu Amonis Gyrus Dentatus Hippocampal yollar Afferent yollar Efferent yollar Papez devresi ve geliştirilmiş hali Limbik sistem ve hippocampus un rolü Hippocampus, öğrenme ve geçici hafıza ile ilgili çalışmalar Hippocampusun fiyoloji ve kimyası Hippocampus, geçici hafıza ve epilepsi Hippocampus lezyonlarında gelişen klinik patolojiler Stereoloji ve Cavalieri prensibi Boyut azalması Disektör ve disektör sayım yöntemi Sistemik rastgele örnekleme Sayım alanı ve tarafsız sayım çerçevesi MR görüntülerinde Cavalieri Prensibi ile hacim hesabı Hata katsayısı hesaplanması MATERYAL VE YÖNTEM Ölçeklendirme ve oran koruyarak dönüştürme Çizerek işaretleme ve ölçme Đstatistiksel Değerlendirme BULGULAR TARTIŞMA KAYNAKLAR...74

4 II TEŞEKKÜR Bu tezin hazırlanmasındaki desteklerinin yanısıra, doktora eğitimim boyunca mesleki bilgi ve deneyimleri ile bana önderlik eden, deontoloji ve centilmenliği öğreten, sonsuz desteklerini unutamayacağım tez danışmanım ve Anatomi Anabilim Dalı Başkanı Sayın Prof. Dr. Samih Diyarbakır'a saygı ve minnetlerimi sunarım. Çalışmalarımda ve eğitimimde üzerimde büyük emekleri olan, akademik çalışma yöntemleri konusunda çok şeyler öğrendiğim Anatomi Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Sayın Yrd. Doç. Dr. Đsmail Malkoç'a teşekkür ve saygılarımı sunarım. Tez çalışmam boyunca radyolojik verilerin toplanması için büyük desteğini gördüğüm, değerli bilgilerinden yararlandığım Radyoloji Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Sayın Doç. Dr. Fatih Alper e minnet ve teşekkürlerimi sunarım. Çalışmam sırasında büyük emek ve vakit gerektiren verilerin yorumlanması ve değerlendirilmesi ayrıca istatistiksel çalışmaların yapılması aşamasında yardım ve desteklerinden faydalandığım Histoloji Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Bünyamin Ünal ve Dr. Đsmail Can a teşekkürlerimi sunarım. Tez çalışmamın grafik düzenlemelerine yardımından dolayı Doç. Dr. Atilla Göktaş a teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca doktora çalışmalarım süresince manevi desteğini gördüğüm sevgili eşim Zekiye ÇEVLĐ ye teşekkür ederim. Op.Dr. Salih Cenap ÇEVLĐ OCAK 2011

5 III ÖZET ERKEK VE KADINLARDA MR GÖRÜNTÜLERĐNDE HĐPPOCAMPUS HACMĐNĐN STEREOLOJĐK OLARAK BELĐRLENMESĐ VE KARŞILAŞTIRILMASI Hippocampus beyin içerisinde limbik sistemin bir parçası olarak canlılarda bazı fonksiyonların yürütülmesinde önemli rolü olduğu düşünülen bir anatomik yapıdır. Bununla birlikte evrim basamağında üstün canlılarda olduğu gibi ilkel canlılarda da var olduğu gösterilmiştir. Doğuştan gelen içgüdü ve meziyetlere öğrenme sayesinde hayatımız boyunca sayılamayacak kadar yenilerini ekleyebiliriz. Böylece geçici hafıza ve öğrenme ile ilgili çevreden gelen verileri toplaması ve bunları mekan kavramı ile birleştirme fonksiyonları üzerinde birçok araştırma yapılmış olan ve idrak merkezi olarak ifade edilebilecek hippocampus un önemi çok daha açık olarak ortaya çıkacaktır. Erkek ve kadında ortak birçok davranış şekli bulunmasına rağmen anıların hatırlanmasının veya davranışların belirlenmesinde bazen iki farklı uç oluşturacak şekilde ortaya çıkışı mümkündür. Bu nedenle bahsedilen davranış ve hatırlama farklılıklarının, bu fonksiyonları üstlendiği düşünülen hippocampus un yapı farklılığından mı kaynaklandığı araştırılabilecek bir konudur. Biz de bu düşünceden yola çıkarak kendi popülasyonumuzda erkek ve kadınlarda hippocampus hacminin kantitatif olarak tespit etmeyi ve cinsler arasında farklılığının olup olmadığını belirlemeyi amaçladık. Bu çalışmayı planlarken yumuşak doku üzerinde çözünürlüğü tomografiye göre daha yüksek olan ve tomografiye kıyasla radyasyon vermemesi ile tamamen noninvazif bir tetkik yöntemi olan Magnetik Rezonans (MR) Görüntüleme yöntemini seçtik. Kafa içi patolojisi olmayan normal erkek ve kadın olguların beyinlerinde çalışmayı planladık ve olgu seçimimizde herhangi bir şikayetle hastanemize müracaat edip çeşitli nedenlerle kendisinden beyin MR tetkiki istenen ve sonucunda patoloji çıkmamış 8 farklı yaş grubundaki 36 kadın, 39 erkek, toplam 75 gönüllü olguda 1.5 Teslalık MR cihazı ile cranium dan kesitlerde hippocampusları çizip işaretleyerek önce alanları, sonra stereolojik olarak hacimleri hesaplayarak verileri oluşturduk. Sonuç olarak toplam hippocampus hacmini erkeklerde 13,64 (±2,41) cm³ ve kadınlarda 11,99 (±2,50) cm 3 olarak bulduk. Ölçümle bulunan sol veya sağ ya da toplam hippocampus hacmi erkeklerde kadınlardakinden daha büyük bulundu. Aradaki fark istatistiksel olarak anlamlı idi. Bu çalışma bilimsel araştırmalara yardımcı olmak amacıyla yapıldı. Anahtar kelimeler: Hippocampus hacmi, cinsiyet farkı, stereoloji, Cavalieri metodu, MR

6 IV ABSTRACT THE QUANTITATIVE PREDICTION AND COMPARISON OF HIPPOCAMPUS VOLUME IN MEN AND WOMEN WITH MR SECTIONS USING STEREOLOGIC METHOD Hippocampus is a part of limbic system and has an important role in human behaviors, memory and reactions which differs in a wide range between men and women. This difference can be a result of anatomical difference of hippocampal volumes as this part of brain is likely to control such behaviors. Furthermore, it is quite obvious that many central nerve system pathologies are linked to hippocampal volume changes such as depression or temporal epilepsy. So the prediction of the volume of hippocampus in men and women in our population can be helpful for further studies. That is why we decided to predict and compare the hippocampus volume quantitatively in men and women by using MR sections stereologically. In our study we preferred 1.5 Tesla MR for data acquisition of cranial sections as it is more sensitive and noninvasive on soft tissue compared to CT. For cost effectiveness we used the scans of 75 voluntary people in 8 decades who were sent to radiology department by other clinicians for cranial MR and no pathology was revealed in their scans finally. The scans were transferred to dotted measurement scale and hippocampal slice areas were measured and converted to volume for each subject by using Cavalieri's stereological method. In this study we found the mean hippocampus volume of 39 men as (±2.41) cm³ and 39 women as (±2.49) cm3. The volume of hippocampus was bigger in men compared to women and the difference was meaningful statistically in measured results. This study may contribute to future scientific investigations. Key words: Hippocampus volume, sex difference, stereology, Cavalieri's method, MR

7 V KISALTMALAR LĐSTESĐ MR magnetik rezonans CA cornu ammonis GD gyrus dentatus Str Stratum CFP camgöbeği fluoresan protein YPF sarı fluoresan protein RFP kırmızı fluoresan protein. no numara TSP trisynaptic yol MSP monosynaptic yol HK hata katsayısı LTP uzun süreli potansiyelizasyon MED medial LAT Lateral NAA N asetil aspartat PTSB posttravmatik stres bozukluğu NAÖC Noktalı alan ölçüm cetveli MSS merkezi sinir sistemi Marka ismi µm Mikrometre (cm nin 1/10000 oranı) CE Hata katsayısı SEM Ortalamanın standart hatası (Standart error of the mean) Ark Arkadaşları Std Standart EC Endorhinal cortex SB Subiculum

8 VI ŞEKĐL VE TABLOLAR LĐSTESĐ Şekil / Tablo No Đçerik Sayfa No Şekil 1: Sol hippocampusun temporal ve parietal lob uzaklaştırıldığında 3 görünümü. Şekil 2: Hippocampus un içinde yer aldığı lateral ventrikülün cranium 4 içerisindeki konumu. Şekil 3: Hippocampusun ventriculus lateralis içerisindeki konumu. 4 Şekil 4: Hippocampusun makroskopik bölümlenmesi ve kendi 5 aksonlarından oluşan uzantısı olan fornix ile yaptığı anatomik görünümü. Şekil 5: Hippocampus'un kesitinde komşulukları ve altbölümlerinin yerleri. 7 Şekil 6: Hippocampus'un cornu ammonis (CA) ve gyrus dentatus'a (GD) 7 ait kıvrımlı katmanlarından oluşan uzun rulo şekilli sarmal yapısını gösteren temsili kesiti. Şekil 7: Hippocampus yüzeyindeki bazı önemli oluşumlar. 8 Şekil 8: Embriyolojik gelişimin şematik olarak gösterilmesi. 9 Şekil 9: Hippocampus katmanlarının fluoresan boyalarla gösterilmesi. 12 Şekil 10: Gyrus dentatus nöron, akson ve dentritlerinin fluoresan boyalarla 12 gösterimi Şekil 11: Pyramidal ve granüler nöronların cornu ammonis ve gyrus 13 dentatus tabakalarındaki yerleşimi ve akson dentrit dağılımı. Şekil 12: Trisynaptic devre. 15 Şekil 13: Hippocampus afferentlerinin iç bağlantıları. 16 Şekil 14: Hippocampus'un afferentleri. 16 Şekil 15: CA1 bölgesi ve Subiculum arasında sınıra göre yakın ve uzak 17 yerleşimli nöronların birbirlerine bağlanış düzeni ve medial ve lateral endorhinal cortex üzerinden oluşan 2 ayrı döngü. Şekil 16: Hippocampusun efferentleri. 18 Şekil 17: Klasik Papez devresi. 19 Şekil 18: Klasik Papez devresinin Paul MacLean tarafından geliştirilmiş 19 yeni şekli. Şekil 19: Limbik sistemin şematik olarak gösterilmesi. 20 Şekil 20: Hippocampusa ait hormonal girişler. 27 Şekil 21: Stereolojik kavramlardan hacim azalması ve prob adı verilen 32 ölçüm araçlarının ortaya çıkışı. Kesit sonrası hacimin alana, alanın uzunluğa, uzunluğun noktaya dönüşmesi. Şekil 22: Dissektörün ve tarafsız sayım cetvelinin şematik gösterimi; örnek 33 kesit yüzeylerinde oluşan ölçüm alanı ile gözlem kesitindeki eşdeğer alan arasında ortaya çıkan sonda hacminin gösterilmesi. Şekil 23: Herhangi düzensiz bir şekilde sistemik rastgele örnekleme. 34 Şekil 24: Noktalı alan ölçüm cetveli. 36 Şekil 25: Noktalı alan ölçüm cetveli (d= 5mm) ve kesit üzerine rastgele 37 açıda uygulanışı. Şekil 26: Şeklin düzensizliğine dayanarak nokta sayısına göre hata 41 katsayısını belirlemek üzere tasarlanmış bir nomogram. Şekil 27: Bir olguya ait ilk kesitte lens ayar paftasının oluşumu ve ölçüm 45 cetvelinin oluşturulması. Şekil 28: Bir olguya ait verilerin Dicom programından jpeg formatına çevirildiğinde oluşan sıralı tüm kesit görüntüleri. 46

9 VII Şekil 29: Hippocampusun ardışık kesitlerdeki görüntülerde sınırlarının 49 çiziminin görünümü. Şekil 30: Bir olguya ait kesitte sınırları farklı renklerle çizilmiş sol ve sağ 51 hippocampus ile beyin yarım küreleri gösterilmektedir. Şekil 31: Yaşa göre hacim değerlerinin saçılım grafiği ile gösterilmesi. 54 Şekil 32: Yaş gruplarına göre hippocampus toplam hacminin bar grafikle 54 gösterilmesi. Şekil 33: Erkek ve kadın toplam hippocampus hacimlerinin 55 karşılaştırmasının grafikle gösterilmesi. Şekil 34: Sağ ve sol hippocampus açısından erkek ve kadınlarda ölçülen 56 hacim karşılaştırması. Tablo 1: Kesit görüntüleri üzerine düşen nokta sayılarının kaydedildiği 39 örnek tablo. Tablo 2: Hippocampustan geçen bir kesit için çevre karmaşıklığının 43 hesaplanışı. Tablo 3: Erkek ve kadınlarda sağ, sol ve toplam hippocampus hacim 53 ölçüm sonuçlarımızın tablo ile gösterilmesi. Tablo 4: Erkek ve kadınlarda istatistiksel değerlendirme sonrası ortalama hacim ve standart sapmalar ile minimum ve maksimum değerler gösterilmektedir. 55

10 1 1. GĐRĐŞ VE AMAÇ Hippocampus, merkezi sinir sistemi içerisinde limbik sistemin bir bölümü olarak canlılarda hafızada şifreleme, depolama, yeniden hatırlama gibi bazı fonksiyonların yürütülmesinde önemli rolü olduğu düşünülen bir anatomik yapıdır. Yüksek canlılarda fonksiyonel bütünlüğü sağlayan koordinasyon görevini son derece karmaşık yapısı ile merkezi sinir sisteminin üstlendiği bilindiği halde hippocampus un bu zincir içerisindeki rolü hala tam olarak açıklanamamış, birçok elektrofizyolojik ve klinik çalışmayla araştırılmaya devam etmektedir. Sinir sistemimizin nöroloji ve nöroşirurji dallarına temel olan, anatomik olarak ispatlanmış ve fonksiyonları kesin olarak bilinen birçok sabit merkez, ganglion ve yollardan oluştuğu binlerce yıllık bilgi ve birikim ile bilinmektedir. Bu sayede çiğnemek, konuşmak, belli kas hareketleri gibi motor fonksiyonlarla, ciltteki duyular ve refleks yolları gibi sensitif fonksiyonları ve iç ve dış bez salgıları gibi otonom birçok fonksiyonun hangi merkez ve yollarla gerçekleştiğini matematiksel bir doğrulukta kolayca açıklayabilmekteyiz. Bununla birlikte öğrenme, anıların saklanması ve tekrar canlandırılması, alışmışlık, mekan içerisinde yerini belirleme ve yön bulma, depresyon, kıskanma, kin gütme, üzüntü, beklentilerin oluşumu gibi maddesel olmamızın yanında duygusal bir varlık olmamızı sağlayan birçok manevi ve felsefi kavramların merkezleri ve yolları heyecanların merkezi olarak bilinen limbik sistem ve onunla bağlantılı bir yerlerde olabileceği düşünülse de hala araştırılmaktadır. Bu anlamda hippocampus; tam ve kesin ispatlara dayanan anatomi, fizyoloji gibi pozitif bilimlerin düşünce ve duyguları açıklamayı hedefleyen felsefi bilimlerle buluşabileceği bir merkezi sinir sistemi (MSS) bölgesi olarak gittikçe daha çok ilgi odağı olmaktadır. Nitekim literatürde hippocampus kelimesi kullanılarak yapılan medline taramalarda bu konuda civarında çalışma olduğu görülebilir. Doğuştan gelen içgüdüsel birçok davranış veya hayatın daha sonraki yıllarında edinilen etrafla ilişkilerinde önemli rol oynayan sosyal davranış şekillerinde de hippocampusun rolü olabilir. Benzer MSS yapı ve histolojilerine sahip olmasına rağmen erkek ve bayanlarda davranış farklılıklarının ve tepkilerin bazen iki farklı uç oluşturacak şekilde ters yönde ortaya çıkabilmesi mümkündür. Bu davranış farklılıklarının bir kısmının bu fonksiyonları üstlendiği düşünülen hippocampusun anatomik yapı farklılığından mı kaynaklandığını araştırmak ve üzerinde çalışma yapmak hala önemli bir konudur. Bu nedenle biz bu çalışmada erkek ve kadınlarda hippocampus hacminin kantitatif olarak farklılığının olup olmadığını belirlemeyi amaçladık. Ayrıca depresyon, anksiete bozuklukları, Alzheimer gibi birçok MSS patolojisinin de hippocampus hacim değişiklikleri ile bağlantısının olduğu daha önceki çalışmalardan bilinmektedir.

