Anahtar sözcükler: Ayna Nöron, Sigara, Elektroensefalografi, EEG

Transkript

1 Sigara İçen Bireylerde Sigaranın Zararlarına Yönelik Görsel Uyaranların Etkinliğinin Elektroensefalografi ile Belirlenmesi Berrin Yüksel, Burak Gülşen, Ömer Özkan, Özgün Yıldız Danışman: Doç. Dr. Mehmet Tuğrul Cabıoğlu ÖZET Sigara içen bireylerde, günümüzde sigara paketlerinin üzerinde kullanılan ve gelecekte kullanılması önerilen sigara kullanımından kaynaklanan yara ve tümörlerin fotoğraflarının etkinliklerinin, beyin dalgalarındaki değişim üzerinden araştırılmasını amaçladık. Başkent Üniversitesi öğrenci ve çalışanları arasından yaşları arasında değişen, günde 10 adedin üzerinde sigara içen ve en az 1 yıllık sigara kullanıcısı olan, sağ elini kullanan ve cinsiyet farkı gözetilmeden rastgele seçilen 18 gönüllü katılmıştır. 18 katılımcı yine rastgele iki eşit gruba ayrılmıştır. Grup I de 10 ar saniye süreyle boş ekran, sigara paketleri üzerindeki görüntüler, boş ekran, sigara sebebiyle oluşan yara ve tümör görüntüleri grup II ye ise görüntülerin yerleri değiştirilerek gösterildi. Deneklere görüntüler gösterilirken elektroensefalografilerinin çekimi yapıldı. Her bir periyot için gruplarda yer alan deneklere bağlı elektrotlardan elde edilen Delta, Theta, Alpha ve Beta dalgalarının güçlerinin ortalamaları istatistiksel analiz için kullanılmıştır. İstatistiksel analizde Shapiro-Wilk normalite testi, Levene testi, Friedman iki yönlü varyans testleri kullanıldı. Grup I de, 4. periyotta (yara ve tümör görüntüleri), 3. periyoda (Boş slayt) göre; 2. periyotta (sigara paketleri üzerindeki görüntüler), 3. periyota (Boş slayt) göre alfa güçlerinde azalma belirlendi. Grup II de 2. periyotta (yara ve tümör görüntüleri) 1. periyoda (Boş slayt) göre alfa gücünde; 4. periyottaki görsel uyarıcı (sigara paketleri üzerindeki görüntüler) 3. periyoda (Boş slayt) göre alfa ve beta güçlerinde; 2. periyotta (yara ve tümör görüntüleri), 4. periyoda (sigara paketleri üzerindeki görüntüler) göre alfa gücünde; 2. periyotta (yara ve tümör görüntüleri), 3. periyotta (Boş slayt) göre, alfa, beta güçlerinde azalma gözlendi. Grup II'de T3 (p= ), P4 (p= ), O1 (p= ) elektrotlarının alfa gücü 2. periyotta 4. periyottakinden daha az olduğu belirlendi. Grup 2'deki denekler, sigara içmekten dolayı olan yara ve tümör fotoğrafları üzerinde daha çok içselleştirme yaptıkları ve dikkatlerini yoğunlaştırdıkları sonucunu çıkarmamıza neden olmaktadır. I. grupta aynı sonucun elde edilememesi, çalışmamıza denek sayısını artırarak devam edilmesi elde edilen sonucun daha net olacağını düşündürmektedir. Anahtar sözcükler: Ayna Nöron, Sigara, Elektroensefalografi, EEG 1

