BİLİŞSEL NÖROBİLİM. E.Timuçin Oral 8 Kasım Kasım 12 Perşembe

Transkript

1 BİLİŞSEL NÖROBİLİM E.Timuçin Oral 8 Kasım 2012

2 Bilişsel Nörobilim Nörobilim ve Bilişsel Psikolojinin birleşmesi 1970 li yılların sonunda Gazzaniga & Miller Soru: Beyin zihnin varlığını nasıl mümkün kılar?

3 Bilişsel Nörobilim Biliş Motor işlevler Dil süreci Problem çözme Algı Duyu Bellek. gibi zihin teorileri çalışılır

4 Zihin-Beden Meselesi Beden Fiziksel dünya Kanunlar ve nesneler Beyin Değişen fiziksel özellikler Sürekli çalışır Zihin Psikolojik dünya Kurallar ve düşünceler Biliş Kendi içinde tutarlı Dinamik, çabucak değişebilir İlginin nedeni, bilişin nörolojik faaliyetlerin bir sonucu olmasıdır

5 Bilişsel Psikoloji + Nörobilim Zihnin teorik yapılarına fiziksel kanıtlar bulma isteği Nörobilimcilerin bulgularını, beyin ve bilişin daha açıklayıcı modelleriyle ilişkilendirme ihtiyacı Davranış ve beyin patolojisi arasındaki bağlantı kurma klinik hedefi (Tümörler, pıhtılar, travmalar )

6 Bilişsel Psikoloji + Nörobilim Zihin modellerinde nörolojik işlevlere ilginin artması (bağlantıcılık) İnsan beyni gibi çalışan bilgisayarlar geliştirerek insan zekasının simulasyonu girişiminde bulunan bilim adamlarının çalışmaları İnsan beynini gözlemlemeye izin verecek tekniklerin gelişmesi

7 Nöroanatomi

8 Kafatası Beyni her türlü yaralanmadan koruyan bir kutu...

11 Omurilik Omurga ve Omurilik Bölgeleri Omurilik cm Servikal Torakal Lomber Omurga arası disk Omurga gövdesi Sakral Kuyruk sokumu

12 Omurilik Omurilik Omurga arası disk Omurga gövdesi cm

13

14 Beynin Yerleşimi

15 Beyin Zarı (Meninks) Kafatası Dura (sert) mater Araknoid Pia Mater Beyin

16 Beyin Zarı (Meninks)

17 Beyin Damarları Beyin sürekli oksijene ihtiyaç duyar Tek başına beden oksijeninin %20 sini kullanır Birkaç dakika mahrumiyet geri dönülmez zedelenmelere neden olur.

18 Beyin yaklaşık 1500 g ağırlığında ve 1,5 L hacmindedir. Yüzölçümü 2,500 cm 2 Yaklaşık 100 milyar nöron içerir. Myelinli nöron uzunlukları toplamı yaklaşık 150,000 km Bu hücrelerin hepsi kendilerini yenilemezler. Beden istirahat halindeyken beyin kütle olarak onun %2 sini kaplar ama kullandığı oksijenin %20 sini tüketir.

19 Beynin Bölümleri Serebrum Serebral Hemisferler Serebellum Beyin sapı

20 Serebrum

21 Serebrum Neokorteks Neocortex

22 Nöron (Sinir hücresi) Dendrites: Collects information from other neurons. Cell Body Axon: Transmits information to other neurons.

23 Nöron (Sinir hücresi) Dendrites: Collects information from other neurons. Cell Body Axon: Transmits information to other neurons.

24 Nöron (Sinir hücresi)

25 Tipik bir Nöronun Yapısı Nöronlar birbirlerine dokunmazlar- aralarındaki mesafeye de sinaps adı verilir

26

27

28 Korteks (Beyin Kabuğu) Serebral korteks mm kalınlığındadır. Korteks, lisan ve soyut düşünce gibi yüksek bilişsel işlevlerin yollarının yer aldığı kısımdır. Burada 25 milyar nöron 300 trilyon sinaps yaparlar.

29 Gri ve Beyaz Cevher Makroskopik iki alan: Nöron gövdeleri (çekirdek) Nöron liflerinin (aksonlar) oluşturduğu yolaklar Mikroskopik iki alan: Gri madde hücre gövdesi, dendritler ve miyelinize olmayan aksonlardan oluşur Beyaz madde miyelinize aksonlardan oluşur.

30 Gri ve Beyaz Cevher Makroskopik iki alan: Nöron gövdeleri (çekirdek) Nöron liflerinin (aksonlar) oluşturduğu yolaklar Mikroskopik iki alan: Gri madde hücre gövdesi, dendritler ve miyelinize olmayan aksonlardan oluşur Beyaz madde miyelinize aksonlardan oluşur.