11 2 Hippocampus üzerinde hacimsel ölçümler ve standartların belirlenmesi gelecekte de birçok hastalığın tespit ve tedavisinde yardımcı olacak morfolojik temelleri hazırlayacağı açıktır. Bu yüzden hacim ölçümü popülasyonumuz için önem taşımaktadır. Bununla birlikte hacimsel bir ölçümün en az hatayla yapılması gerektiğinden kullanılacak materyal, cihaz, teknik ve yöntemlerin iyi seçimi büyük önem taşımaktadır. Kadavralarda yapılacak çalışmalarda dokunun ölüm sonrası su kaybı ve fiksasyon materyalinin özelliğine göre değişkenlik gösterebileceğinden böyle bir çalışmada canlılardaki mevcut olan hippocampus hacminin ölçülmesinin gerçeğe en uygun sonucu vereceği açıktır. Bu nedenle ölçümler materyal olarak canlı insanlarda yapıldı. Çalışma planlanırken yumuşak doku üzerinde çözünürlüğü tomografiye göre daha yüksek olan ve tomografiye kıyasla radyasyon vermemesi ile tamamen noninvazif bir yöntem olan MR yöntemini seçtik. Kalınlığı belirli ve paralel kesitler alması sayesinde MR ın Cavalieri yöntemine uygunluğu açıktır. Bu nedenle MR ile elde edilen kesitlerde belirlenen yüzeylerden hacimin hesaplanmasında birçok yayında güvenirliği diğer yöntemlere göre çok daha yüksek olarak bulunan Cavalieri'nin stereolojik metodunun kullanılması tercih edildi. Homojenliği sağlamak için çalışmamızda her dekad için eşit sayıda örnek alınması hedeflendi. Literatürde kendi popülasyonumuzda daha önce yapılmış erkek ve kadınlarda hippocampus hacmini ölçen çalışma sayısı yok denecek kadar az olduğundan ve erkek ve kadın hippocampusu arasında hacimsel bir fark olup olmadığını belirlemek amacıyla böyle bir çalışmayı hedefledik. Bu çalışmanın ilerideki bilimsel araştırmalara ışık tutması amaçlanmıştır.

12 3 2. GENEL BĐLGĐLER 2.1. HĐPPOCAMPUS ANATOMĐSĐNE GENEL BAKIŞ Tarihçe ve isimlendirmesi: Hippocampus ismi ilk kez 16. yüzyıl anatomistlerinden Giulio Cesare Aranzio tarafından kıvrımlarının latincesi hippocampus olan denizatının kuyruğuna benzetilmesi nedeniyle (hippos=at campos=deniz canavarı) kullanılarak hippocampus olarak isimlendirildiği bildirilmiştir. 1 Hippocampus, içerisindeki gyrus dentatus ile birlikte hippocampal formasyonun önemli bir kısmı olarak ifade edilmektedir. 2 Cortex cerebri'nin bu kısmının histolojisinin kendine özgü rulo şeklindeki kıvrımlı görüntüsünün koçboynuzuna benzetilmesi ve çok eski zamanlardan beri incelenmesine neden olması ile mitolojide koçbaşlı bir Mısır ilahı olan Ammon'un ismi verilerek cornu ammonis adı ile anılmıştır Cranium içerisinde yeri ve makroskopik anatomisi: Hippocampus, cerebrum'un temporal lobları medial yüzeyi içerisinde iki taraflı ve ayna görüntüsü oluşturacak şekilde simetrik olarak yerleşmiş C şekilli gri cevher parçasıdır. 4 Bu konumu ile ventriculus lateralis'in cornu inferior'u tabanına yerleşmiş olup altta parahippocampal gyrus (gyrus parahippocampalis) ile üstte cerebrospinal sıvı (liquor cerebrospinalis) aracılığı ile tela choroidea ile komşu olup epandim tabakası ile örtülüdür 4. Hippocampusun cerebrum içerisindeki yeri anonim kaynaklardan alınan Şekil 1-3 de gösterilmiştir. Şekil 1. Sol hippocampusun temporal ve parietal lob uzaklaştırıldığında görünümü.

13 4 Şekil 2. Hippocampus'un içinde yer aldığı lateral ventrikülün cranium içerisindeki yerleşimi. Şekil3. Hippocampusun ventriculus lateralis içerisindeki konumu.

14 5 Hippocampusun makroskopik görümünde baş, gövde ve kuyruk kısmı olarak üç parçası vardır. Anatomik pozisyonda öne, aşağı ve yana doğru lateral ventrikülün cornu inferior u tabanında ventrikül şekline uyarak uzanır. Boyu 5 8 cm. arasında değişebilen gri cevher kısmıdır. Hippocampusun baş kısmı intraventricular, digitationes hippocampi ve ekstraventricular (uncal) olarak üç kısımdır. Uncus önde posteriora doğru kendi üzerine kıvrılır ve sulcus uncalis i oluşturur. Baş kısmı üzerinde yer almasına rağmen digitationes hippocampi arasında kalan geniş ve düz kısmı latincede ayak anlamına gelen pes hippocampi adını alır. Uncus yüzeyinde gyrus semilunaris, gyrus ambiens corpus amygdala yı sararlar. Fimbria hippocampi, hippocampus'un uzun eksenine paralel ventriküle doğru çıkıntı yapan uzantısıdır. Commissura fornicis hippocampi (Lyra Davidis veya psalterium) iki taraf hippocampus'unu birbirine bağlar ve fornix hippocampi'ye ait ön kollar (anterior pillaris fornicis) corpus mamillare lerde sonlanır 4 7 Anonim kaynaklı Şekil 4 te hippocampusun ana alt bölümleri gösterilmiştir. Hippocampus kuyruğunun orta segmenti yukarıdan aşağı doğru gyrus fasciolaris, fasciola cinerea ve gyri Andreas Retzii olarak 3 bölgeye ayrılmıştır. Kuyruk yukarı doğru daralarak isthmus adını alır. Gyrus dentatus tan uncus parahippocampalis e uzanan bant şekilli yapı Giacomini bandı adını alır ve aslında gövdede margo denticulatus, kuyrukta fasciola cinerea adlı oluşumun devamıdır. 6 Uncus üzerinde Giacomini bandına yakın kabarıklık gyrus uncinatus adını alır. Giacomini bandı ile gyrus semilunaris ve gyrus ambiens birlikte lobus piriformisi oluşturur. Hippocampusun arteriel beslenmesi arteria cerebralis posterior ve arteria choroidea anterior aracılığı ile olur. Venöz dönüşü vena basilaris üzerindendir. 6 Şekil 4. Hippocampusun makroskopik bölümlenmesi ve kendi aksonlarından oluşan uzantısı olan fornix ile yaptığı anatomik görünümü.

15 6 Literatürdeki yayınlarda hippocampal oluşum ve hippocampus terimlerinin benzerliği karışıklıklara sebep olabileceğinden bu iki terminolojinin birbirinden ayırımının bilinmesi önemlidir. Hippocampal oluşum ifadesinin içeriğinde bile henüz bir konsensus oluşmamış olup bazı kaynaklarda sadece hippocampus proper, gyrus dentatus, cornu ammonis ve subiculum kabul edilmektedir. 6 Bazı kaynaklarda ise bu oluşumlara ilaveten indusium griseum, stria longitudinalis ve onların uzantıları, gyrus fasciolaris ve parahippocampal gyrus un öne uzantısı olan uncus da hippocampal oluşuma dahil edilmiştir. 2 Lorente de No, hippocampusun hücre türlerine göre bölgelerini isimlendirirken cornu ammonis ten kaynaklanan kısaltma ile CA1, CA2, CA3 ve CA4 kısaltmalarıyla isimlendirmiştir 8 (Şekil 5). CA1, CA2 ve C3 hippocampus proper'ı oluşturan kısımdır. Fakat CA2 çok küçük bir bölgeyi kaplar. Cornu ammonis ve gyrus dentatus birlikte hippocampusun birbiri üzerine bir tur kıvrılan iki tabakalı asıl morfolojisini oluştururlar. 2,9 Çalışmamızda hacmini ölçtüğümüz kısım lateral ventrikülün tabanında genişleme gösteren baş ve kuyruk ile sınırlı bu içiçe iki tabakalı sarmaldan oluşan anatomik bölümdür (Şekil 6). Hippocampus a ait diğer yüzey anatomisi ile ilgili oluşumlar Şekil 7 de gösterilmiştir. Kendi üzerine kıvrılmış cornu ammonis ile gyrus dentatus arasında yer alan kıvrımlı sınır vestigial hippocampal sulcus olarak adlandırılır. Bu kısım sulcus corpus callosi nin devamı olan sulcus hippocampi superficialis'in uzantısı şeklindeki derin kısmı olup karşılıklı sinirlerin geçiş yapabileceği şekilde tam yapışmış bir tabakadır. Arada küçük boşluklara nadiren rastlanabilir. 6 Cisterna ambiens, cerebellumun üzerinden gelerek hippocampus un mesencephalon ile arasına uzanan ve medial duvarını yapan lateral ventrikül uzantısıdır. 6 Lateralde hippocampus un sınırını sulcus hippocampi superficialis in tela choroidea dan sonraki kısmı olan cornu inferior ventriculus lateralis oluşturur. Bu iki beyin omurilik sıvısı içeren ventrikül uzantıları hippocampus u sarar. Bu durum MR ve bilgisayarlı tomografi kesitlerinde hippocampus için iyi bir anatomik tanınma noktası oluşturur ve böylece hippocampus cerrahisine kolaylık sağlar. Mesencephalon arka duvarını saran ve her iki taraftaki cisterna ambiens leri birleştiren cisterna quadrigeminalis, caudal yönde üçgen şekil alarak area triangularisi oluşturur. 6,7 Cornu ammonis ve gyrus dentatus'un birbirine rulo şeklinde sarılan ikili katmanı hippocampus un baş kısmında bir miktar bükülme gösterse de baş kısmından fimbriaların çıktığı kuyruk kısmına kadar düzgün gidişli bir rulo şekli gösterir. 9 Parahippocampal gyrus endorhinal, perirhinal ve parahippocampal cortexlerden oluşur. Endorhinal cortex'in tabakaları II den VI 'ya kadar romen rakamı ile numaralandırılmış ve özel fonksiyonel bölgelere ayrılmıştır. 6

16 7 Şekil 5. Hippocampus'un kesitinde komşulukları ve alt bölümlerinin anatomik yerleri. Şekil 6. Hippocampus'un cornu ammonis (CA) ve gyrus dentatus'a (GD) ait kıvrımlı katmanlarından oluşan uzun rulo şekilli sarmal yapısını gösteren temsili kesiti.

17 8 Şekil 7. Hippocampus'un yüzeyindeki bazı önemli oluşumlar HĐPPOCAMPUS EMBRĐYOJĐSĐNE GENEL BAKIŞ: Hippocampus filogenetik olarak archipallium'un (eski beyin) kıvrım yapmış bölümünden gelişir. 10 Embriyoda 4. haftada 3 primer beyin vezikülü oluşmuştur. Bunlar: Üzerinde optik vezikülü taşıyan prosencephalondur (ön beyin). Telencephalon ve diencephalon'a dönüşür. Mesencephalon (orta beyin), mesencephalon olarak kalır. Rhombencephalon daha sonra metencephalon ve myelencephalon'a dönüşür. Telencephalon'dan da beyin yarımküreleri, nucleus caudatus, putamen, lamina terminalis, bulbus olfactorius, amigdala, claustrum ve hippocampus gelişir. Hippocampus, koroid fissür konveks kavsinin lateral parçasından gelişir. Đlk başta; bu alanda öncü sinir hücrelerinin sayısının artması ve yer değiştirmesi olur. Bu sırada hemisfer duvarı hem kalınlaşır, hem de ventrikül medial kenarı yönünde bir çıkıntı oluşturur, sonuç olarak hippocampus oluşur (Şekil 8). 10,11

18 9 Şekil 8. Embriyoda 4. haftada beyin primer veziküllerinin oluşturduğu sekonder veziküller ve onların türevleri olan duvar ve boşlukların şematik olarak gösterilmesi HĐPPOCAMPUS HĐSTOLOJĐK ANATOMĐSĐ: Cornu Ammonis: Hippocampus'un daha önce bahsedilen cornu ammonis ve gyrus dentatus'dan oluşan iki katmanlı yapısından cornu ammonis, subiculum adlı bölüm aracılığı ile parahippocampal gyrus ile devam eder. Đçerdiği CA1'den CA4'e kadar alanlardan CA1 subiculum'a komşu olup, CA4 gyrus dentatus'un içbükey iç yüzeyi tarafından sarılmış merkezi kısımdır 12 (Şekil 6). Histolojik olarak cornu ammonis lateral ventriküle bakan yüzeyinden vestigial hippocampal sulcus adı verilen atrofiye uğrayarak yapışmış oluk kısmına doğru yüzeyden derine altı tabaka gösterir. 13 Bazı yayınlarda hippocampus u örten epandim tabakası ilk tabaka olarak kabul edilir. Bazı araştırmacılar da son iki tabakayı tek tabaka olarak kabul ederek stratum lacunosum-moleculare olarak adlandırır. Bazıları ise stratum lacunosum ve stratum moleculare olarak ayrı ayrı isimlendirirler

19 10 Cornu Ammonis in histolojik tabakaları: 1. Alveus 2. Stratum oriens 3. Stratum pyramidalis 4. Stratum radiatum 5. Stratum lacunosum 6. Stratum moleculare olarak bildirilmektedir. 4,6,13 Alveus; subiculum un ve hippocampus un afferent ve efferent piramidal hücre aksonlarından oluşur. Efferentlerin çoğu Str. pyramidalis'teki büyük nöronların aksonlarıdır. Kısmen stratum oriens ve gyrus dentatus'dan da lifler alır. Efferentler fornix fimbriasının geniş efferent parçasını oluşturmadan önce tekrar hippocampus a giren ince kollateraller oluştururlar. Afferentlerin diğer bölgeler ve karşı taraf hippocampus tan gelerek bu tabakadan geçtikleri bildirilmiştir. 2,4,6,13 Stratum oriens; hippocampus'a giren ve çıkan liflerin kollateralleri ve aksonlarla ağ haline gelmiş bir yapıdır. Bu yapı komşu tabakadaki büyük pyramidal nöronların birkaç basal dentriti ile delinir. Bu komşu tabakada yine küçük düzensiz şekildeki nöronlar (basket hücreleri) ve inhibitor internöronlar da bulunur. Bu inhibitor internöronlar hippocampus'a giden bir kaç afferent kollateralden ve efferent liflerden aksosomatik ve aksodentritik sinaps alır. Bu internöronların aksonları radiate ve molecular tabakayı delerler. Pyramidal hücrelerin aksodentritik bağlantıları ile sinaps yaparlar. Fakat en dikkat çekici sonlanmalar basket hücrelerine ait olanlardır. Bunlar değişik ve sayıca fazla olan aksosomatik sinapsları pyramidal nöronların gövdeleri üzerinde yaparlar. Çoğu nöron aksonları alveus liflerine katıldığı ifade edilmektedir. 2,4,6,8,13 Stratum pyramidalis: Hippocampusa asıl şeklini bu tabakadaki pyramidal hücrelerin dizilimi verir. Büyük ve küçük pyramidal nöronların iyi sınırlı çift katlı tabakasıdır. Basal yüzleri stratum oriens'e ve alveus'a dayanır. Apikal bölümleri stratum radiatum'a doğru yönelir. Pyramidal hücrelerin aksonları basal bölümden çıkar veya basal yüzden çıkan bir dendrite sahiptir. Alveus'a geçerek yan dallar verir ve sonra da fimbriaya doğru yönelir. Bu yan dallardan bazıları stratum oriens'deki hücrelerde sonlanır. Fakat çoğu (Schaffer kollateralleri) stratum moleculare'ye döner. Komşu pyramidal hücrelerin dendritik ağacı basal ve apikal olmak üzere iki kısma sahiptir. Bu yüzden çift piramidal nöron olarak adlandırılmıştır. Basal dendritler yakınındaki pyramidal tabakaya radial şekilde yayılır. Fakat çoğu stratum oriens'e geçer ve alveus