2 GİRİŞ İtalya Parma Üniversitesi nden bir grup araştırmacı makak maymunlarıyla yaptıkları bir çalışmada; el-ağız hareketlerinin beyinde karşılık geldiği bölgelerin haritalanması sırasında deneklerin bir cismi kavramadıkları halde, kavrayan birisini izledikleri sırada da beynin aynı bölgesinde, bir cismi kavradıkları zamana benzer düzeyde bir elektriksel aktivite artışı olduğunu gözlemlemişlerdir. Bu bölge inferior paryetal lobun rostralinde yerleşmiş olan F5 bölgesidir (6,11). Bu bölge insanlarda Broka alanı olarak temsil edilmektedir. Ferrari ve arkadaşları F5 bölgesinin önemini yaptıkları araştırmayla ortaya koymuşlardır. Bu araştırmada, makak maymunlarının sosyal iletişimde kullandığı bazı ağız hareketlerin (dudak protrüzyonu ve dudakların birbirine vurulması) insanlar tarafından taklit edildiğini izlerken beyindeki elektriksel aktivite değişikliklerini kaydetmişler ve çalışmanın sonunda makak maymunlarının bu hareketleri taklit eden bir insanı izlediklerinde, aynı jest ve mimikleri aynaladıkları gözlemlemişlerdir (4). Başka bir araştırmada 27 köpeğin 21 inin esneyen bir insanı izlediklerinde esnemeye başladıklarını fakat esneme benzeri ağız hareketlerine aynı tepkiyi vermediklerini göstermiştir ve bunun empatinin basit türe özgü bir şekli olduğunu belirtmişlerdir (8). Son yıllarda farklı parametrelerin empatinin biyolojik göstergesi olabileceği ileri sürülmüştür. Harrison ve arkadaşlarının pupil boyutunun duyguların dışavurumundaki rolünü sorguladıkları araştırmalarında, 33 sağlıklı gönüllüye farklı pupil boyutlarında (%60, %100, %167) mutlu, sinirli, hüzünlü, korkulu, şaşkın, tiksinen ve nötral yüz ifadeleri sergileyen fotoğraflar gösterilmiştir. Katılımcılar gösterilen fotoğrafları empati ölçeği ile değerlendirdiklerinde, tüm yüz ifadeleri için daha küçük pupil boyutlarında empati yoğunluk skorlarının yüksek olduğu gözlenmiştir. Ayrıca pupil boyutu değişikliklerine duyarlılık gösterenlerin empati ölçeği skorları da yüksek bulunmuştur. Ancak yalnızca hüzünlü yüz ifadesi için pupil büyüklüğü ile emosyonel dışavurum arasında anlamlı ilişki olduğu saptanmıştır. Sonuçta, daha önceleri önerildiği üzere, empati genelde inanıldığı gibi istemli olarak tetiklenen bir süreç olmaktan daha çok, güdülenmiş bir süreç gibi gözükmektedir (7). Gündelik hayatta bizler de karşımızdakinin veya televizyonda izlediğimiz birinin davranışlarından, konuşmalarından, jest ve mimiklerinden etkilenir, empati yapar ve onun gibi düşünürüz. Hatta bazen farkında bile olmadan onun sık kullandığı kelime veya cümleleri taklit ederiz. İşitsel görsel uyaranların ve taklit etme (mirroring=aynalama) işlevinin ayna nöronlarla ilişkili olduğu, EEG de mu supresyonu oluşturduğu (9) ve ayrıca mu supresyonunun, interaktif ve sosyal etkileşim içeren durumlarda daha

3 belirgin bulunduğudur (10). Ayna nörönlar insanların genelde haz duygusuna hitap etmektedir. sigara içen örnek yapılan bir araştırmaya göre 17 sigara içen ve 17 sigara içmeyen bireyde yapıla araştırmada 30 dakikalık bir vidyo izletilmiş ve etkileri fmri ile incelenmiştir. Her iki grupta da IPS ve LPFS aktive olmuştur. Fakat sigara içen grup daha çok etkilenmiştir [14]. Yalachkov ve arkadaşları, sigara içen ve içmeyen deneklerin beyin aktiviteleri karşılaştırıldığında iki grup bölge tespit edilmiştir. Birinci grup bağımlılık davranışında rolü olan dorsal anterior cingulate cortex (dacc) veya orbitofrontal cortex (OFC), ve dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC)lerden oluşur. Ikinci grup hareketleri taklit etmede rolü olan anterior intraparietal sulcus (aips), sol inferior frontal gyrus (IFG) ve premotor cortex (PMC)lerden oluşur. Bütün bu bölgelerdeki aktiviteler sigara kullanan deneklerde kullanmayanlara göre daha fazladır. Bu aktivite fazlalığı, sigara kullanan deneklerin sigara içme sahnesi içeren filmleri izlediklerinde sigara içme eylemini içlerinden taklit ettiğini göstermektedir. Sonuç olarak bu deney sigara içme eyleminin gözlemlenmesinin ayna nöronlarla alakası olan IFG ve aips bölgelerini aktive ettiğini ve görsel algının o eylemi taklit etme davranışını ortaya çıkardığını tespit etmektedir (15). Sigara içen bireylerin sigara paketleri üzerindeki sigara bırakma fotoğraflarındaki bireylerin durumlarını görerek, eğer sigara içmeye devam ederse aynı duruma geleceğini aklından geçirerek, empati yapacağını düşünerek çalışmayı planladık. Bu durumu göz önüne alarak, sigara içen bireylerde, sigara paketlerinin üzerinde kullanılan ve gelecekte kullanılması önerilen sigara kullanımından kaynaklanan yara ve tümörlerin fotoğraflarının etkinliğinin beyin aktiviteleri arasındaki farkının EEG kullanarak araştırılması amaçladık. GEREÇ ve YÖNTEM Bu çalışmada Başkent Üniversitesi nden yaş arası günde 10 adet üzerinde ve en az 1 yıl sigara kullanan öğrenci ve çalışanlarından, cinsiyet farkı gözetilmeden, sağ elini kullanan 40 kişinin katılımcı olarak kullanılması planlanmaktadır. 18 katılımcı randomize olarak iki eşit gruba ayrılacak; birinci gruba 10 ar saniye süreyle şu an kullanımda olan sigara paketleri üzerindeki sigara bırakma fotoğrafları ve ardından 10 sn süreyle daha etkili ve dikkati çekici olduğunu düşündüğümüz sigara kullanımından kaynaklanan yara ve tümörlerin fotoğrafları gösterilecektir. İkinci gruba dengeleme uygulanması amacıyla, aynı fotoğraflar sıraları değiştirilerek, önce etkili ve dikkati çekici olduğunu düşündüğümüz fotoğraflar ardından şu an kullanımda olan fotoğrafların gösterilmesi planlanmaktadır. Katılımcılara bu fotoğraflar gösterilirken EEG çekimi yapılacaktır.bu çalışma Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi Etik Kurulunun KA13/10 sayılı kararıyla onaylanmıştır. 3