31 Gri ve Beyaz Cevher Mikroskopik iki alan: Nöron gövdeleri (çekirdek) Nöron liflerinin (aksonlar) oluşturduğu yolaklar Mikroskopik iki alan: Gri madde hücre gövdesi, dendritler ve miyelinize olmayan aksonlardan oluşur Beyaz madde miyelinize aksonlardan oluşur.

32 Gri ve Beyaz Cevher Mikroskopik iki alan: Nöron gövdeleri (çekirdek) Nöron liflerinin (aksonlar) oluşturduğu yolaklar Mikroskopik iki alan: Gri madde hücre gövdesi, dendritler ve miyelinize olmayan aksonlardan oluşur Beyaz madde miyelinize aksonlardan oluşur.

33 Ventriküller (Karıncık) Beyinde yer alan sıvı keseleridir BOS salgılarlar. Ayrıca kimyasal ileticilerin merkezi sinir sisteminde yayılmasına olanak sağlar

34 Ventriküller (Karıncık) Beyinde yer alan sıvı keseleridir BOS salgılarlar. Ayrıca kimyasal ileticilerin merkezi sinir sisteminde yayılmasına olanak sağlar

35 Beyin Omurilik Sıvısı (BOS)

36 Beyin Omurilik Sıvısı (BOS)

37 Anatomik bölümler Frontal Lob Parietal Lob Oksipital Lob Temporal Lob Beyin sapı Beyincik

38 Loblar Limbik Lob Limbic Lobe Frontal Lobe Parietal Lob Parietal Lobe Temporal Lobe Temporal Lob Oksipital Lob Occipital Lobe

39 Loblar Limbik Lob Limbic Lobe Frontal Lobe Parietal Lob Parietal Lobe Temporal Lobe Temporal Lob Oksipital Lob Occipital Lobe

40 Frontal

41 Frontal

42 Frontal Açık renk alan tekrarlı hareketler ve öğrenilmiş motor becerilerden sorumlu Koyu renk alan primer motor alandır ve kasları kontrol eder.

43 Motor Homunkulus

44 Frontal

45 Frontal

46 Frontal Prefrontal korteks

47 Frontal Prefrontal korteks

48 Frontal Prefrontal korteks Limbik sistem

49 Frontal Prefrontal korteks Emosyonlar karmaşık beyin işlevleridir. Duyu ve farkındalık ilk kez burada işlenir. Duygudurum ve kişilik prefrontal korteks aracılığıyla düzenlenir. Limbik sistem

50 Limbik sistem Emosyon (duygular) ve bellekten sorumlu. Beynin üst ve alt parçalarının koordinasyonunu sağlar A. Singulat girus B. Forniks C. Ant. talamik çekirdek D. Hipotalamus E. Amigdala F. Hipokampus

51 Limbik Sistem İşlevleri Zihnin emosyonel tonusu Dışardan gelen uyarıları filtrelenmesi Olayların önem sırasına göre etiketlenmesi Çok önemli anıların depolanması Motivasyonun yönetilmesi Yeme ve uyku kalıplarının düzenlenmesi Koku duyusunun işlemden geçirilmesi Libidonun yönetilmesi

52 Temporal İşitsel uyarıları alır Bellek süreçleri Konuşmanın anlaşılması Duygulanımın düzenlenmesi Kokunun algılanıp işlenmesi Cinsel aktivite (özellikle limbik sistem üzerinden)

53 Parietal Multimodal uyaranların birleştirilmesi ve yorumlanması Beden pozisyonu Beden imgesi Şekil algısı Dokunma ve basınç algısı Ağrı algısı

54 Parietal Multimodal uyaranların birleştirilmesi ve yorumlanması Beden pozisyonu Beden imgesi Şekil algısı Dokunma ve basınç algısı Ağrı algısı

55 Duysal Homunkulus

56 Oksipital Görsel uyaranları alır ve yorumlar.

57 Oksipital Görsel uyaranları alır ve yorumlar.

58 Bazal Çekirdekler Ekstrapiramidal sistem: Kasların bilinçdışı kontrolü, kas tonusu, öğrenilmiş hareket koordinasyonu Harelketi başlatmaz ama başlayan hareketin ritmini ve kalıplarını sağlar.