20 11 altında devam ederek dendritik çıkıntılarla kuşatılır. Apikal dendritler derinde ilerleyerek aksonlarla birleşik bir şekilde birkaç pyramidal hücre stratum radiata'yı oluşturur. Stratum lacunosum, stratum moleculare'ye ulaşınca apikal dendritlerin sayısı artar. Bu terminal küçük dallar kök dendritleri ile birlikte dendritik çıkıntılarla örtülüdür. Bu derin tabakalar pyramidal hücrelerin terminal dendritlerini, hippocampus'a giden terminal aksonları, dönüş yapan yan dalları ve gövdelerini, seyrek ve derinde yerleşmiş internöronları içermektedir. Pyramidal dendritik ağacın bölgeleri ayrı aksonal sonlanmalar alırlar. Böylece karşı hippocampus'un aynı bölgelerinden gelmeyenler stratum lacunare ve moleculare'deki apikal dendritler üzerinde sonlandığı bildirilir. 2,4,15 Stratum lucidum; CA3 bölgesindeki piramidal hücreler ile ilişkili olan yosunsu lifleri barındırır. 8 Đnsanlarda diğer primatlara kıyasla daha belirgindir ve CA1 ile CA2 alanlarında mevcut olmadığı bildirilmiştir. 2,4 Endorhinal cortex' ten gelen afferentler molecular tabakadaki apikal dendritlerin en çok terminal dallarıyla sinaps yaparlar ve stratum lacunosum' daki schaffer yan dalları ile synaptic sonlanmalar da yaparlar. Gyrus dendatus'un hücrelerinden gelen yosunsu fibriller, stratum radiatum'daki apikal dendritlerin kolayca görülebilen dendritik çıkıntılarını da kapsayan geniş synaptik sonlanmalar oluşturur. Bunun aksine basket hücre terminalleri aksosomatik synapslardan yoğun bir dizi oluşturduğu bildirilmiştir. 4 Cornu ammonis in ve içerisinde sarılı olarak yerleşmiş gyrus dentatus un histolojik katmanları fluoresans boyama ile Şekil 9 da gösterilmiştir Gyrus dentatus: Gyrus dentatus ise histolojik olarak üç katmanlı bir kortikal yapıdır 4,8,13 (Şekil 10). 1. Stratum moleculare. 2. Stratum granulare. 3. Stratum pleomorphica. Bu üç tabakadaki hücre tipleri yoğun bir dendritik ağaca sahiptir. 17 Gyrus dentatus un bu üç katmanlı yapısı bir bütün olarak cornu ammonis içerisine doğru vestigial sulcus aracılığı ile arada boşluk bırakmayacak şekilde yerleşmiştir. Bu durum anatomi kitaplarında aralarında ayırım yapmak mümkün değildir şeklinde ifade edilmektedir. 6 Hippocampus un iki ana yapısı olan cornu ammonis ve gyrus dentatus un yoğun iç ve dış bağlantılarının başlangıcını oluşturan nöronların yer aldığı tabakalarının histolojik olarak organizasyonu Şekil 11 de gösterilmiştir. 6 Comissura fornicis hippocampi sayesinde hippocampus beyinde sadece assosiasyon lifleri içeren bir merkez olmakla kalmayıp iki taraf arasında bağlantılar da sağlayan comissural bir yapıya da sahiptir.

21 12 Şekil 9. Fare hippocampus katmanlarının fluoresan boyalarla gösterimi. (h) gyrus dentatus hilar bölgesindeki mossy hücreler (g) granüler hücre tabakası, (iml) iç moleküler tabaka, (oml) dış moleküler tabaka, (hf) hippocampal fissür, (sl) stratum lucidum, (sp) stratum pyramidalis. Yayın için tarih ve no. ile izin alınmıştır. Macmillan Publishers Ltd.: Eckart Förster, Shanting Zhao and Michael Frotscher. Laminating the hippocampus. Nature Reviews Neuroscience AOP, published online March 8, 2006; doi: /nrn1882 page: 3. Şekil 10. Gyrus dentatus nöron, akson ve dentritlerinin fluoresan boyalarla gösterilmesi. (CFP; YFP, RFP) Sırasıyla; camgöbeği, sarı ve kırmızı fluoresan protein. Yayın için tarih ve no.ile izin alınmıştır. Macmillan Publishers Ltd.: Jean Livet, Tamily A. Weissman, Hyuno Kang, Ryan W. Draft, Ju Lu, Robyn A. Bennis, Joshua R. Sanes, Jeff W. Transgenic strategies for combinatorial expression of fluorescent proteins in the nervous system. Nature 450, (November 1st, 2007) doi: / nature 06293; Received July 17, 2007; Accepted September 25, 2007.

22 13 Şekil 11. Pyramidal ve granüler nöronların cornu ammonis (CA) ve gyrus dentatus (GD) tabakalarındaki yerleşimi ve akson dentrit dağılımı. 1 Pyramidal nöron aksonu, 2 Shaffer kollaterali, 3 Basket hücre, 4 Bazal dentritler, 5 Apikal dentritler, 6 Granüler nöron apikal dentriti, 7 Granüler nöron aksonları (mossy yosunsu lifler) 8 Pyramidal nöronun bazal dentritlerinin başka pyramidal nöron ya da septal veya komissural liflerle bağlantıları, 9 mossy yosunsu lifler (CA3'ün içine stratum lucidum), 10 septal ve komissural lifler, 11,12 Shaffer kollateralleri, 13,14 perforan yollar, 15 komissural lifler, 16 Septal lifler. (Str.) Stratum. (Hip.) Hippocampi ( tarihinde henri.duvernoy@orange.fr 'den izin alınarak yeniden yayınlanmıştır).

23 HĐPPOCAMPAL YOLLAR: Afferent ve efferent yollar üzerinde yoğun çalışmalar yapılmıştır. Golgi, bulduğu gümüş nitrat impregnasyonu yöntemi ile nöron doktrinini geliştiren Cajal ile birlikte 1906 yılında Nobel Tıp ödülü almış, Cajal hippocampus'un iç ve dış nöron ağı, synaptik bağlantılar ve sinirlerin iletim yönü hakkında detaylı bilgi vermiştir. 13, Afferent yollar: Hippocampus; direkt veya dolaylı tüm duyusal uyarıları içeren afferentlere sahiptir. Bu nedenle birçok araştırmacı tarafından histokimyasal ve elektrofizyolojik olarak bağlantıları araştırılmaya çalışılmıştır Endorhinal alandan gelen duyuların şu dört bağlantı üzerinden hippocampusa iletildiği bildirilmiştir: 6,13, Perforan yollar: Primer afferent yol olan bu yolun ipsilateral (aynı taraf) endorhinal cortex 2 ve kısmen 4 numaralı tabakalarından gelen aksonları medialde olmak üzere subiculum boyunca gyrus dentatus granuler tabakasına ve CA3 pyramidal hücrelerine bağlanır. Endorhinal cortex'in 3 ve kısmen 5 numaralı tabakalarından gelen lateraldeki aksonlar CA1'in pyramidal hücrelerine ve subiculum'a bağlanırlar. Endorhinal cortex ise bu iki perforan yolun uyarısını assosiasyon cortex'lerinden alır. 2. Yosunsu (mossy) lifler: Gyrus dentatus granuler hücrelerinden CA3 alanı pyramidal hücrelerine giderler. Multipl granüler hücreden tek CA3 pyramidal hücreye bağlantı gözlenmektedir. 3. Schaffer kollateralleri (Assosiasyon commissural yollar): Aynı veya karşı taraf hippocampusun CA3 ve CA2 den CA1 bölgesine giden piramidal hücre aksonlarıdır. 4. Alvear lifler: Gyrus cinguli den uyarısını alan endorhinal subkortikal alanlardan ulaşan bu lifler alveus tan hippocampusa doğrudan geçer ve hippocampus CA1 bölgesi ile subiculum iç tabakasına dağılır. Endorhinal cortex'ten gelen perforan yolun gyrus dentatus'ta granüler hücre tabakasına ve oradan mossy lifleri ile CA3 piramidal hücreleri ile sinaps yaptıkları, son olarak CA3 bölgesinin Shaffer kollateralleri stratum radiatuma tekrar girerek CA1 bölgesi piramidal hücreleri ile birleşip bir devre tamamladıkları gösterilmiştir. Granüler hücre, CA1 ve CA3 piramidal hücrelerinden oluşan gyrus dentatus'tan başlayıp

24 15 hippocampusun CA1 ve CA3 bölgelerinin arasında yer alan bu devre trisynaptic yol (TSP) olarak adlandırılır 3,23 (Şekil 12). Endorhinal cortex'ten CA1'e gelen ve tekrar endorhinal cortex'e dönen yola da monosynaptic yol (MSP) adı verilir. 23 Hippocampus, cortex gyri parahippocampalis ten de uyarılar alır ve bu uyarıları fornix yolu ile corpus mamillare, area septalis ve bazı hipotalamik nucleuslara naklettiği bildirilmiştir. 2,24 27 Ayrıca hippocampus fornix yoluyla area hypothalamica posterior, nuclei anteriores thalami, substantia innominata, corpus mamillare, ventral tegmental area, area septalis, nuclei raphe ve nucleus parabrachialis ten lifler aldığı bildirilmiştir 24,25,27-29 (Şekil 13,14). Đlaveten, gyrus cinguli, contralateral (karşı taraf) hippocampus ve Meynert'in basal nucleusu ve medial septal nucleus, locus cerulous'tan afferentler aldığı ifade edilmektedir. 24, Efferent yollar: Hippocampus'un CA1 bölgesinden subiculum'a ve oradan endorhinal cortex'e ulaşan ana efferent yolu direkt bir tek yönlü yol değildir. CA1 bölgesinin distal kısmı subiculum'un proksimal ucuna dağılırken hücrelerin bağlantı şekli CA1 subiculum sınırına mesafesine göre olur. Şekil 12. Trisynaptic devre (EC: Endorhinal cortex, DG: Dentat gyrus)

25 16 Şekil 13. Hippocampus'un afferentlerinin iç bağlantıları (Wolters Kluver Health den tarih ve B no ile izin alınarak yayınlanmıştır). Şekil 14. Hippocampus'un afferentleri.

26 17 Sınıra yakın CA1'dekiler sınıra yakın subiculum hücrelerine bağlanır ve lateral endorhinal cortex'e efferent çıkış verir ve afferent giriş alır, sınıra uzak CA1 dekiler uzak subiculumdakilere bağlanır ve medial endorhinal ve medial endorhinal cortex e efferent çıkış verir ve afferent giriş alırlar. Böylece tüm hippocampus içerisinde 2 döngü oluşur 23 (Şekil 15). Bu döngüler daha genişleyerek lateral endorhinal cortex üzerinden perirhinal ve medial endorhinal cortex üzerinden postrhinal cortex'lere ulaşır. 23 Fornix, hippocampusun asıl efferent yoludur. Subiculum ve hippocampus kökenli miyelinli lifler, alveus tan fimbria hippocampi ye gelir. Bu bağlantılar corpus callosum un spleniumu alt komşuluğunda crus fornicis, talamus un arkasında da corpus fornicis ismiyle uzanır. Corpus fornicis devamında columna fornicis ismiyle uzanan aksonlar, commissura anterior ile ikiye ayrılarak precommissural lifler ve postcommissural lifleri yapar. Precommissural olanlar area septalis, nucleus accumbens, nucleus preoptica hipotalamica, nucleus olfactoria anterior, substantia innominata ile area hypothalamica rostralis e ulaşırlar. Son olarak medial frontal cortex ve gyrus recti'ye dağıldığı belirtilmektedir. 15,24,32 34 Postcommissural lifler foramen interventriculare önünde kavis yaparak nucleus interstitialis stria terminalis, nuclei anteriores thalami ve nucleus dorsalis lateralis thalami ye bağlantılar verir. Hipotalamus a buradan ulaşan aksonların çoğu corpus mamillare de ve ventromedial ve lateral hipotalamus nucleusunda sonlandığı ifade edilir. 24 Subiculum dan ilave lifler direkt olarak amigdala'nın basal ve lateral nucleuslarında, endorhinal cortex'te ve retrosplenial cortex'te sinaps yaparak ve bazıları cingulum'a geçerek cortex gyrus cinguli'de sonlanır. Cornu ammonis ten çıkan lifler precommissural fornix aracılığı ile nucleus septalis'te sonlanır 34 (Şekil 16). Şekil 15. CA1 bölgesi ve Subiculum (SB) arasında sınıra göre yakın ve uzak yerleşimli nöronların birbirlerine bağlanış düzeni ve medial (MED.) ve lateral (LAT.) endorhinal cortex üzerinden oluşan 2 ayrı döngü.

27 Papez Devresi ve geliştirilmiş hali: 1937 yılında ilk kez Papez duyguların nörofonksiyonel devresinin bir açıklamasını yaptı. Bu görüşte corpus mamillare merkezi rol oynamaktaydı yılında Paul MacLean Papez'in bu teoreminde düzeltme yaparak limbik sistemi tanıttı. Papez Devresi hippocampusun dış bağlantılarını tamamlar. Papez devresi sırasıyla; hippocampus, fornix, corpus mamillare, tractus mamillothalamicus, nuclei thalamicus anterior, gyrus cinguli, gyrus parahippocampalis ve hippocampus a dönüş yapan nöronlardan ibarettir 2,3,24,25 (Şekil 17). Papez devresinde uyarılar döngüye girerek, bilardo toplarının birbirine çarpması gibi art arda tekrarlayarak yaşadığımız bir duygunun giderek şiddetlenmesine ve iz bırakmasına neden olduğu bildirilmiştir. 24 Emosyonlara cevapların normal olabilmesi için bu zincirin sağlam olması gerekir. 24,32,35 38 Paul MacLean daha sonra Papez devresini geliştirmiştir 39 (Şekil 18). Şekil 16. Hippocampusun efferentleri.(ca) Cornu ammonis, (SB) Subiculum.

28 19 Şekil 17. Klasik Papez devresi Şekil 18. Papez devresi üzerinde Paul MacLean in yaptığı ilaveler kalın çizgilerle gösterilmiştir.

29 LĐMBĐK SĐSTEM VE HĐPPOCAMPUS UN ROLÜ Limbik lob; gyrus cinguli, gyrus fasciolaris, gyrus parahippocampalis, hippocampus, area septalis (area subcallosa), ve gyrus dentatus'tan oluşur. 2,4-6,25 Limbik sistem ise limbik lob ve buraya ait oluşumların çekirdeklerini ve başta hipotalamus olmak üzere talamus ve mesencephelon ile olan afferent ve efferent yolları içine alır 3,6,40 (Şekil 19). Bir kısım subkortikal yapılar (formatio hippocampi, corpus amygdaleum, area septalis, indusium griseum, talamusun anterior çekirdekleri) ve bunların etrafındaki kortikal yapılardan (orbitofrontal cortex, gyrus subcollosus, gyrus cinguli, parahippocampal gyrus, unkus) oluşmaktadır. 3,6 Limbik sistemin çevre ile bağlantısını sağlayan yollar da limbik sistemin içerisinde incelenir. Bunlar fornix, fasciculus mamillotalamicus, cingulum, stria terminalis, stria longitudinalis medialis, stria longitudinalis lateralis, fasciculus mamillotegmentalis, fasciculus medialis telencephali, stria diagonalis ve stria medullaris talamidir. 3,6,41 Cortex gyrus cinguli ve endorhinal cortex ile iki taraflı bağlantıları olan hippocampus bu nedenle corticolimbic devrede önemli bir rol alır. Limbik sistem duygular, dürtüler ve heyecansal davranışlarla ilgili bir sistemdir. Hipotalamus ise hemen hemen tüm otonom fonksiyonlar için ana kumanda merkezini oluşturur. Hippocampus'un birçok merkezle bağlantısının olması ve tüm duyusal alanlardan uyarılar alması nedeniyle kesin fonksiyonunun belirlenmesi mümkün değildir. Şekil 19. Limbik sistemin şematik olarak gösterilmesi.