4 BULGULAR Deney iki grup üzerinde uygulanmıştır. Gruplara ardışık dört periyot içeren deney uygulanmıştır. Her iki grupta yer alan 9 ar denekten uluslararası elektrot yerleşim sistemine göre 21 elektroda ait EEG dataları kayıt edilmiştir. Delta, Theta, Alpha ve Beta dalgalarına ait güçler her bir elektrot için hesaplanmıştır. Her bir periyot için gruplarda yer alan deneklere bağlı elektrotlardan elde edilen Delta, Theta, Alpha ve Beta güçlerinin ortalaması istatistiksel analiz için kullanılmıştır. İstatistiksel analizler SPSS 16.0 programı ile gerçekleştirilmiştir. İlk olarak tüm verilere normal dağılıma sahip olup olmadıklarını anlamak amacıyla Shapiro-Wilk normalite testi uygulanmış ve normal dağılıma sahip olmadıkları görülmüştür. Varyansların türdeşliği ise Levene testi ile değerlendirilmiştir. Deney periyotları için hesaplanan değerler arasındaki farkı araştırmak üzere her iki deney grubuna eşleştirilmiş karşılaştırma olanak sağlayan friedman iki yönlü varyans analizi ve Dunnett s T3 çoklu karşılaştırma testi uygulanmıştır. Tüm analizler %95 güven düzeyinde yapılmıştır (hata payı= 0,05). Her bir periyotta uygulanan işlemlere yönelik olarak Friedman testinde, her iki grup için aşağıdaki hipotezler test edilmiştir. H0: İşlemler benzer etkiye sahiptir. H1: İşlemler farklı etkiye sahiptir. Tablo 1. Deney gruplarının Alpha, Beta, Delta, Theta parametreleri (medyan(minimummaksimum)) ve çoklu karşılaştırma (Dunnett s T3) test sonuçları. Deney Grupları GRUP 1 GRUP 2 Değişkenler Periyot 1 Periyot 2 Periyot 3 Periyot 4 Alpha 2.56 ( ) Beta 2.47 ( ) Delta 5.72 ( ) Theta 2.65 ( ) Alpha 2.39 ( ) 1.63 ( ) 2.50 ( ) 3.49 ( ) 2.15 ( ) 1.76 ( ) 3.82 ( ) 2.52 ( ) 7.70 ( ) 2.92 ( ) 3 ( ) 1.99 ( ) 2.63 ( ) 4.36 ( ) 2.29 ( ) 2.04 ( )