59 Bazal Çekirdekler (Ganglionlar) Kaudat Çekirdek Putamen Globus Pallidus Ventriküller

60 Diensefalon Talamus Yunanca iç oda demek ve beyin sapının hemen üzerinde yer alır. Beyin kabuğu ile tüm duysal uyaranların kavşak noktası, düzenleyici devresidir. Talamus Hipotalamus Ön Hipofiz Arka Hipofiz

61 Diensefalon Talamus Yunanca iç oda demek ve beyin sapının hemen üzerinde yer alır. Beyin kabuğu ile tüm duysal uyaranların kavşak noktası, düzenleyici devresidir. Talamus Hipotalamus Ön Hipofiz Arka Hipofiz

62 Diensefalon Hipotalamus (Talamus altı) Küçüktür ama kritik bütün beden işlevlerini kontrol eder Otonom sinir sistemi Emosyonel yanıt ve davranış Beden ısısının düzenlenmesi Gıda alımının düzenlenmesi Sıvı dengesi ve susama merkezi Uyku-uyanıklık döngüsü Hormonların kontrolü Ön Hipofiz Hipotalamus Talamus Arka Hipofiz

63 İştah merkezi de Hipotalamusda yer almaktadır

64 Diensefalon Pineal Bez Melatonin Uyku eşgüdümü Talamus Hipotalamus Hipofiz Bezi Hormonlar Ön Hipofiz Arka Hipofiz

65 Ön Hipofiz FSH, LH TSH ACTH Prolaktin GH Arka Hipofiz ADH (=vazopressin) Oksitosin

66 Serebellum (Beyincik) Küçük beyin de denilir. Beyin hacminin %10 u ama beyin hücrelerinin %50 sini barındırır.

67 Serebellum (Beyincik) Küçük beyin de denilir. Beyin hacminin %10 u ama beyin hücrelerinin %50 sini barındırır.

68 Beyinsapı Ortabeyin (Mezensefalon) Pons Omuriliksoğanı (Medulla Oblongata)

69 Kafa Çiftleri I. Olfaktor sinir II. Optik sinir III. Okulomotor sinir IV. Troklear sinir V. Trigeminal sinir VI. Abducens sinir VII. Yüz siniri VIII. Vestibulokoklear sinir IX. Glosofaringeal sinir X. Vagus siniri XI. Aksesuar sinir XII. Hipoglossal sinir

70 Sinirlerin Seyri Beyin bilgiyi çapraz olarak işletir Lifler %80 çaprazlaşır Tam nedeni? Motor işlev bölgesel Zihin işlevleri yaygın

71 Beynin Üç Tabakası Sürüngen Beyni Memeli Beyni Neokorteks

72 Merkezi Sinir Sistemi Beyin Omurilik

73 Sinir Sistemi Merkezi sinir sistemi omurilik ve beyinden oluşur Nöronlar, nöral bilginin geçmesini sağlayan özelleşmiş hücreler: Dendritler, Hücre gövdesi, Akson, Miyelin kılıfı, Terminal düğmeleri (Uç yumrular), Sinaps Beyin her zaman elektrokimyasal faaliyetle canlıdır ve uyarılmış bir nöron saniyede bin kadar ateşleyebilir.

74 Periferik Sinir Sistemi Beyin ve Omurilik Dışında Kalan Sinir Sistemi Kısımları Somatik Otonom (visseral) Sempatik Parasempatik

75

76

77 Soyut düşünce Somut düşünce Bağlanma Cinsel davranış Emosyonel tepki Motor regülasyon Uyarılma İştah doygunluk Uyku Kan basıncı Kalp hızı Beden ısısı 59

78 Talamus Görsel Korteks Amigdala Sempatik Sinir Sistemi Endokrin Sistem

79 Limbik Sistemin Ödüllendirme ve Cezalandırma İşlevleri Öğrenmenin önemli bir parçası Alışkanlıkların gelişmesi

80 Ödül Merkezleri Ana ödül merkezleri orta beyin ve özellikle de hipotalamus çevresindedir Zayıf uyaran ödül hissi verirken, güçlü olan ceza hissi verir. Daha zayıf ödül merkezleri amigdala, talamus ve bazal çekirdekler civarında Buraların uyarılması ödül hissi verir ve yiyeceğe rağmen hayvanlar kendilerine elektrik uyaranı vermeyi seçerler

81 Ceza Merkezleri Güçlü ceza alanları da orta beyinde yer alır Daha zayıf alanlar amigdala ve hipokampusda Bu bölgelerin sürekli uyarılması hayvanda mutsuzluk, korku, terör hissi, ağrı ve hatta hastalanma sebebidir

82 Suçluluk Hangi Beyin Bölümleriyle İlişkilidir? Prefrontal korteks Hipokampus Amigdala

83

84 Konuşma ve Lisan Broca Alanı İşitsel Bağlantı Alanı Wernicke Alanı

85 Konuşma ve Lisan Broca Alanı İşitsel Bağlantı Alanı Wernicke Alanı Broca konuşmanın formüle edildiği ve beynin motor kortekse hareket talimatları gönderdiği bölgedir.