30 21 Bu yüzden hippocampus un belirli bir fonksiyonu ifade edilemez ve diğer beyin kısımları ile ortak katıldığı fonksiyonları açıklamaya çalışmak daha uygun olacağı ifade edilmiştir. 24 Görme, işitme, koku, dokunma, iç organ duyuları gibi sensitif uyarıların çoğu hippocampus'ta uyarı sağlamaktadır. Hippocampus da ventral talamus, hipotalamus ve limbik sistemin diğer bölgelerini uyarır. Bu şekilde, limbik sistemi hareketin davranış biçimine dönüşmesinden önce yönlendiren hippocampus un, davranışların şekillenmesine rol aldığı belirtilmektedir. 24 Yani hippocampusun, gelen duyusal sinyalleri içerisinden geçirerek heyecanların seviyesinde kontrol rolü oynadığı düşünülebilir denilmiştir HĐPPOCAMPUS, ÖĞRENME VE GEÇĐCĐ HAFIZA ĐLE ĐLGĐLĐ YAPILMIŞ ÇALIŞMALAR Limbik sistem ve hippocampus ile ilgili çalışmaların kronolojik tanıtımı ve ne tür çalışmalar yapıldığı genel bilgilerin hatırlatılması ve hippocampusta hacim ölçme çalışmamızın hangi amaca hizmet etmeyi hedeflediğinin anlaşılabilmesi için gereklidir. Đlk çağlardan beri hem kafa içi patolojilerin anlaşılması hem tedavisi amacı ile kafatasının trepenasyonu gibi yöntemler denenmiştir. Đlk olarak 19. yüzyılda dışarıdan bakarak tahmin yöntemi olan ve kafatası şeklinden ve kabarıklıklardan yola çıkarak kişilik tahmini yapan ve phrenoloji adı verilen bir sahte bilim yöntemi ortaya çıkmıştır. 42 Daha ileri dönemlerde hangi beyin kısmının patolojiden etkilendiğinin veya ne fonksiyon gördüğünün objektif olarak anlaşılması amacı ile ya belirli bölgelerin uyarılması ya da eksizyonu denenmeye başlamıştır. Bu iki yöntem araştırmalarda hala geçerliliğini korumaktadır. Heyecanların kaynağı konusunda geleneksel ve modern görüş olarak 2 görüş öne sürülmüştür. Geleneksel görüşte emosyonun olabilmsi için önce bir olayın olması gerekir yılında William James ve Carl Lange birbirinden bağımsız olarak heyecanların kaynağı ve doğası ile ilgili olarak tansiyon, kalp hızı, terleme ve ağız kuruluğu gibi fizyolojik deneyimlere cevap olarak otonom sinir sisteminin kognitif (şuursal) cevaplarının ortaya çıktığını ifade etmişlerdir. 22 Özellikle Lange vazomotor değişikliklerin heyecanlar olduğunu iddia etmiştir ve her ağlayan kişinin üzgün olması gerektiğini söylemiştir. Söz konusu olan teori emosyonel davranışı tamamen açıklayamamıştır. Örnek olarak fizyolojik değişikliklerin ortadan kalktığı halde kişide duygulanım sürecinin hala devam ediyor olmasının veya ilaveten ortada kayda değer bir fizyolojik değişiklik olmamasına rağmen ortaya duygulanımların çıkması gibi durumların izahı yapılamamış ve sözü edilen teorinin popularitesini azaltmıştır. Bu teoriye en uygun cevap 1920 yıllarında Walter B. Cannon ve Philip Bard fizyolojik değişikliklerin heyecanlar tarafından ortaya çıktığını ifade etmesi ve

31 22 hipotalamusun heyecansal beyinin merkezi olduğunu belirtmesi olmuştur. 22,43 Hafızanın merkezi konusunda ilk yayın 1900 yılında Bechterew tarafından stroke sonrası amnezi gelişen hastanın postmortem çalışmasında hippocampus ve uncusta yumuşama tarif etmesi ile olmuştur yılında Papez'in heyecanların beyin içerisinde talamusa varan bir döngü yaptığını ve bu döngüye cortex cerebri'den cortex gyrus cinguli yolu ile giriş olduğunun ifade edilmesi ile büyük bir aşama kaydedilmiştir. 38 Mamiller body tarifi de ilk kez Papez tarafından yapılmış ve limbik sistemin temeli atılmıştır. Hippocampus un, 1948 yılına kadar sadece koku ile ilgili olduğu sanılıyordu yılında MacLean koku hissinin içine katıldığı eski beyin kısmı olan rhinencephelon'un bu döngüye katıldığını belirtmiş, hippocampus taki pyramidal nöronların dış ve iç dünyadaki uyarılar için birleştirici bir heyecansal klavye olduğunu ifade etmiştir. Böylece heyecansal deneyimin temelinin iç ve dış iki uyarının birleşimi olduğu ilk kez belirtilmiştir. 39 Limbik kelimesi latincede kenar anlamına gelmekte olup ilk kez 1878 yılında Broca tarafından cortexin halka şeklindeki medial kısmına isim olarak verilmiştir yılında MacLean rhinencephalon'un visceral beynini tarif etmek amacıyla ilk kez limbik sistem terimi kullanılmıştır. Limbik sistemin öğrenme ve geçici hafızada fonksiyonunun olması önemini artırmış, dikkati hippocampus üzerine çekmiştir. 39 Daha sonra Schachter ve Singer teorisi; duyguların, çevreden gelen belirsiz uyarıların kognitif dönüşümleri olduğunu ileri süren düşüncesi ve Arnold teorisi: emosyonu şahıs için yararlı veya zararlı bir durum karşısında bilinç dışı ortaya çıkan bir sonuç olarak tanımlayan düşüncesi bilim dünyasında yoğun tartışmalara neden olmuştur. 43 Golgi ve Cajal 18 'ın gümüş nitrat impregnasyon yöntemi ile hücresel ve sinaptik bağlantıları ve ileti yönleri daha açık hale gelen hippocampus, Cajal'ın öğrencisi olan Lorente de No 46 tarafından en alt neocortexli hayvan türü olan farelerde incelenmiştir. Sonraki yıllarda boyama kalitesinin artırılmasını amaçlayan tekniklerin gelişmesi ile daha ileri derecede detaylar tespit edilebilmiştir. Bunlar sırası ile Golgi Cox altın impregnasyonu, Golgi ve Cajal 18 'ın gümüş dejenerasyonu, UV altında fluoresant aldehidleme, immunofluoresans, lucifer sarı ve diamon blue gibi boyama tekniklerinden otoradyografik metoda ve intraaksonal transporta kadar uzanır. Son teknoloji kantitatif proton magnetik reonans spektroskopi sayesinde beyindeki metabolitlerin miktarsal ölçümüne ve son olarak gen ekspresyon incelemelerine kadar varmıştır. Fizyolojik anlamda da hippocampus üzerinde yapılan çalışmalarla sinaps esnekliği (synaptic plasticity) olarak adlandırılan değişebilen uyarılma seviyeli sinaps gibi veya long term potentiation gibi yeni fizyolojik kavramlar ortaya çıkmıştır.

32 yılında MacLean 47 'in evrim basamaklarını açıkladığı triune (üçlü birleşmiş) beyin kavramı taxonomi ve evrim açısından yeni bir çığır açmıştır. 3 En içte protoreptil (erken sürüngen) beyninin ortak öğelerini taşıyan spinal cord, beyin kökü, diencephelon ve bazal ganglionlardan oluşur. Diğer katlar olmadığından sürüngenler geçmişten ders alamazlar ve aynı zarar verici, hatta ölümcül hataları tekrarlarlar. Bunun üzerindeki kat paleomemeli beyni olup limbik sistemi, hippocampus, amigdala, hipotalamus ve periventriküler yapıları içerir. Başta eski memeliler olmak üzere tüm memelilerde bulunur. Vücudunun içinden ve kendinin farkında olmayı sağlar. Heyecan, içgüdüler ve duyguları taşır, yargıların bilinçaltı sahibidir, birşeye karşı pozitif veya negatif yaklaşımda olmayı sağlar. Zevkin tekrarı ve acının önlenmesi çabası gösterirler. Neomemeli beyni, en dış tabakayı yapar ve cerebral cortex özellikle frontal cortex öğesi dikkat çekicidir. Bilincin sahibidir. Çevreyi analiz etmeyi sağlar. 47 Öğrenme veya öğrenilen bilgilerin nerede ve nasıl depo edildiği konusuyla ilişkili olarak farelerde labirent içerisinde binlerce değişik çalışma yapılmış olup, bu çalışmalarda da oldukça ilginç yöntemler denenmiş ve şaşırtıcı sonuçlara ulaşılmıştır. En çok kullanılan yöntem olan labirent yöntemi geliştirilmiş, 1976 yılında Olton ve Samuelson 48 8 kollu radial labirenti bularak kullanımını tarif etmiş, 4 kollu versiyonu ile mekansal referans hafıza ve mekansal çalışma hafızası terimlerini ifade ederek test edilmelerini sağlamışlardır yılında Morris 49 pudra ile bulandırılmış su labirentini icad ederek içerisindeki üzerine çıkabileceği gizli platformu bulma şeklinde farelerde deneyler yapmıştır. Barnes 50 parlak kaçış delikli labirenti önermiştir. Morris'in su testini 1999'da Hamilton ve ark. 51 bilgisayarda sanal olarak yaratmış ve insanlarda bu testin kullanımını sağlamışlardır. Bu güne kadar, sıçan, civciv veya maymun gibi birçok farklı tür üzerinde öğrenme ve hafızalama yetilerini test etmek amacıyla çeşitli testler uygulanmıştır. Pasif sakınmanın öğrenilmesi veya hayvanın yaşadığı çevredeki değişikliklere uyumu ve bu değişiklikleri algılanmasının değerlendirilmesi buna örnektir. Bir diğer yöntem transvers pattern diskriminasyon testidir. Denek hayvanına sadece belli seçimleri yaptığında ödül verilir, bu yeteneğin kaybedilip kaybedilmediğine bakılarak göre lezyondan etkilenip etkilenmediğinin değerlendirilmesi yapılır. Bu öğrenmeyi test eden deneyde denek A, B ve C olarak sayılabilecek ikisi bir araya getirilerek sunulduklarında A ve B varken A'yı, B ve C varken B'yi, A ve C varken C'yi seçmelidir. Bunu başarabiliyorsa denek mevcut bir lezyona rağmen öğrenebiliyor demektir. 52 Đlgili çalışmaların stratejilerinde temelde uygulanan iki tip yaklaşım göze çarpmaktadır: Birincisi; nöronal aktiviteyi etkilediği bilinen bir takım biyokimyasal

33 24 aracıların öğrenme öncesi veya sonrasında çeşitli ajanlarla bloklanması sonucunda hayvanlarda ortaya çıkan davranışların izlenmesidir. Örneğin; inhibitör boya ile hippocampus içerisindeki trisynaptic yol bloke edilerek farelerin monosynaptic yolla da geç ve zor da olsa öğrenebildikleri gösterilmiştir. 53 Đkincisi ise hayvanların eğitiminden önce bir takım amnezik ajanların (glutamat, oubain, emetin) hafıza işlemleriyle ilgili olduğu bilinen beyin bölgelerine enjeksiyonu sonucunda ortaya çıkan davranışların değerlendirilmesi çalışmaları konunun önemine işaret eden çalışmalar olarak literatürde yerini almıştır. Konuyla ilişkili olarak dikkate alınması gereken çalışma modellerinden birisi de öğrenmeyle ilgisi olduğu bilinen beyin bölgelerinde, öğrenme öncesi ve sonrasında oluşturulan lezyonların ilgili bölgenin kanlanmasının bozulmasıyla ortaya çıkan davranışsal etkilerinin izlenmesi çalışmalarıdır. Birçok idrak bozukluğunda ve şizofrenide nöro anatomik, nöro embriyolojik ve genetik yüzlerce çalışma ortaya konulmuş, hippocampus un hacminde ortaya çıkan değişiklikler ile şizofreni ve sonuç itibariyle bu hastalardaki idrak bozuklukları arasındaki ilişkiler açık biçimde ortaya konulmuştur.đlgili bölgedeki atrofinin olası nöron kaybının bir sonucu olduğu, nöron kaybının ise öğrenme veya hafıza yetersizliklerine neden olabileceği öne sürülmüştür. 54 Yukarıda bahsi geçen çalışmaların sonuçlarına bakıldığı zaman hippocampus un öğrenme ve geçici hafızalama fonksiyonu üzerinde vazgeçilemez öneme sahip olduğu görülecektir. Limbik yapılarla neocortex arasındaki bağlantıların heyecanların içgüdülerle bütünleştirilmesinden sorumlu olduğu düşünülmektedir. Hippocampus fonksiyonları açısından hayvan deneylerinden elde edilen verilerden çok daha önemlisi insan vakaların travma veya ameliyat veya bir hastalığa bağlı iskemi veya kalsifikasyon oluşması vb. nedenlerle bir veya her iki hippocampusu hasara uğramış insanlardaki elde edilen bulgulardır. Bunlardan en önemlisi 27 yaşındaki Henry M. isimli Amerikalı bir hasta ile ilgili deneyim ve sonuçlardır. 22 Bu hasta ilaçla kontrol edilemeyen haftada 10 adet gibi yoğun epilepsi nöbetleri sonrası 1953 yılında ameliyat geçirmiş ve her iki hippocampus ve amigdala ile parahippocampal gyrusun bir kısmı ameliyatla eksize edilmek zorunda kalınmıştır. Bu hasta ameliyat öncesi geçmişini hatırlamakla birlikte ve ameliyat sonrası zeka oranı seviyesi 118 de kalmakla birlikte hiçbir yeni bilgi öğrenememekte, kendi deyişi ile her günün kendi başına yalnız olduğunu, bir gün önce yaşadığı zevk ve üzüntülerini hatırlayamadan her bir gün yeniden başlamakta ve gün içerisinde yaşadıklarını sonradan kesinlikle hatırlamamaktadır. Ameliyat öncesi tanıdığı kişilerin dışında yeni tanıştığı kişileri hatırlayamamaktadır. Hatta ameliyatı sonrasında yıllardır kendisini takip ve tedavi eden doktor Milner'ı hiçbir zaman hatırlayamamış ve her gün yeni baştan tanışmak zorunda

34 25 kalmıştır. Yemek yediğini hemen yemek bitiminde unutmakta ve yeniden yemek isteyebilmektedir. Birkaç dakika önce okuduğu dergileri unutup baştan okumaya başlamıştır. Ameliyat sonrası ev taşıdıklarını, baba ve amcasının ölümünü unutmakta her soruluşunda tekrar unutarak ameliyat öncesine dönmektedir. Yoğun tekrarlamalar sonrası yeni bir oyun veya bilmece çözmeyi veya bir meziyet edinmeyi öğrenebilmekte fakat bunları nasıl ve ne şekilde öğrendiğini hatırlayamamaktadır veya öğrenmiş olduğunun farkında değildir. 2 yıl sonra günün tarihi sorulduğunda ameliyat öncesi bir tarih vermekte ve yaşının ameliyat öncesi yaşı olan 27 sanmaktadır. 22,55 Diğer bir örnek ise R.B. isimli hastadır. Bu hasta bir iskemik olay geçirmiş ve daha sonra otopsi de de belirlendiği gibi her iki hippocampusu selektif olarak hasar görmüştür. Ölümü öncesi dönemde şahıs bir önceki güne ait anılarını bile hatırlayamamış ve kısa süre aralıklarla aynı hikayeleri tekrarlamıştır. 22,56 Henry M. ve R.B. adlı hastalardan hippocampusun öğrenme ve geçici hafıza ile ilgili olduğuna dair çok önemli bilgiler edinilmiştir. Kısa süreli hafıza, yeni verilerin depolanma kapasitesini göstermektedir. Böylece her ne sebeple olursa olsun sağ ve sol hippocampus olmadan verbal veya sembolik uzun süreli anıların kalıcı olamayacağı ifade edilmiştir. 24 Ayrıca, sağ hippocampus görsel, sol hippocampus ise sözel hafıza ile ilgili fonksiyonlarda daha fazla çalışmakta ve bu bölgelerin lezyonlarında da bahsedilen hafızalarda kayıp 24, 57 gelişmektedir. Hippocampusun endokrin fonksiyonu da araştırılmaktadır. Histolojik olarak ön hippocampus bölgesinde östradiolü depolayabilen nöronlar tespit edildiği belirtilmiştir. 24 Sıçan deneylerinde hippocampal uyarılar ovulasyonu engellemiştir. 24 Fornix transeksiyonu ACTH sekresyonunda bozulmaya yol açtığı bildirilmiştir. 24 Hippocampus heyecan uyandıran reaksiyonlarla veya heyecanın kontrolü ile iç organlara ait aktiviteyi düzenlediği bildirilmektedir. 24 Hippocampus cerebral cortex üzerine olan retiküler aktivitenin ayarlanması ile de ilgilidir. Obesite ile ilgili çalışmalarda 1999 yılında bulunan mide fundusundan salınan, leptin eşleniği olan ve açlığa sebep olan ghrelin adlı hormonunun özellikle hippocampus ta neurotrophic (sinir besleyici ve büyütücü) etkili olduğu ve değişen çevreye dürtüsel adaptasyonda ve öğrenmede rolünün olduğu bulunmuştur. 58,59 Kjelstrup ve ark. 60 ve Bannerman ve ark. 61 tarafından ön hippocampus un korku ve anksiete ile ilgili olduğu gösterilmiştir. Richmond ve ark. 62 hippocampusun koşullu donup kalma ile ilgisini göstermiştir. Hippocampus fonksiyonları ile ilgili çalışmalardan Strange ve ark. 63 ve Kesner ve ark. 64 sadece bir fonksiyonun bir bölgeye ait olmadığını ifade etmişlerdir. Morris ve ark. 65 ve Sutherland ve ark. 66 hippocampus hasarında