5 Beta 3.15 ( ) Delta 9.10 ( ) Theta 3.05 ( ) 2.81 ( ) 4.74 ( ) 2.47 ( ) 3.01 ( ) 7.04 ( ) 2.87 ( ) 2.77 ( ) 5.85 ( ) 2.75 ( ) : Periyot 1-2 karşılaştırması p<0.05 (Dunnett s T3) :Periyot 2-3 karşılaştırması p<0.05 (Dunnett s T3) : Periyot 3-4 karşılaştırması p<0.05 (Dunnett s T3) :Periyot 2-4 karşılaştırması p<0.05 (Dunnett s T3) Friedman iki yönlü varyans analizi sonuçlarına göre yapılan çoklu karşılaştırma testlerinde (Dunnett s T3) deney periyotları arasında bir fark olup olmadığı sorgulanmıştır. Buna göre yalnızca Alfa gücü parametresinde, her iki deney grubunda da deney periyotları arasında bir fark tespit edilmiştir. Grup 1 de 3. ve 4. Periyotlar arasında (p=0.003), Grup 2 de ise 1. ve 2. Periyotlar arasında (p=0.004), 2. ve 3. Periyotlar arasında (p=0.01), 2. ve 4. Periyotlar arasında (p=0.043) ve 3. ve 4. Periyotlar arasında (p=0.019) istatistiksel fark saptanmıştır. Yani bu sayılan periyotlarda uygulanan işlemler farklı etkilere sahiptir. Tablo 1 de yer alan değerler bazında bu farklar irdelenirse; Grup 1 in Alfa güçlerinin 3. ve 4. Periyotlardaki medyan değerleri sırasıyla 3.82 ve 1.99 dur. Yani bu grupta 4. periyottaki alfa gücü, 3. Periyottakine göre anlamlı bir düzeyde azalmıştır (p=0.003). Grup 1 de 3. Periyotta herhangi bir gösterim yapılmazken (boş slaytlar) 4. Periyotta sigara kullanan kişilerde görülen hastalıklara ait kötü görüntüler gösterilmiştir. Bu görüntülerin alfa aktivitesini istatistiksel olarak anlamlı ölçüde düşürdüğü görülmüştür. Grup 2 deki Alfa güçlerine bakılacak olursa, 1. ve 2. Periyotlar arasında medyan 2.39 dan 1.76 ya düşmüş (p=0.004) yani 2. Periyotta uygulanan işlem alfa gücünü anlamlı bir şekilde düşürmüştür. Grup 2 de 1. Periyotta boş slaytlar gösterilmiş, 2. Periyotta sigara kullanan kişilerde görülen hastalıklara ait kötü görüntüler gösterilmiştir. Tıpkı Grup 1 de görüldüğü gibi bu grupta ta bu görüntülerin alfa aktivitesini istatistiksel olarak anlamlı ölçüde düşürdüğü görülmüştür. Grup 2 nin 2. ve 3. Periyotları arasında medyan 1.76 dan 3 e çıkmış (p=0.01) yani 3. Periyotta uygulanan işlem alfa gücünün 2. Periyottaki değerinin anlamlı düzeyde artmasına sebep olmuştur. Grup 2 nin 3. Periyodunda yine boş slaytlar izlettirilmiş ve bu durum alfa aktivitesinin 5