86 Sözcükler ve Beyin Sözcüğe bakmak-oksipital bölge Sözcüğü dinlemek-temporal korteks Konuşurken-Birincil Motor Korteks Fiil üretirken Frontal lob ve Orta Temporal Korteks faal olur

87 Duyulan Sözcüğün Tekrarlanması Motor Bölge Broca Alanı İşitme Alanı Wernicke Alanı

88 Yazılı Sözcüğün Tekrarlanması Motor Bölge Broca Alanı Birincil Görme Alanı İşitme Alanı Wernicke Alanı

89 Serebral Baskınlık (Lateralizasyon, Asimetri) Dominant Hemisfer Lisan (konuşma, yazma) Hesap yapma Nondominant Hemisfer Üç boyutlu algı Müzik

90 İki Hemisferin Hikayesi Sol (Baskın) Sağ Sözel (dil) Matematik Okuma yazma Analitik Kendini tanımak Sınıflama Kavramsallaştırma Sözel olmayan Mekansal Giyinme Bütüncül Başkalarını tanımak Yol bulma Müzik, resim

91

92 Korpus Kallozumun İşlevi Soldan gelen görüntü sağ beyin yarısına düşer Sağdan gelen görüntü sol beyin yarısına düşer Hem sağ, hem de sol göz kendi taraflarından da görüntü alır Bir hemisferden gelen bilgi korpus kallozum aracılığıyla hızla diğer tarafa nakledilir.

93 Ayrık Beyin Korpus Kallozum kesilirse ne olur?

94 Ayrık Beyin Korpus Kallozum kesilirse ne olur?

95 Ayrık Beyin Korpus Kallozum kesilirse ne olur? Duysal sinirler yine çaprazlaşır Motor sinirler yine çaprazlaşır Fakat hemisferler arası veri alış-verişi durur.

96 Ayrık Beyin Epilepsi krizlerini önlemek için Korpus Kallozum kesilebilir Bazen doğuştan gelişmemiş olabilir (agenezis) Sentezleme bilgisi kaybolur (ok-yay, gökdelen) HE.ART Hayali Yüz (K sağ / E sol ) Korpus kallozumu sağlam deneklerle bilişsel çalışmalar

97 Ayrık beyinli hastanın sol görme alanına çekiç gösterilir Ne gördüğü sorulunca yanıtı ne olur?

98 Ayrık beyinli hastanın sol görme alanına çekiç gösterilir Ne gördüğü sorulunca yanıtı ne olur? Hiçbir şey görmedim

99 Ayrık beyinli hastanın sol görme alanına çekiç gösterilir Gördüğü şeyi sol eliyle alması istenince ne olur? Alabildiği görülür Neden?

100 Ayrık beyinli hastanın sağ görme alanına elma gösterilir Ne gördüğü sorulunca yanıtı ne olur?

101 Ayrık beyinli hastanın sağ görme alanına elma gösterilir Ne gördüğü sorulunca yanıtı ne olur? Elma gördüm Neden?

102 Ayrık Beyin Çalışmaları Epilepsi krizlerini önlemek için Korpus Kallozum kesilebilir Bazen doğuştan gelişmemiş olabilir (agenezis) Sentezleme bilgisi kaybolur (ok-yay, gökdelen) HE.ART Hayali Yüz (K sağ / E sol ) Korpus kallozumu sağlam deneklerle bilişsel çalışmalar

103 Ayrık Beyin Çalışmaları

106 Ayrık Beyin Çalışmaları HE ART

108 Ayrık Beyin Ameliyatlarının Sonuçları Sağ el düğmeleri çözerken sol el ilikler Sağ el markette raftan birşey alırken sol el tekrar koyar Kadın hastanın sol eli kendi boğazına sarılıyor ve boğmaya çalışırken sağ eli bunu engellemeye çalışıyordu

109 Nörofizyoloji ve Görüntüleme Teknikleri EEG (uyaranın işlenmesini gösterir) BT taramaları (beynin yapısını gösterir) PET Taramaları (kan dolaşımındaki aktifliği gösterir: kırmızı/mavi) MRI (beynin yapısı) fmri (beynin işlev ve yapılarını gösterir) MEG (en hassas ölçüm):beynin işlevsel imajını, faaliyet haritasını sağlar

110 BT MRI

111

112 Pozitron Emisyon Tomografisi (PET)

113 PET fmri

114 EEG Elektroensefalografi

115 EEG MEG

116 Sorular Zihin-Beden meselesi nedir? Bilişsel nörobilimin temel doktrini nedir? Biliş neden nörobilime dönüşmüştür? MSS nin ana kısımlarını tanımlayın? Beynin temel işlevleri ve anatomisi nedir? Beyinle ilgili ilk çalışmalar beynin işlevlerini ve yerleşimini anlamamıza nasıl yardımcı oldu? Görüntüleme teknikleri nelerdir? Ayrık-beyin çalışmaları bilişsel nörobilim anlayışımızı nasıl zenginleştirmiştir?