35 26 öğrenme ve mekansal bilgiyi hatırlamada ciddi eksiklikler oluştuğunu söylemişlerdir. Squire ve Zola 67, Squire ve Alvarez 68, Bannerman ve ark. 69 hippocampusun bildirimsel (declarative) öğrenme (bir kişinin bir işi yapıp yapamayacağının farkında olması) ve hafıza ile ilgili olduğunu ifade etmişlerdir. Knight ve O hagan 70 hippocampusun olaysal (episodic) hafıza ile (bir olay sırasında nerede olduğunu hatırlama) ile ilgili olduğunu belirtmiştir. Tulving ve Markowitsch 71 ile Grunwald ve Kurthen 72 yeniliklerin farkına varma fonksiyonunda rol aldığını belirtmiştir HĐPPOCAMPUSUN FĐZYOLOJĐ VE KĐMYASI: Hippocampus monoaminerjik, kolinerjik, GABAerjik afferentler almaktadır. 22,24,73,74 (Şekil 20). Glutamat ve aspartat, hippocampustan en çok miktarda salınan eksitatör transmitterlerdir. Stratum lacunosum ve stratum oriens te somatostatine, stratum pyramidalis, stratum radiatum ve stratum oriens te glutamat dekarboksilaza, stratum pyramidalis te ise kolesistokinine immünolojik olarak cevap veren aksonlar bulunduğu ifade edilmiştir. 24 Đlaveten, CA3 le bağlantılı yosunsu liflerde opoid peptid yapıdaki dinorfin, çoğu hippocampal alanlarda ise vazoaktif intestinal polipeptid yaygın olarak bulunduğu belirtilmiştir. 24 Hippocampus hacim değiştirme yumuşaklığına sahiptir. Psikolojik ve hormonal etkilere hassas bir kısım olduğu bilinmektedir. Bu hassasiyeti gonadal, tiroid, adrenal hormonlara cevap vermesi, synaptik oluşumlardaki değişiklikler ve grus dentatus hacminde değişikliklere sebep olması ile gösterilebilir şeklinde yorumlanır. 24 Yakın hafızada tutulan bilgilerin kalıcılığı uykunun REM safhasında meydana gelir. Bu dönemde, hippocampusa yönelik serotoninerjik rafe nucleusları aktiftir. Derin uykuda EEG kayıtları neocortexte düzenli ve senkronize ritim gösterirken, hippocampus ta senkronize değildir. 24 Kişi uyandığında ise neokortekse ait EEG desenkronize olmasına rağmen; hippocampus yavaş ve düzenli bir ritim ortaya koyar. Hippocampus un EEG kayıtları ritmiktir ve sinüzoidal teta dalgalarıdır. Bu, yapının spontan aktivitesini ve bilincin değişik devrelerle ilişkisine işaret eder. 15,24 Hippocampus; uzun süreli bir sinaptik ilişki şekli olan uzun süreli potansiyelizasyon (LTP) ve iskemiye seçici duyarlılık özelliklerini içeren bir yapı olduğu bildirilmiştir. 24 Gyrus dentatus'a giden perforan yollara konan mikroelektrodlara uygulanan elektrik dalgalarından teta dalgalarının frekansı olan 5 Hz ile 10 saate varan en iyi uzamış cevapların alındığı gösterilmiştir. 24 Teta dalga salınımı hippocampusun beyinin merkezi osilatörü olabileceğini de düşündürmüştür. Hippocampus'un bir diğer özelliği ise aşırı uyarılabilir olmasıdır. Örnek olarak zayıf elektrik uyarıları, hippocampus ta uyarı sonlansa bile saniyelerce devam eden lokal epileptik nöbetlere yol açar. 24 Bu durum, hippocampus un normal şartlarda bile uzun süren sinyaller yaydığına işarettir. 24,75

36 HĐPPOCAMPUS, GEÇĐCĐ HAFIZA VE EPĐLEPSĐ: Beyinin ve hippocampusun fonksiyonlarının anlaşılabilmesi için nörofizyolojik çalışmaların ve bunlardan elde edilen verilerin de çok iyi bir araya getirilmesi büyük katkılar sağlamıştır. Hippocampus üzerinde tespit edilen nöronal bağlantı ve döngülerin incelenmesi verilerin beyinde bir merkezi osilatörün varlığı, teta dalgalarını üreten bir sinir döngüsünün bir sinir ağı üzerinde nasıl oluşabileceği, epilepsinin kendiliğinden veya uyarı ile hangi mekanizmalarla oluşabildiği araştırmalarına yöneltmiştir. Verilerin bir sinir ağı üzerinde geçici olarak nasıl depolanabileceği araştırılmış ve nöronların elektronik mantık kapıları ile modellemeleri çalışmaları ortaya konmuştur. Burada aslında insan beyninde sinaptik olarak ne kadar büyük bir kapasitenin bulunduğu da gözler önüne serilmektedir. Örnek olarak bir tek CA3 nöronunda kadar synaps bulunabilir ve bunun kadarına başka CA3 nöronlarından uyarılar gelebilir. 76 Milyarlarca sinir hücresi için düşünüldüğünde mevcut en yüksek bilgisayar sisteminin çok daha üzerinde entegrasyon ve hafıza kapasitesi olduğunu görmek mümkündür. Beyinin osilatör merkezinin veya geçici hafızanın nöron hücresi tarafından nasıl saklandığının temel mekanizmaların anlaşılması için elektronik mantık devrelerine eşdeğerliğinin temel prensiplerini ve nöron mantık kapısı benzerliğinin nasıl olduğunu burada konunun odak noktasının dağılmaması amacı ile kısaca özetlemek Şekil 20: Hippocampusa ait hormonal girişler. (MMB= Corpora Mamillaris)

37 28 uygun olabilir. Aksiyon potansiyeline ulaşmış ve ileti durumuna geçmiş bir nöronun bir elektronik mantık kapısı gibi çalışması bu benzetme ve ortak uygulanabilirliğin temelini oluşturmaktadır. Ayrıca temel prensipleri kullanan basit blokların karmaşık şekilde birbirleri ile bağlantılarının hem nöron hem elektronik mantık kapıları için çok daha yüksek miktarda verilerin saklanabilmesine imkan tanıyacağı açıktır. Hippocampus hücrelerinin verileri geçici olarak nasıl sakladığı çok az araştırılmış ve merak edilen bir konudur. Elektriksel mantık kapıları ile çeşitli mantık durumlarına göre davranan kombinasyonlar oluşturmak ve hafızada veri tutmak bilgisayarların temel çalışma prensibini teşkil eder. Nöron hücrelerinin kültür ortamında benzer şekilde elektriksel mantık kapısı gibi davrandığı gösterilmiştir. Yani nöronların eksitatör veya inhibitör girişlerinin farklı bağlantıları sayesinde mantıktaki VE kapısı, VEYA kapısı, DEĞĐL kapısı gibi çalıştığı ve zaten bu fonksiyonları beyin içerisinde gördüğü açıktır. Blum 1972 yılında merkezi sinir sistemi içerisindeki mantık işlemlerini ve veri transfer mekanizmalarını açıklamıştır. 77 Nöronun mantık kapısına benzetilebileceği en basit uygulama DEĞĐL kapısı dır. Đnhibitör girişlerine uyarı alan bir nöronun iletiyi kesmesi ile açıklanabilir. Bir nöron üzerinde uyaran ve inhibe eden veriler birbirine ters etki edecek, sonuçta eksitatör synaps potansiyelleri toplanacak, inhibitör sinaps potansiyelleri çıkarılacak ve aksiyon potansiyeline ulaşılıyorsa nöron ölçülebilen elektriksel bir deşarj ile cevap verecektir. 77,78 Feinerman ve Moses 78 nöronun yeteri kadar uyarılmasını sağlayacak nörona giriş veya geri besleme akson sayısının en az 100 kadar olması gerektiğini bildirmiştir. Nöronların bu davranış şekilleri temel elektrik kapılarına benzetilmekle birlikte çok daha karmaşıktır. Nöronların bu fonksiyonları sağlayabilecek şekilde organizasyonu içerdiği sinapsların ve etkiyen nörotransmiterlerin türüne bağlıdır. Bu sinapslar; inhibitör, exitatör, nonchannel, neuromuskuler veya elektrik synapsı şeklindeki bağlantı noktaları sayesinde olmaktadır. Elektriğin direkt aktarıldığı elektrik synapsı sadece göz ve kalpte vardır. 79 Normalde bir verinin sinirde 100 ms. gibi kısa bir süre kalması gerekirken daha önce Papez devresi ile bilardo toplarının çarpmasına benzetilerek anlatıldığı gibi ve trisynaptik döngü gibi döngülerden defalarca geçirilerek tekrarlanması ile çok daha uzun süre kalabilmesi sağlanabilmektedir. Daha önce bahsedilen LTP süresinin hippocampusta 10 saat kadar sürmesi geçici hafızanın yaklaşık olarak bu süre ile uyumlu olduğunu düşünülebilir, iz bırakıcı olayların cortexe aktarılıp geri kalanların sıfırlanarak geçici hafızanın yeniden kullanılır hale gelmesi söz konusu olabilir. Elektrik uyarı döngüsüne ilaveten bilmediğimiz noktalarda çeşitli protein veya nörotransmitter sentezleri ve depolamaları ile de beyinde bu süre ve fonksiyonlar destekleniyor olabilir.

38 29 Beynimizin herhangi bir protein sentezinin süresini beklemeye gerek kalmadan son derece hızlı düşünebilmesi ve ani uyaranlara reflekslerle reaksiyon gösterebilmesi benzer elektrik uyarılarının nöronlar arasında hızla nakledilmesi ile mümkündür. Sinir ileti hızı da nörolojinin kullandığı ve bilinen bir ölçüm yöntemidir. Nöronun mantık kapısı gibi nasıl davrandığı incelenebilmesi için temel mantık kavramları çok kısa olarak tekrar gözden geçirilirse; mantıkta 1 bit bir olayın veya durumun var ya da yok olması, mantıksal ifade ile 1 veya sıfır şeklinde ifade edilir. Mevcut bilgisayarlarımız en yüksek veri paketini 64 bitlik paketler halinde yollayabilmektedir. Yani 2 64 adet 1 veya sıfır rakamı peşpeşe paketler halinde yollanmakta ve işlenmektedir. Milyonlarca sinir hücresinin aksiyon potansiyeline ulaşıp ulaşmamasına göre ayrı ayrı ileten veya iletmeyen konumda olması sayesinde çok daha büyük bir bit rakamının elektriksel anlamda beyinde oluşturularak iletilebildiği gerçektir. Örneğin 1.2 milyon myelinli lif içeren fornix cerebri sayesinde hippocampustan sadece bu yolla 2 üzeri 1.2 milyon adet verinin aynı anda gönderilmesi inanılmaz bir koordinasyon kapasitesini ve geçici hafıza gücünü ifade ettiği söylenebilir. Nöron elektriksel mantık kapısı benzetmesi sayısı çok daha fazla sayıda artırılabilir ve kompleks mantık öneriler ile örtüşebilir. Bunlar sonuçta NAND, NOR, EXOR, IF gibi karmaşık mantık fonksiyonlarını gerçekleştirebilirler. Kendi kendisine geri besleme yapan mantık kapılarının oluşturduğu osilatör devresinin hippocampustaki osilatör nöronların kendini uyarmasına ve beynin osilatör şeklinde teta dalgaları üretmesine benzetilebilir veya epilepsinin ortaya çıktığı nöronal eksitasyon döngülerine kadar bu benzetme ve eşdeğerlikler genişletilebilir. Benzer şekilde bazı hastalıkların tedavileri de son zamanlarda nöron ve elektriksel mantık kapısının benzer davranışı ve ortak elektrik prensipleri göz önüne alınarak yapılmıştır. Son güncel tedavileri sağlayan bu paralelliğin gözlenmesi ve uygulamaya konması sayesinde beyin içerisine elektrod yerleştirilerek gerektiğinde uyarı verilip parkinson veya intansiyonel tremor tedavi edilebilmekte, gerektiğinde yüksek elektrik alanı oluşturulup epilepsi nöbetlerinin ortaya çıkması engellenebilmektedir HĐPPOCAMPUS LEZYONLARINDA GELĐŞEN KLĐNĐK PATOLOJĐLER: Genel olarak hippocampusun uyarılması ile kızgınlık, sakinlik veya hiperseksuelitenin birisinin görüldüğü bildirilmiştir. 24 Hafif uyarılmada da, uyarı sonunda bile epileptik nöbetler saniyelerce devam edebilir. 24 Nöbetlerde şahıs koku, görme, işitme, dokunma ve benzeri tarzda hallusinasyonlar tarif eder. Kişinin bilinci yerindedir ve halusinasyonların gerçek olmadığının idrakındadır. 24,80 Birçok çalışmada maymun temporal lobunun büyük bir kısmını bilateral olarak çıkarmak sureti ile davranış

39 30 değişiklikleri incelenmiştir yılında, insanda temporal lob medial kısımlarının hippocampus dahil bilateral çıkarılması ile benzer bulgular görülmüş olup hafıza kaybı da izlenmiştir. Bu tabloya Klüver Bucy Sendromu adı verilir: 22,24,80,81 1. Uysallık vardır. Korku kızgınlık hissi yok olur. 2. Beslenme alışkanlıkları değişir. Yiyecekleri uzun süre yoklayarak kontrol ederek yer ve yiyecek dışı maddeleri de yemeye çalışır. 3. Psişik körlük oluşur. Yani görülen objelere anlam verilemez. 4. Hiperseksüalite veya tersi durum gelişir. Cins, tür, canlı, cansız ayırımı yapmadan sıklıkla seksüel aktivitede bulunabilir. 5. Yeni şeyleri hafızalarında tutamaz ve yeni beceriler kazanamazlar. 22,24 Alkolizm, kronik malnutrisyon veya tiamin yetersizliği gibi metabolik durumlar ile enfarktüs, kanama veya cerrahi gibi mekanik nedenlerle oluşan hippocampusun bilateral lezyonlarında yeni hatıraların kaydedilememesi ile ilgili bir amnezi gelişir ki buna Korsakoff Sendromu (Dismnezik Sendrom) adı verildiği ifade edilmiştir. 22,24 Bunlar hastalık öncesi öğrendiği karmaşık işleri başarabilirler, fakat yeni öğrenilmiş, bundan çok daha basit becerileri uygulayamazlar. Đlaveten, geçmişe ait konfabulasyon adı verilen hayal veya konfüzyon tarzı saçma deneyimlerini de anlatırlar. Anlattıklarına kendileri de inandıkları ifade edilmektedir. 22,24,80,82 84 Hippocampus lezyonları sonucu ortaya çıkan davranış değişikliklerinden, kortikal ve duyusal uyaranlardan gelen bilgiyi kodlayamaması sorumlu tutulmuştur. 15, STEREOLOJĐ VE CAVALĐERĐ PRENSĐBĐ Biyolojik yapılardan elde edilen iki boyutlu kesit görüntülerinden, değişik yöntem ve metotlar kullanılarak, onların gerçekteki üç boyutlu yapısal özellikleri ile ilgili bilgilerin ve yorumlarının elde edilmesini sağlayan bilim dalına stereoloji denir. 85 Çok eski zamanlardan beri özellikle geometrik olamayan şekillerin hacimlerinin ölçülmesi için çeşitli yöntemler denenmiştir. Đlk kez Çinde yılları arasında yaşamış olan Zu Gengzhi tarafından eşit yükseklikte iki cismin eş kalınlıktaki kesit alanları aynı ise hacimleri aynıdır ifadesi kayıtlara geçmiştir yıl sonra Đtalyan matematikçisi Boneventura Cavalieri aynı prensibi kendi ismiyle açıklamıştır. 87 Günümüze kadar başka hacim tespit yöntemleri önerilmişse de en kolay uygulanan ve kabul gören yöntem olarak Cavalieri metodu sadece günlük hayatta değil tıbbi uygulamalarda da hem makroskopik hem mikroskopik ölçümler açısından şekli geometrik olmayan birçok uygulama alanı bulmuş ve hata oranı kabul edilebilir, standart bir yöntem halini almıştır. Hacim ölçümünün organ ve dokular için vazgeçilmez bir gereksinim olduğu giderek daha iyi anlaşılmaktadır. Bir doku veya organın hacminin ölçümü, deneysel

40 31 çalışmalarda olduğu kadar, klinikte teşhiste veya tedavinin planlanmasında sıklıkla kullanılan bir değerdir. Genellikle fizik muayene sırasında veya radyolojik tetkiklerin gözlenmesi ile incelenen yapının şekli ve büyüklüğü hakkında nispi bir fikir elde etmeye çalışırız. Bu tahmin, ilgilenilen organ veya onun bir kısmının hacmi hakkında yapılan kesin olmayan ve tahmini bir değerlendirmedir. Aynı şekilde BT veya MR gibi yöntemlerle söz konusu yapının gerçek hacim veya bileşen hacim değişiklikleri değerlendirilir. 88 Bu değerlendirmeler neticesinde söz konusu organın patolojik mi olduğu, tedavi gerektirip gerektirmediği veya hastalık gidişatı takip edilebilir. Görüntüler üzerinde yapılan hacimsel yorumlar subjektif olduğundan nicelik hakkında yetersiz kalabilir ve objektif ölçüm gerektirir. Klinikte son zamanlarda radyolojik tetkiklerden alınan kesitler üzerinde hacim hesaplama yöntemi olarak Cavalieri prensibi yaygın olarak uygulanmaktadır. 88 BT ya da MR görüntüleri üzerinde yapılan son çalışmalar incelendiğinde sınırları belirli olan normal ya da patolojik bir organın hacmi Cavalieri Prensibi ile kolayca hesaplanabilmektedir. 89 Bu noktada Cavalieri prensibinin uygulanabilmesini sağlayan stereoloji metodunun temel bazı kavramlarının hatırlatılması uygun olacaktır BOYUT AZALMASI Stereolojik ölçüm yapılabilmesi için incelemenin yapılacağı cisimin üzerinden geçecek olan kesitin cismin şekli üzerindeki boyut azalması şeklindeki etkisi anlaşılması gereken ilk kavramdır. Bu boyut azalması ölçülecek birimin sondasının ortaya çıkış şeklini de belirlemiş olacaktır. Örnek verilecek olursa 3 boyutlu bir cismin kesit yüzeyinde oluşturduğu görüntüsü 2 boyutlu (kesit alanı şeklinde), 2 boyutlu bir cisminki 1 boyutlu (yani çizgi şeklinde), 1 boyutlu çizginin ise nokta şeklinde olur ve bu üstsel boyut azalmasına hacim azalması denir. Hacim için alan, alan için çizgi, çizgi için de nokta prob adı verilen ölçüm aracı olarak belirlenmiş olur (Şekil 21). Hacim azalması konusunun anlaşılması kadar kesit kalınlığı ve kesit düzlemine dik olan derinlik boyutu gibi hata oluşabilecek konuların da bilinmesi ve göz önüne alınması gerekmektedir. Kesit kalınlığının inceliğinin azaltılmasının ve kesitler arasında boşluk bırakılmamasının hata oranını azaltacağı açıktır.

41 32 Şekil 21. Stereolojik kavramlardan hacim azalması ve prob adı verilen ölçüm araçlarının ortaya çıkışı. Kesit sonrası hacimin alana, alanın uzunluğa, uzunluğun noktaya dönüşmesi DĐSEKTÖR VE DĐSEKTÖR SAYIM YÖNTEMĐ Stereolojinin uygulanmasında anlaşılması gereken diğer bir kavram ise ilk kez Cruz Orive tarafından tarif edilen dissektör kavramıdır. 90 Dissektör belirli bir kalınlıkta birbirinden ayrılmış iki paralel düzlemden oluşur. Peşpeşe 2 kesitin karşılaştırılması anlamına gelir ve bu sayede sadece her ikisinde ortak olmayan noktacıklar sayılır. Paralel düzlem alanlarının ölçüm yapan dikdörgen şekilli kısmı ölçüm alanı adını alır ve 2 kesit düzlemindeki 2 alan arasındaki kalan kalınlık (disektör yüksekliği) belli olduğundan disektör hacmi belirlidir ve böylece 3 boyutlu disektör sondası hacmi ortaya çıkmış olur. Ölçümün temeli de disektör hacmi denilen bu izafi hacimdeki tanecik sayısını saymaktır. Örnek kesit ve gözlem kesit olarak adlandırılan ardışık 2 kesitten örnek kesitte bulunan ama gözlem kesitinde bulunmayan tanecikler sayılır. Ortaya çıkan disektör tanecik sayısının disektör hacmine bölünmesiyle disektör yoğunluğu bulunmuş olur (Şekil 22).

42 33 Şekil 22. Dissektörün ve tarafsız sayım cetvelinin şematik gösterimi; örnek kesit yüzeylerinde oluşan ölçüm alanı ile gözlem kesitindeki eşdeğer alan arasında ortaya çıkan sonda hacminin gösterilmesi. Yüzeylerden sadece örnek kesit adlı ölçüm alanını kesen ve kesit yüzeyi yeşille gösterilen partikül sayıma dahil edilecek, sadece gözlem kesitini veya her iki kesiti kesen partiküller sayıma dahil edilmeyecektir. Yeşil kenarlar müsaade edilen kenarlar olarak kabul edilerek bunlara temas eden partiküller sayılacak, kırmızı renkle gösterilen yasak kenarlar ve uzantılarına denk gelen partiküller sayılmayacaktır SĐSTEMĐK RASTGELE ÖRNEKLEME Diğer bir stratejik temel ise sistemik rastgele örnekleme (SRÖ) dir. Burada kaç kesitte bir kesit çifti alınacağına karar verildikten sonra rastgele bir başlangıç noktasından alınan 2 kesitten sonra sonra karar verilen bu aralıkla ikişer kesit daha alınarak ölçüm yapılır. Đlk 2 kesitin alındığı noktanın rastgele seçilmesi gelecek düzenli aralıklarla alınacak diğer çift kesitlerin de rastgele alınmasını sağlamış olur 88 (Şekil 23) SAYIM ALANI VE TARAFSIZ SAYIM ÇERÇEVESĐ Diğer bilinmesi gereken prensip ise sayım alanı ve tarafsız sayım cetvelinin kullanımı yani tanecik sayımı yapılacaksa hangi taneciğin sayılacağını bilmektir. 1977'de Gundersen bu konuda kolaylık ve standart getirmiştir. 91 Çerçevenin sol ve alt kenarı kırmızı düz çizgiyle yasak çizgi, sağ ve üst kenarı yeşil düz çizgiyle serbest çizgi olarak tarif edilmiştir (Şekil 22). Yasak çizgilerin kendisine veya devamı olan uzantılarına denk gelen tanecikler sayılmaz. Ölçüm alanı içinde kalan veya serbest kenara denk gelen tanecikler sayıma dahil edilirler. 91

43 34 Cavalieri Prensibi; makroskobik ve mikroskobik olarak düzensiz bir şekle sahip nesnelerin, toplam hacim, hacim yoğunluğu ve hacim oranlarının hesaplanmasında kullanılan stereolojik bir yöntemdir. Stereoloji yöntemi ile hacim hesaplama yöntemlerinden biri olan Cavalieri Prensibi nin uygulama alanı her geçen gün genişlemektedir. Deneysel çalışmalarda uygulanılan yapı ve organların hacimlerini hesaplamak için sıklıkla kullanılan bu yöntemin, son yıllarda hacim değerinin önemli olduğu klinik veya deneysel uygulamalarda da kullanılmaya başlandığı görülmektedir. 88,92 Cavalieri Prensibi ile kesinlik ifade eden ve kişisel taraflılıktan uzak sayısal değerlere ulaşılır. Bu nedenle çalışma sonucunda elde edilen veri son derece güvenilir ve tarafsızdır. 88,93,94 MR veya BT gibi yöntemlerle paralel kesitleri alınabilen 3 boyutlu her organın Cavalieri Prensibi kullanılarak tarafsız ve etkin bir şekilde hacminin hesaplanabileceği ve 2 boyutlu görüntülerde yapılacak tahminlerden doğabilecek hatalardan kaçılabileceği gösterilmiştir. 88,95 98 Bu prensibin uygulanması sırasında dikkat edilmesi gereken en önemli noktalardan biri, değerlendirilecek olan yapının sınırlarının, görüntüdeki diğer yapılardan ayırt edilebilmesidir. Kesin hacim ölçümü sonrasında hastalıklara daha kesin tanı konabilir ve gidişatın değerlendirilmesi de güvenilir bir şekilde yapılabilecektir. Üstelik Cavalieri Prensibi ile hacim hesaplanması, özel geliştirilmiş bilgisayar programları ve bu konuda deneyim kazanmış teknik personele ihtiyaç duyulmaması nedeniyle ilave bir mali yük de oluşturmaz. Ayrıca, bizim çalışmamız gibi gündelik çekimlerde elde edilen BT ya da MR görüntülerinin basıldığı filmler üzerinde çalışarak bile ilgilenilen yapı ya da organın hacmini hesaplamak mümkündür. 88,89,99 Şekil 23. Herhangi düzensiz bir şekilde sistemik rastgele örnekleme.

44 MR GÖRÜNTÜLERĐNDE CAVALĐERĐ PRENSĐBĐ ĐLE HACĐM HESABI Bilindiği üzere prizma, küp veya silindir gibi geometrik bir biçime sahip objelerin hacimleri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir. V= t a Formüldeki (t) yüksekliği, (a) ise nesnenin taban alanını ifade etmektedir. Bu prensibe dayalı olarak düzensiz şekilli herhangi bir nesnenin hacmi de Cavalieri Prensibi kullanılarak hesaplanabilir. 88,89, Cavalieri yöntemi ile hacim hesaplanabilmesi için ilgilenilen yapının tamamı birbirine eşit paralel kesitlere ayrılır. Yöntemin uygulanması esnasında taraflılıktan kaçınmak için, ilk kesit görüntüsü rastgele ve sabit bir kalınlık aralığında (t) alınmalıdır. Örneğin; objenin sağ ucunun 1 cm iç kısmından itibaren kesit ya da kesit görüntüsü alınmaya başlanacağına önceden karar verilmesi, genellikle çalışmanın sonucunu nasıl etkileyeceği bilinmeyen bir taraflılığa neden olur. Bu şekildeki bir yaklaşımla elde edilen sonuçlar, çalışmanın başlangıcında yapılan ön kabulden dolayı gerçek değerden sistematik olarak sapma gösterecektir. Bu sebepten dolayı her bir örnek için belirlenen kesit aralığında rastgele bir başlangıç yapılmalıdır. Rastgele başlangıç yapılarak alınmaya başlanan kesitler belli bir mesafe aralığında (t) nesnenin tümünü kapsayacak şekilde, baştan sona kadar alınmalıdır. Bu yaklaşım, ilgilenilen objenin her tarafına eşit olasılıkla örneklenme şansını verir. Kesit alma yönü ise tarafsızlılığı etkilememekle birlikte, gerçek değeri bulmada önemli bir faktördür. 89 Bu sebepten dolayı ilgilenilen objenin belli bir yönde kesitleri alınarak, daima aynı tarafa bakan yüzeylerinde hacim hesabı yapılmalıdır. Cavalieri yöntemi ile tarafsız bir hacim hesabı elde edebilmek için yapı boyunca elde edilen dilim ya da kesitlerin kesit yüzey alanlarının toplamı, kesitlerin arasındaki mesafe ile yani kesit kalınlığı ile çarpılır ve toplam hacim bulunur. Bu işlem aşağıdaki formül ile ifade edilir: Hesap 1 V= Σa i. t olarak ya da daha basit yazımla (a1+a2+..+an). t cm³ Formülde; Σa i = (a1+a2+.+an) kesit alanlarını cm 2 olarak, (t) ise n sayıdaki ardışık kesitlerin kesit kalınlığının ortalamasını cm olarak göstermektedir. Kesit kalınlığı tüm kesitlerde aynı ise ortalamaya gerek kalmadan kesit kalınlığı kullanılır. Bazı otomatik aletler veya bilgisayar programları kullanılarak kesit yüzey alanının hesaplanması mümkündür. Ancak yapılan çalışmalar kesit yüzey alanlarının elde edilmesinde, nokta sayım tekniklerinin planimetrik tekniklerden daha güvenilir ve etkin bir yaklaşım olduğunu göstermiştir. 89 Bu nedenle, şeffaf bir asetat üzerinde belli aralıklarla

45 36 yerleştirilmiş noktalardan oluşan bir noktalı alan ölçüm cetveli (NAÖC), kesitlerin yüzey alanlarının hesaplanmasında kullanılabilir. 88,89, Bu amaç için kullanılan, noktalı alan ölçüm cetveli düzenli olarak sıralanmış (+) şeklindeki işaretlerden oluşur ve iki çizginin kesişmesi ile elde edilen sıfır boyutlu noktayı tanımlamak için kullanılır (Şekil 24). Dolayısıyla, NAÖC de her iki çizginin kesiştiği köşe, nokta olarak tanımlanan yerdir. Bu noktalar eşit ve belirli aralıklarla dizilidir ve her biri arasındaki bölge belli bir alana karşılık gelmektedir. NAÖC, MR görüntüsü üzerine rastgele olarak atılır ve ilgilenilen yapının kesit görüntüsü ile kesişen noktalar sayılır (Şekil 25). Elde edilen nokta sayısı, her bir noktanın temsil ettiği alan ve kesit kalınlığı aşağıdaki formülde yerlerine konularak ilgilenilen yapının hacmi hesaplanır. Hesap 2 V = t a/p Pi cm³. Formüldeki Pi = (p 1 +p p n ) her bir kesit yüzey alanı için sayılan nokta sayısını, (a/p) noktalı alan ölçüm cetvelindeki her bir noktanın, varsa küçültme veya büyütme oranı da hesaba katılarak elde edilen temsil alanını ifade eder. Özetle, her bir noktanın temsil ettiği alanın eldeki toplam nokta sayısı ile ve kesitlerin ortalama kalınlığı ile çarpımı sonucunda ilgilenilen nesnenin hacmi hesaplanmış olur. Ayrıca, her bir kesitin kesit yüzey alanı (a) bu formülden çıkarılan diğer bir formül ile yani [(a/p) x Pi] ile hesaplanabilir. Formüldeki alt indis 2 (hesap 2 V), kesit alma ve nokta sayımı olmak üzere iki aşamada sonuca ulaşıldığını ifade eder. Şekil 24. Noktalı alan ölçüm cetveli.

46 37 Şekil 25. Noktalı alan ölçüm cetveli ve kesit üzerine rastgele açıda uygulanışı. Yukarıdaki formülde (a/p)'nin, noktalı alan ölçüm cetvelindeki her bir noktanın, görüntünün küçültme ya da büyütme oranı yardımı ile elde edilen ve gerçekte temsil ettiği alanı ifade ettiği bildirilmişti. Dolayısıyla araştırıcı bir görüntü üzerine Şekil 25'teki NAÖC ni attığında ilgilendiği yapının gerçek hacmini elde etmek için aynı zamanda büyütme ya da küçültme oranlarını da hesaplamak zorundadır. Bu nedenle, aradaki kafa karıştırıcı basamağı basitleştirmek amacıyla, yukarıdaki formül, aşağıdaki gibi yeniden şekillendirilmiştir. 100,102 V=tx [((SU)xd)/SL] 2 x P Formüldeki (t) ortalama kesit kalınlığını, (SU) görüntü büyütmesini gösteren skalanın temsil ettiği uzunluğu, (d) noktalı alan ölçüm cetvelindeki iki nokta arasındaki mesafeyi, (SL) görüntüdeki skalanın cetvel ya da kumpas ile ölçülen uzunluğunu, ( P) ise ilgilenilen yapının kesit yüzey alanları üzerine düşen toplam nokta sayısını ifade etmektedir. Bu formül kullanılırken, formüle girilecek uzunluk mesafelerinin aynı birimden (cm, mm ya da µm) olması gerektiği gözden kaçırılmamalıdır

47 HATA KATSAYISI HESAPLAMASI Cavalieri yönteminde, araştırıcı, kesit almak ve nokta saymak sureti ile hesaplamış olduğu hacim değerinin doğruluğunu sorgulayabilmektedir. Elde edilen kesit sayısını ya da kullanılan nokta sıklığının yeterli olup olmadığını sorgulamak amacıyla verilerin Hata Katsayısı (HK) hesaplanır. HK hesaplamaları için birçok yöntem ortaya atılmıştır. Gundersen ve Jensen 106 tarafından geliştirilen ve Şahin ve ark. 99 nın çalışmasında detayları aktarılan formül yardımı ile HK hesaplanabilir. HK, % 5 ve daha altında elde ediliyorsa yapılan işlemlerin doğru olduğu kararına varılır. Aksi durumlarda uygun HK elde edilene kadar kesit sayısı ya da nokta sıklığı değiştirilir. HK hesaplaması aşağıdaki sıra ile yapılır. 87,88 1. Karmaşıklık (Noise) değerinin bulunması: Karmaşıklık, kesitlere ya da dilimlere ayrılmış olan örneğin kesitlerde ya da dilimlerde ortaya çıkan kesit yüzey alanlarının karmaşıklık değerini yansıtan veridir. HK hesaplamasında yapılacak ilk basamak aşağıdaki formül kullanılarak yapılır: 88 Noise = x (b/ a) x ( n x p) Formüldeki n, kesit sayısını; P, tüm kesitlerde sayılan toplam nokta sayısını göstermektedir, (b/ a) ise dilimlere ayrılan örneğin kesit görüntülerinde ortaya çıkan ortalama izdüşüm şeklinin sınır karmaşıklığını gösteren bir değerdir. Bu değer, incelenecek yapının kesitlerde ortaya çıkan kenar uzunluğunun yüzey alanının kareköküne bölünmesi ile elde edilir. Pratikte, bu değer hesap edilmek yerine Şekil 26 te ilgilenilen yapının kesit yüzey alanı görüntüsü hangisine uyuyorsa yaklaşık o birim şekil yardımı ile belirlenebilir Toplam Alan Değişkenliği (Var SRÖ ) = (sistemik rastgele örnekleme varyansı) : Đlgilenilen yapıdan belli yönde kesitler alınması sonucunda ortaya çıkan kesitler arasında hacmi hesaplanacak olan yapının kesilmesi ile ortaya çıkan alanlar arasındaki değişimi ifade eder. Bu basamaktaki işlem için aşağıdaki formül kullanılır ve elde edilen değer sonraki basamaklarda uygulanır. 88 Formüldeki Var SRÖ (a), n sayıdaki kesitte ortaya çıkan toplam alan değişimini ifade eder. Pỉ i numaralı kesitte sayılan noktanın karesini ifade eder. Pỉ Pỉ+1 i numaralı kesitte sayılan nokta sayısının kendisinden sonraki kesitte sayılan nokta sayısı ile çarpılması sonucu elde edilen sayıdır. P i xp i+2 ise i numaralı kesitte

48 39 sayılan nokta sayısının kendisinden iki kesit sonraki kesitte sayılan nokta sayısı ile çarpılması sonucu elde edilen sayıdır. 88 Yukarıdaki formül hacim hesaplaması için kullanılan Tablo 1 yardımı ile aşağıdaki gibi basitleştirilir. 100 Her bir kesit için noktacıklı alan ölçüm cetveli ile sayılan nokta sayıları bu tabloya işlenir. Tablo 1 de kolay anlaşılması için basit sayılarla örnek olarak doldurulmuş bir tablo gösterilmiştir. Burada A, B, ve C değerleri tablonun içerisinden alınarak kullanılacaktır. Bu tabloda Pi o anda ilgilenilen kesite ait nokta sayısını, Pi+1 ilgili satırdan bir sonraki kesitin nokta sayısı, Pi+2 ilgili satırdan 2 sonraki kesitin nokta sayısını gösterir. Tablo kesit sayısı kadar satır sayısı arttırılarak büyütülebilir. Son satırdan bir ve iki sonraki değerler mevcut olmadığından bu satırların işleneceği son kutular boş bırakılırlar. Formüldeki (A, B ve C) tabloda ilgili sütunun sonundaki hücrelerde yazılı olan rakamlardır. Bu basamakta elde edilen rakam değeri, hacim ölçümü için gerekli olan kesit sayısının yeterli olup olmadığı konusunda fikir verir. 88 Tablo 1. Kesit görüntüleri üzerine düşen nokta sayılarının kaydedildiği örnek tablo. Tablo içerisinde yazılı değerler kolay anlaşılma için basit rakamlardan oluşturulan örnek rakamlardır. (*) işareti ile belirlenen kutucuklar boş kalacaktır. (i) Kesit No P i P i x P i P i x P i+1 P i x P i * * * Toplam Pi = 12 A = 62 B = 27 C = 14

49 40 3. Toplam Nokta Sayısının ( P) Toplam Değişkenliği [varyansı]: Hata Katsayısı hesaplamasının son basamağı olan bu aşamada önce toplam varyans elde edilir, sonra da aşağıdaki formül yardımı ile HK hesaplanır. Toplam Varyans = Noise + Var SRÖ Elde edilen HK değeri hesaplamanın son verisidir ve % 5'ten daha küçük olmalıdır. 106 Bu oran büyük gibi görünse de gözle yapılacak bir tahminden daha iyidir. 107 %5 ten büyük olması durumunda, 1 ve 2. basamaklara bakılarak, elde edilen kesit sayısı ya da noktalı alan ölçüm cetvelinin nokta sıklığı değiştirilir ve hedeflenen HK elde edilir. 108 Đstatistiksel sonuç değerlendirmesinde ortalamanın standart hatası (SEM) da hesaplanarak belirtilir. Bu değer standart sapmanın örnek sayısının kareköküne bölünmesi ile elde edilir. Benzer şekilde hata katsayısı hesaplanan SEM değerinin ortalama (mean) değere bölünmesi ile de elde edilebilir.

50 41 Şekil 26. Şeklin düzensizliğine dayanarak nokta sayısına göre hata katsayısını (CE) belirlemek üzere tasarlanmış bir şablon. Cismin çevre uzunluğu B, alanı A olarak gösterildiğinde karmaşıklık değeri olarak adlandırılan B/ A şeklin düzensizliğinin bir ölçüsüdür. 104 Örnek olarak kırmızı çizgi ile B/ A değeri 6 olan bir cisim için 0.05 hata katsayısının altında bir değer elde etmek için 30 ve daha fazla sayıda noktacıkla sayılması gerektiği gösterilmiştir.

51 42 3. MATERYAL VE YÖNTEM Bu çalışma Erzurum Atatürk Üniversitesi Tıp Fakültesinde Ekim 2007'de başlatıldı. Verilerin toplanması için üzerinde katılan kişilerin bilgilerinin yazılabileceği bilgileri içeren kartlar hazırlandı. Çalışmaya alınan her bir kişi için cinsiyet, isim, soyad, doğum tarihi, adres vb. verilere ilaveten herhangi bir metabolik hastalıklarını olup olmadığı veya ilaç kullanıp kullanmadıkları sorularak tetkik öncesi radyoloji uzmanı tarafından doldurulması sağlandı. Tetkik öncesi her bir olgunun çalışmaya katılmak üzere yazılı rızası imza karşılığı alındı. Bu çalışmada hastanemizdeki diğer uzman doktorlar tarafından çeşitli sebeplerle beyin MR tetkiki istenmiş sağlıklı kişiler dahil edildi. Çalışma verilerine yukarıda bahsedilen beyin MR tetkikleri yapılan ve bu tetkikleri sonucunda intracranial patoloji saptanmayan olguların sonuçları dahil edildi. Olguların tamamı şuuru açık vakalardı. Ölçümünü yapacağımız dokuların hacimlerini direkt olarak etkileyebilecek intracranial lezyonu olanlar, epilepsi hastaları veya metabolik bozuk gibi indirekt olarak etkilenebilecek olgular ile osmotik diüretik kullanan hastalar, yoğun alkol kullanan vakalar ve madde bağımlılığı olanlar çalışma dışı bırakıldı. Kesitlerin alınması sırasında başta oynama sonrası görüntüdeki netliğin bozulduğu ve hacim hesaplamasının yanlış çıkabileceği sonuçlar ile kesit sayısı eksik vakalar çalışma dışı bırakıldı. Verileri çalışmamıza dahil edilebilen yaşları 1 ile 85 arasında değişen 8 yaş grubunda 39 erkek ve 36 kadın toplam 75 olgu çalışmaya alındı. Çalışmalar 1,5 Tesla MR ünitesinde yapıldı. MR görüntüleri 1.5 Tesla Magnetom Vision (Siemens Medical Systems, Erlangen, Almanya) baş koili kullanılarak elde edildi. MR de önce ön görüntüler alındı. Ardından konvansiyonel aksiyel T1 ağırlıklı spin eko (SE) TR/TE = 539/7.7 msn, kesit kalınlığı 4 mm, FOV 250 mm, matriks 192x256 mm ve yaklaşık kesit sayısı 33 olarak alındı. Kesitler arası boşluk bırakılmadı (gap 0). Ayrıca aksiyel fluid attenuated inversion recovery (FLAĐR) TR/TE = 9290/194 msn, kesit kalınlığı 5 mm, FOV 260 mm, matriks 176x256 mm ve yaklaşık kesit sayısı 25 olarak alındı. Kesitler arası boşluk bırakılmadı (gap 0). Đlk olarak stereolojik olarak ölçümünü yapacağımız bölgenin hacmi açısından 4 mm. aralıkla alacağımız kesitlerin ve NAÖC nokta aralığının yeterli olup olmayacağına karar verilmek üzere Şekil 26 da gösterilen şablon kullanılarak tahmini hata oranımızın kabul edilir seviyelerde olup olmadığı kontrol edildi. Bunun için hippocampustan geçen bir kesitte işaretlenmiş sınırlardan çevre uzunluğu ve alan ölçülerek çevre/alanın karekökü hesaplanarak şeklin düzensizlik katsayısı olan sınır karmaşıklığı değeri bulundu. Bu değer ve her bir hippocampus için sayılan noktacık sayısı kullanılarak hata katsayısının kabul edilebilir oranda olup olmadığı kontrol edildi.

52 43 Hippocampuslardan geçen örnek bir kesit için değerler aşağıdaki Tablo 2 de sunulmuştur. Çevre karmaşıklık değeri örnek iki kesit için sol ve sağ hippocampuslar için 5.25 ve 5.94 olarak bulunmuştur. Bu nedenle çevre karmaşıklığı için 6 civarında bir değerin seçilmesi gerektiği açıktır. Bizim kullandığımız stereo investigator programında şekil faktörünün beyin gibi geometrik olmayan şekiller için 6 7 civarında seçilmesinin uygun olabileceği gösterilmiştir. Şekil 26 da gösterilen şablonda B/ A değeri için 6 seçildiğinde öngörülen 0.05 in altında bir hata katsayısı sağlayabilecek nokta sayının 30 un üzerinde olması gerektiği görülecektir. Tahmini hacmi 6 cm³ civarında her bir hippocampus için 4 mm aralıkla yapılan çalışmamızda kesit kalınlığımız 4 mm. olduğundan 5 mm. aralıklı bir NAÖC ile 5x5x4 = 100 mm³ = 0.1 cm³ lük hacimler halinde işaretlemelerle 60 a varan sonda hacmi ile ölçüm yapılacağından noktacık sayımızın 30 un üzerinde olacağı ve kesit aralığı ve NAÖC nokta sıklığının ölçüm için yeterli olduğu görülecektir. MR görüntülerinin değerlendirilmesinde tüm olgulara ait kesitlerin çizimleri ve ölçümleri tek bir gözlemci tarafından yapıldı. Çalışma vakalarının her birinin çizim ve ölçümleri yapılırken gözlemci tarafından hasta ad, yaş ve cinsiyetlerinin bilinmemesi için olgu ismi yerine klasörlere gelişigüzel numaralar verildi. Tezin hazırlanmasında konunun anatomik sınırlarının anlaşılabilmesi genel bilgiler kısmına katkısı olması açısından hippocampus ve beyin hakkında anatomik sınırlar ve bu sınırların radyolojik olarak MR kesitlerine nasıl yansıdığı hakkında bilgi toplanıldı. Bu aşamada birçok anatomi kitapları ve atlasları incelendi ve hippocampusun sınırlarının cisternalar seviyesinde daha net olarak tarif edilmesine ihtiyaç bulunduğu farkedildi. Hippocampus ile ilgili hacim ölçen veya diğer patolojileri araştıran yayınların tüm metin olarak elde edilebilenleri üzerinde araştırma yapılarak çalışmacıların anatomik sınırları nasıl tarif Tablo 2. Hippocampustan geçen bir kesit için çevre karmaşıklığının hesaplanışı. Çevre (B) Alan (A) Çevre karmaşıklığı (B/ A) Sol Hippocampus Sağ Hippocampus

53 44 ettikleri ve materyal/metod bölümlerinde hangi sınırları kullanarak ölçüm yaptıları tespit edildi. Bizim çalışmamızda aşağıda açıklanacak olan sınırların tüm hippocampusu ölçebilecek şekilde seçilmesi sağlandı. Görüntülerin değerlendirilmesi için CD üzerine kayıt edilmiş veriler Dicomworks programı ile işlenerek her bir olguya ait MR kesit görüntü serisinden anatomi kürsüsündeki bir masaüstü bilgisayara aktarımı yapıldı. Bu işlem sırasında iki ayrı aşamada ve 2 ayrı program kullanıldı. Sırası ile aşağıdaki aşamalar takip edildi: 3.1. Ölçeklendirme ve oran koruyarak dönüştürme: Dicomworks programı çalıştırıldı ve olguların numara ile belirlenmiş klasörleri açılarak çalışılmaya başlandı. Çalışma her olgu için 33 adet olan 4 mm. kalınlıktaki aksiyel spin eko T1 görüntüler üzerinden yapıldı (Şekil 27). Açılan resim serisinde ilk ve ikinci resim üzerine ölçek koymak amacı ile görüntünün kenarına measures seçeneğinden distance seçilerek bir ölçüm cetveli yerleştirildi. Bu sırada cetveli oluşturan çizgide kırıklık oluşmamasına dikkat edildi. Cetvelin boyu önemli olmayıp kontrol ölçümü sırasında aynı ebadın tekrar doğru olarak ölçülüp ölçülemediği kontrol edildi. Program sayesinde aşağıda açıklanacağı gibi otomatik olarak aynı görüntü üzerinde bir de pafta oluşturuldu ve bir sonraki aşamada bu pafta sayesinde lens ayarı yapılmasını sağlandı (Şekil 28) Export Wizard adlı seçenek seçilerek selected series images adlı resim serisinin tümü ve resim türü için jpeg seçilerek a local directory seçeneği ile resimler dicom formatından jpg formatına çevrilerek olguya ait aynı numaralı klasöre atıldı Son basamakta resimlerin orijinal en/boy oranını bozmadan aktarma yapabilmek için other dimensions seçeneği ile birlikte doğru oran olan ¾ oranında boyutların seçilmesi çok önemlidir. Örneğin 768/1024 oranı seçildiğinde orijinal en/boy oranı korunmakta fakat daha sonraki çalışmada ekrandan taşan görüntüler oluştuğu için alan işaretlemeleri sırasında kaydırmalar gerekmekte ve vakit kaybına sebep olmaktadır. Bu nedenle çalışmamızda birbirinin yine 3/4 katı olan 600/800 oranı kullanıldı.

54 45 Şekil 27. Bir olguya ait verilerin Dicom programından jpeg formatına çevirilişi ve oluşan sıralı tüm kesit görüntüleri. Görüntüler olgu adı yerine numaralarla işaretlenmiştir.

55 46 Şekil 28. Bir olguya ait kesitte lens ayar paftasının oluşumu ve ölçüm cetvelinin oluşturulması. Burada program sayesinde kendiliğinden 7 bölmeli bir pafta oluştuğundan 7 cm. lik bir pafta ile daha sonra lens ayarı yapılacaktır. Bu örnekte 7.36 cm. lik bir ölçüm cetveli oluşturulmuştur Böylece birinci basamakta Dicom programı sayesinde her bir olguya ait ham veriler görüntü oranları korunarak ölçeklendirilmiş ve jpg formatına çevirilmiş oldu (Şekil 28). Dicom programı oluşturduğumuz cetvele ilaveten görüntü üzerine ayrıca bir de boyutu 5 ile 9 cm. arasında değişen paftayı otomatik olarak yerleştirir. Bu pafta ikinci basamakta kullanılacak olan stereo investigator programının lens ayarının yapılabilmesi için gereklidir. Tüm olgulara ait verilerin bu işlemleri tamamandıktan sonra ikinci aşamaya geçildi Çizerek işaretleme ve ölçme Bu basamakta Stereo Investigator (versiyon 7.0, Microbrightfield, Colchester, VT) programı kullanıldı. Program Anatomi Kürsüsündeki bir bilgisayara yüklendikten sonra programın ayarları yapıldı Stereo investigator programı açıldı ve options bölümünden preferences içerisinde numeric formatting kısmında cm seçeneği seçildi. Böylece tüm ölçüm sonuçlarının mesafe için mm, alan için cm 2, ve hacim ölçümü için cm 3 şeklinde olması sağlandı.

56 Display seçeneğinden display settings ve önce contours ve sonra markers seçilerek sol ve sağ hippocampus ile sol ve sağ beyin yarımküreleri için ayrı ayrı renk ve şekillerde çizici ve işaretleyiciler ile adları seçildi Olgunun birinci kesiti file image open seçeneğinden seçilerek açılır. Image scaling ile override X and Y scaling seçeneği ile daha önce lens ayarı yapılmışsa bu olguya ait olan lens seçildi. Yapılmamışsa her olgu için olgunun numarasının verildiği bir tablet lens belirlendi, force square seçeneği ile kare şekil oluşturularak resimdeki paftaya göre ayarı yapıldı. Örneğin resimde 7 cm. lik pafta varsa lens ölçüsü µm seçildi. Ayar sonrası ölçeğin doğruluğunun kontrolü için daha önceden resim üzerine yerleştirilmiş cetvel kullanıldı. Örneğin Şekil 28 deki olguda daha önce oluşturulan 7.36 cm. lik cetvelin tekrar ölçümü yapılarak tam olarak 7.36 cm. geldiğini kontrol etmek gereklidir. Lens ayar hatası varsa lens ayarı tekrar yapılmalıdır Lens ayarı yapıldıktan ve doğruluğundan emin olunduktan sonra referans noktası sol üst köşeye konarak çalışmaya devam edildi. Her yeni resim açıldığında resimlerin birbirine göre kaymaması için bu referans noktası tekrar aynı yere konuldu Her yeni kesitte çalışma başladığında tools serial section manager new section ile yeni kesitin kayıdı başlatıldı. Çıkan ayarlar sayfasında enter the mounted section tickness seçeneği ile her bir aksiyel spik eko T1 MR kesit kalınlığı olan 4 mm. girildi, enter the block advance ile her bir ilerleme basamağı 4 mm. aralıkla alındı. Kesitler arasında boşluk bırakılmadı Daha sonra ayrı ayrı renklerdeki çiziciler kullanılarak her bir kesitte sol ve sağ hippocampus ve beyin yarımkürelerinin dış sınırları mouse ile ayrı ayrı çizilerek işaretlendi. Her bir şeklin dış kenarı çizilirken close contour seçeneği ile dairenin kapatılması sağlandı. Hippocampus için her bir kesitte takip edilecek anatomik sınırlar gerekirse diğer planlardaki kesitlerle kontrol edilerek belirlendi (Şekil 29). Đntracranial hacmin bulunabilmesi için gerekli olan her bir kesitteki intracranial alanlar işaretlenirken calvariumu oluşturan kemik tabakanın iç yüzü sınır kabul edildi. Bu çizim ve işaretlemeler yapılırken hippocampus'u belirleyen sınırlar şu şekilde tespit edildi: Kesitlerin kaudalden cephalic yöne doğru incelenmesinde önce parahippocampal gyrus ortaya çıkmaktadır. Bu noktada önde parahippocampal gyrus ve amigdala'nın cisterna uncalis yardımı ile hippocampus tan ayırımı yapılmaya çalışıldı. Kaudalde gyrus parahippocampalisin sonlandığı kesit hippocampus'un göründüğü ilk kesit olarak alındı ve görünen hippocampus başına ait kısmı çizilerek alanı işaretlendi. Sonraki kesitlerde hippocampus un gövgesini belirleyen alanın çizimi

57 48 yapılırken lateralde lateral ventrikülün inferior boynuzunun eminentia collateralisi, medialde cisterna ambiens (sulcus hippocampi superficialisin hippocampus ile mesencephalon arasında yer alan kısmı) hippocampus'un diğer dokulardan ayırdedilmesi için en iyi dayanak oluşturmuştur. Cephalik yöndeki sonraki kesitlerde baş kaybolmuş ve gövdenin son kısmı ile kuyruk görümeye başlamıştır. En son yani en üst kesit ise posteriorda fimbria hippocampinin kaybolmasına kadar görünen, cisterna quadrigeminalisin mesencephalonu arkadan kuşatarak iki taraflı cisterna ambiensleri bağladığı ve radiatio optica 'nın göründüğü hippocampus kuyruğuna ait alanın çizime dahil edildiği kesittir. Area triangularis olarak adlandırılan ventriculus lateralisin iki kola ayrıldığı ve arkada splenium corpus callosi'nin görünür hale geldiği kesitlerde fimbria hippocampi nin artık hippocampus dışında ve kuyruktan sonraki kısmı olduğu kabul edilerek ölçüme katılmamıştır. Böylece bizim çalışmamızda hippocampusun tamamının hacminin ölçümünü sağlamıştır Probes Cavalieri estimator seçeneğinden ölçüm safhasına geçilerek grid spacing ile noktalı ölçüm cetvel araları 5 mm. ve block advance ile boşluk bırakılmadan kesit sayımı sağlayacak olan blok ilerleme 0 olarak seçildi. Randomize angle seçeneği ile noktacıklı ölçüm cetvelinin resim üzerine rastlantısal olarak yerleştirilmesi sağlandı. Ölçülecek alanlardan önce içteki yani hippocampuslara ait olanlar daha sonra dıştaki yani beyin yarıkürelerine ait alanlar seçildi. Sonra ilgili işaretleyici seçilip sağ mouse tuşu ile tıklanarak paint Cavelieri markers mode ve paint markers into contour seçenekleri ile ölçülecek her bir alanın içi ayrı renkte işaretlerle doldurularak otomatik alan ölçümü gerçekleştirilmiş oldu. Daha sonra serial section manager ile bir sonraki kesite geçilerek aynı çizim ve işaretleme ile ölçüm işlemleri tüm kesitler tamamlanana kadar tekrarlandı (Şekil 30) Bir olguya ait tüm kesitler bittikten sonra display probe run list seçeneği ile tüm kesitler seçilip view results seçeneği kullanılarak her bir olgu için intrakranial hacim ve her 2 hippocampus hacmi ayrı ayrı hesaplandı Her bir kesite ait veri hem stereolojik olarak hesap yapmayı sağlayacak Tablo 1 de örnekle açıklanan tabloya aktarıldı ve tabloda son satırda yer alan P, A, B, C değerleri hesaplandı, hem de stereo investigator programına aktarıldı Noise değerinin bulunması; Noise = x ( b / a ) x (nxσp) formülü kullanıldı. Formüldeki b / a değeri yukarıda bahsedildiği gibi 6 olarak alınmıştır.

58 49 Şekil 29. Sağ (sarı) ve sol (yeşil) hippocampusun (H) ardışık kesitlerde işaretlenmiş yakın görüntüleri sol sütunda hippocampusun bu kesitlere düşen çizilerek işaretlenmiş ardışık görüntüleri de sağ sütunda gösterilmiştir. Komşu oluşumlardan parahippocampal gyrus (P) ve fimbria hippocampi (F) hacim ölçümünde dahil edilmeyen yapılar olduklarından hippocampusun işaretlenmesi sırasında dahil edilmemiş olarak görünmektedir.

59 Toplam alan değişimi (VarSRÖ) hesaplanması; VarSRÖ = ( 3 x ( A Noise) 4 x B x C ) / 12 formülü yardımıyla yaptık Toplam noktaların toplam değişimi hesaplanması; Toplam varyans = Noise + VarSRÖ formülü yardımı ile yapıldı ve son olarak Hata Katsayısı HK (Σ P) = (Toplam Varyans) / Σ P formülü ile hesaplandı. Ayrıca hata katsayısı SEM/mean değeri ile de hesaplanarak kontrol edildi. Çalışılan 75 olgunun her biri için çizilecek ve hesaplanacak 33er adet kesit bulunduğundan çalışmamızın çizim kısmının tek bir gözlemci tarafından tamamlanması 5 hafta sürmüştür. Sonuçların hesaplanmasının süresinin kısaltılması amacı ile kullanılan ve her bir kesitin yüklendiği stereo investigator programı sayesinde 75 olgunun noktacık sayımı ve hacim hesaplaması daha hızlı yapılabilmiştir. Stereo investigator programının hesap yapabilmesi ve hata katsayısını verebilmesi için sınır karmaşıklık değeri bulgularda anlatıldığı şekilde hesaplandı ve girildi. Her bir olguya ait tüm kesitlerin noktacık sayıları Tablo 1 e yerleştirilerek yapılan hesaplamalarla elde edilen hata katsayıları ile program ile alınan sonuçların paralelliği çalışmanın güvenirliği açısından göz önünde bulunduruldu Đstatistiksel değerlendirme. Çalışmamızda erkek ve kadın olarak ayırdığımız hippocampus hacimleri belirlenmiş durumda birbirinden bağımsız iki grubumuz mevcut olup hippocampus hacimlerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Stero investigator programının sonuçları olan hacim değerleri listelenerek istatistik olarak değerlendirmek üzere SPSS 15.0 for Windows programına aktarıldı. Erkeklerin ve kadınların sağ ve sol hippocampus hacim ölçümlerinin ortalama değeri ve standart sapması belirlendi. Hata katsayısı tespit edildi. Elde edilen değerler saçılım ve bar şeklinde tablolara aktarıldı. Đstatistiksel analizde anlamlılık düzeyi p<0.05 olarak alındı. Gruplara göre verilen parametrik değerler, ortalama ± standart sapma ile gösterildi. Đstatistiksel olarak bu bağımsız iki grubu karşılaştırmada independent samples t test veya Student t test olarak adlandırılan t testi yapıldı. Dağılımın normal olup olmadığı Kolmogorov Smirnov testi ile kontrol edildi. Varyansların homojenliği ise levene testi ile kontrol edildi. Normallik ve homojenlik varsayımlarının sağlandığı belirlendikten sonra hippocampus hacim değerleri independent samples t test veya Student t test ile karşılaştırıldı.

60 51 Şekil 30. Bir olguya ait kesitte sınırları farklı renklerle çizilmiş sol ve sağ hippocampus ile beyin yarım küreleri gösterilmektedir. Daha sonra 0.5 cm. aralıkla Cavalieri estimator adlı noktalı alan ölçüm cetveli yerleştirilmiştir. Yüzey alanları hippocampuslar ve beyin yarıküreleri için program tarafından alanları ölçülmek üzere farklı işaretlerle işaretlenmiş olarak gösterilmektedir. Hippocampus sınırları sol ve sağda yeşil ve sarı çizgi ile beyin yarıküreleri kırmızı ve eflatunla çizilerek belirlenmiş, sol ve sağ hippocampus alanları sırası ile mavi artı ve yeşil üçgenle, beyin yarıküreleri sarı yuvarlak ve eflatun çarpılarla işaretlenmiştir.

61 52 BULGULAR Çalışmanın verilerinin değerlendirilebilmesi için ilk olarak sınır karmaşıklık değeri tespit edildi. Tablo 2. Buradan sınır karmaşıklık değeri 6 olarak bulundu ve seçildi. Stereolojik ölçüm açısından 4 mm. lik kesit aralığı ve 5 mm.lik NAÖC nokta aralığının stereolojik prensiplere uygun olup olmadığı yani hata katsayısının 0.05 ten küçük olmasını sağlayacak şekilde yeterli noktacık sayısında olduğu materyal ve metoda bahsedildiği şekilde tespit edildi. Çalışmamıza ait 75 olgunun sağ, sol ve toplam hippocampus hacim ölçümlerinin sonuçları Tablo 3 te gösterilmiştir. Olguların yaşa göre saçılımları Şekil 31 da gösterilmiştir. Yaş ortalaması erkeklerde 41.28, kadınlarda olarak hesaplanmıştır. Yaş gruplarına göre dağılım ise Şekil 32 de sunulmuştur. Cinslerin hippocampus ve beyin yarımkürelerinin sol ve sağ taraf ile toplam hacim ortalamalarının sonuçları ise Tablo 4 te sunulmuştur. 39 erkek olgunun toplam hippocampus hacmi en küçük 9.2 cm³, en büyük 20.6 cm³ olmak üzere ortalama (±2.41) cm³. 36 kadın olgunun toplam hippocampus hacmi ise en küçük 7.4 cm³, en büyük 16 cm³ olmak üzere ortalama (±2.49) cm 3 ve olarak ölçülmüştür (Şekil 32). Đstatistiksel çalışma SPSS istatistik programı ile yapıldı. Erkek ve kadınlar arasındaki karşılaştırmada skewness dağılımının ve Kolmogorov Smirnov testinin normal dağılımı olduğu görüldü. Varyans homojenliğinin bulunduğu da Levene testi ile kontrol edildi. Bunların sonucunda örnek sayımızın yeterli olduğu, dağılımının normal olduğu ve varyanslarının eşit olduğu saptandı. Erkek ve kadınlar arasında yapılacak karşılaştırma için independent samples t test veya Student t test kullanılabileceği belirlendi. SEM erkekler için cm 3 kadınlar için cm 3 olarak ölçülmüştür. Hata katsayımız toplam hippocampus hacmi açısından erkekler için %2.83 kadınlar için %3.46 olarak hesaplanmıştır. Student t testi sonucunda Sig. (2 tailed) Đki yönlü P değeri 0,05 ten küçük olduğundan erkekler ile kadınlar arasında toplam hippocampus hacmi açısından anlamlı olarak fark bulunmuştur. Erkek ve kadın arasında sol hippocampus veya sağ hippocampus açısından da aynı testle anlamlı fark bulunmuştur (p<0.05).

62 53 Tablo 3. Erkek ve kadınlarda sağ, sol ve toplam hippocampus hacim ölçüm sonuçlarımızın tablo ile gösterilmesi. (değerler cm³ cinsindendir.)

63 54 Şekil 31. Yaşa göre hacim değerlerinin saçılım grafiği ile gösterilmesi. Şekil 32. Yaş gruplarına göre hippocampus toplam hacminin bar grafikle gösterilmesi.

64 55 Tablo 4. Erkek ve kadınlarda istatistiksel değerlendirme sonrası ortalama hacim ve standart sapmalar ile minimum ve maksimum değerler gösterilmektedir. Cinsiyet Erkek Kadin N Geçerli Geçersiz Ortalama Ortalamanın std hatası Std. Sapma Varyans Dağılım Dağılımın std hatası Minimum Maximum N Ortalama Geçerli Geçersiz Ortalamanın std hatası Std. Sapma Varyans Dağılım Dağılımın std. hatası Minimum Maximum Hippocampus Toplam Bulunan Hippocampus Sol Hippocampus Sağ Bulunan Beyin Toplam Beyin Sol Beyin Sağ Bulunan Bulunan Bulunan Bulunan Hacim (cm³) Hacim (cm³) Hacim (cm³) Hacim (cm³) Hacim (cm³) Hacim (cm³) , , ,559 13,644 6,705 6,938 29, , ,8967,3862,2115, , , ,0299 2,4117 1,3211 1, , , ,558 5,816 1,745 1,596 -,178 -,169 -,188,717,615,568,378,378,378,378,378, ,5 493,5 499,0 9,2 4,1 5,1 1775,1 880,4 894,7 20,6 10,6 10, , , ,094 11,986 5,864 6,122 44, , ,4526,4153,2213, , , ,7158 2,4919 1,3275 1, , , ,347 6,210 1,762 1,898,130,125,137 -,081 -,141 -,035,393,393,393,393,393, ,5 395,2 401,3 7,4 3,2 3,2 1673,5 834,6 838,9 16,0 8,2 8,7 Şekil 33. Erkek ve kadın toplam hippocampus hacimlerinin karşılaştırmasının grafikle gösterilmesi.

65 56 Çalışmamızda her yaş grubu (dekad) başına düşen erkek ve kadın vaka sayısı düşük olduğundan yaş grupları arasında karşılaştırma yapılmamıştır. Erkek ve kadınların sol ve sağ hippocampus hacmine göre karşılaştırılması: Sol hippocampus hacmi erkeklerde 6.70 (±1.32) cm³, kadınlarda 5.86 (±1.32) cm³ olarak ölçülmüştür. SEM sol hippocampus için erkeklerde cm 3, kadınlarda cm 3 olarak ölçülmüştür. Sol hippocampus için hata katsayımız erkeklerde % 3.15, kadınlarda % 3.78 olarak ölçülmüştür. Sağ hippocampus hacmi erkeklerde 6.93 (±1.26) cm³, kadınlarda 6.12 (±1.37) cm³ olarak ölçülmüştür. SEMsağ hippocampus için erkeklerde cm 3 kadınlarda cm 3 olarak ölçülmüştür. Sağ hippocampus için hata katsayımız erkeklerde % 2.91 kadınlarda % 3.75 olarak ölçülmüştür. Sol hippocampus açısından erkekler ile kadınlar arasındaki fark Student t testi sonucunda istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p<0.05). Benzer şekilde sağ hippocampus açısından erkekler ile kadınlar arasındaki fark Student t testi sonucunda istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p<0.05). Sol ve sağ hippocampus açısından sonuçlarımız Şekil 34 te grafikle gösterilmiştir. Şekil 34: Sağ ve sol hippocampus açısından erkek ve kadınlarda ölçülen hacim karşılaştırması.