6 değerini 2. Periyottaki (kötü görüntülerin izlettirildiği periyot) değerine göre arttırmıştır. Grup 2 nin 3. ve 4. Periyotları arasında medyan yine 3 den 2.04 e düşmüştür (p=0.019). Yani 4. Periyotta uygulanan işlem alfa gücünü bir önceki periyoda gör anlamlı düzeyde düşürmüştür. Grup 2 nin 4. Periyodunda da deneklere sigara paketleri üzerindeki görüntüler izlettirilmiş ve bu uygulama alfa aktivitesini 3. Periyoda göre (boş slaytlar) yine anlamlı düzeyde düşürmüştür. Son olarak Grup 2 nin 4. ve 2. Periyotları arasında da alfa dalgalarının medyan değerlerinde 2.04 den 1.76 ya düşmüştür (p=0.043). Başka bir deyişle, 2. Periyotta izlettirilen görüntüler, 4. Periyotta izlettirilen sigara paketleri üzerindeki görüntülere göre alfa aktivitesini daha çok düşürmüştür. TARTIŞMA Mü ritmi, ilk olarak 1950 lerde tanımlanmıştır. Brain mapping ve independent component analysis gibi ileri teknolojik yöntemlerinin geliştirilmesine kadar nadir gözlenen bir ritmdir. Mü ritminin aslında bütün sağlıklı insanlarda gözlenebilen bir ritmdir. Sensorimotor korteks üzerinde, sn gibi kısa sürelerle ortaya çıkan, 8-13 Hz ve Hz bandlarında osilasyon gösterilmesiyle belirlenir [9] Mu ritmi Algılamayı, Uygulamaya çevirme sürecinde ortaya çıkan ve düşüncenin eyleme dökülmesi aşamasında kendine has mu dalgasında gözlenen bir supresyonla izlenen bir süreçtir. Mu supresyonunun gerçekleşmesindeki temel süreç şöyle özetlenebilmektedir; hareketin yapılması, düşünülmesi ve izlenmesi; duyguların ve duyuların izlenmesi; dikkatin yoğunlaşması sonucunda gösterilmekte olan Görüntülerin etkinliği, beta ve alfa dalgalarında bir azalma ile izlenebilmektedir. Başka bir deyişle Mu dalgasının supresyonu dalganın amplifikasyonunun, gücünün, azalmasıyla gözlenir. [2] Bu bilgiler ışığında çalışmamız yorumlanacak olursa; elde ettiğimiz bulgular, boş slaytla hem yara ve tümör fotoğrafları hem de sigara paketleri üzerinde yer alan fotoğraflar karşılaştırıldığında mu supresyonu istatistiksel olarak doğru görülmektedir Ayrıca Grup 2 de yara ve tümör fotoğrafları, sigara paketleri üzerinde yer alan fotoğraflarla karşılaştırıldığında mu supresyonu meydana gelmesi daha yoğun bir bilişsel aktiviteyi göstermektedir. Grup 2'deki denekler, sigara içmekten dolayı olan yara ve tümör fotoğrafları üzerinde daha çok içselleştirme yaptıkları ve dikkatlerini yoğunlaştırdıkları sonucunu çıkarmamıza neden olmaktadır. I. grupta aynı sonucun elde edilememesi, çalışmamıza denek sayısını artırarak devam edilmesi elde edilen sonucun daha net olacağını düşündürmektedir.

7 KAYNAKLAR 1. Altınbaş K. Gülöksüz S. Özçetinkaya S. et al. Biological Correlates of Empathy. Current Approaches In Psychıatry 2010; 2(1): Covello A, de Barros-Ferreira M, Lairy GC. A telemetric study of central rhythms in children. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Mar;38(3): French. PubMed PMID: Fenichel O. Nevrozların Psikoanalitik Teorisi. (Çev. S Tuncer) Ege Üniversitesi Matbaası, İzmir, Ferrari PF, Gallese V, Rizzolatti G et al. Mirror neurons responding to the observation of ingestive and communicative mouth actions in the monkey ventral premotor cortex. Eur J Neurosci 2003; 17: Freud S. Project for a Scientific Psychology (1950(1895)) in Complete Psychological Works, Standard Ed. vol 1. London, Hogarch Press, 1966; pp Gallese V, Fadiga L, Fogassi L et al. Action recognition in the premotor cortex. Brain 1996; 119: Harrison NA, Wilson CE, Critchley HD. Processing of observed pupil size modulates perception of sadness and predicts empathy. Emotion 2007; 7: Joly-Mascheroni RM, Senju A, Shepherd AJ. Dogs catch human yawns. Biol Lett 2008; 4: Koshino Y, Isaki K. Familial occurrence of the mu rhythm. Clin Electroencephalogr Jan;17(1): PubMed PMID: Lindsay M. Oberman, Jaime A. Pineda, Vilayanur S. Ramachandran. The human mirror neuron system: A link between action observation and social skills. SCAN(2007) 2, Lindsay M. Oberman, Joseph P. McCleery, Vilayanur S. Ramachandran et al. EEG evidence for mirror neuron activity during the observation of human and robot actions: Toward an analysis of the human qualities of interactive robots. Neurocomputing 70 (2007) Rizzolatti G, Fogassi L, Gallese, V. Mirrors in the Mind. Scientific American 2006; 295: Rizzolatti G, Fadiga L, Gallese V et al. Premotor cortex and the recognition of motor actions. Brain Res Cogn Brain Res 1996; 3:

8 14. Starcevic V, Piontek MC Empathic understanding revisited: Conceptualization, controversies, and limitations. Am J Psychother 1997; 51: Yavor Yalachkov, Marcus J. Naumer Involvement of action-related brain regions in nicotine addiction Yavor Yalachkov and Marcus J. Naumer J Neurophysiol 106:1-3, First published 27 April 2011; doi: /jn Wagner DD, Dal Cin S, Sargent JD et al. Spontaneous action representation in smokers when watching movie characters smoke. J Neurosci Jan 19;31(3): doi: /JNEUROSCI PubMed PMID: