Bilişsel Performansın Sirkadyen Varyasyonu. Uykululuk ve Uyanıklığın Zamansal Değişimini Kaydetme Yöntemleri

Bilişsel Performansın Sirkadyen Varyasyonu ve Uykululuk ve Uyanıklığın Zamansal Değişimini Kaydetme Yöntemleri Doç. Dr. Adile TınçÖniz (MD, PhD) DEÜ Tıp Fak. Biyofizik AD Uyku Dinamiği Lab. Uyku ve Bilinç Durumları Teknolojisi Araştırma ve Uygulama Merkezi Türk Uyku Tıbbı Derneği, TEMEL Bilimler Çalışma Grubu

BİYORİTMLER Saatten günlere Hours to days (circadian) Dakikadan saatlere Minutes to hours(ultradian) Saniyelerden dakikalara Milliseconds to minutes (microdian(ultramicrodian))

BEYİN (Yanıtlılık) ve BİYORİTMLER BEYİN BİYORİTMLER UYKU SÜREGENLİĞİ Uzun dönem tepkiler (Reactive longterm) Uyarılmış orta dönem (Induced Midterm) Uyarılmanın hemen sonrası (Evoked Immediate) Saatten günlere (circadian, mevsimsel) Dakikadan saatlere (ultradian, circadian) Milisaniyeden saniyeye (microdian, ultramikrodian)

Uyarılabilirlik o Emosyonel duyarlılık o Uyaranlara yavaş alışma Uyarılmışlık Uyaran Uyarılmışlık İlişkileri Uykudaki değişikliklere ilişkin DAVRANIŞSAL ve BİLİŞSEL STRATEJİLER Kişilerarası İlişkiler (Çatışmalar, emosyonel etkileşimler) o Fizyolojik o Emosyonel o Bilişsel Uyku ve günlük işlevler üzerine işlevsel olmayan DEĞERLENDİRME Bozulan uyku ve günlük işlevler üzerine olumsuz YÜKLÜ DÜŞÜNCELER UYKU Uyku ve günlük işlevler üzerine yüksek bireysel standartlar MÜKEMMELİYETÇİLİK UYKU YAKINMALARI (İNSOMNİ) Uyku ihtiyacı, uykusuzluğun sonuçları hakkında hatalı İNANIŞLAR Lundh ve Broman ın uyku bozucu ve psikolojik süreçler arasındaki ilişkiyi bütünleyici modeli (2000)

İşlevsel olmayan bilişsel aktiviteler o Uykusuzluk üzerine aşırı endişe o Sonuçlar hakkında numinasyonlar o Gerçekçi olmayan beklentiler o Yanlış yorumlamalar Uyarılmışlık o Emosyonel o Bilişsel o Fizyolojik UYKUSUZLUK Adaptif olmayan alışkanlıklar o Yatakta daha fazla zaman harcama o Düzensiz uyku saatleri o Gündüz uykuları o Uykuyla uyumlu olmayan aktiviteler Sonuçlar o Duygudurum bozuklukları o Yorgunluk o Performans kaybı ososyal sorunlar Harvey in mikroanalitik modeli: uyaran-organizma-yanıt-sonuç modeli

Jet-Lag Belirgin saat farkı olan bir bölgeden diğerine yolculuk yapıldığı zaman endojen sirkadyen ritim ile çevresel koşullar arasında uyumsuzlukların ortaya çıkması Bilişsel performansta düşüş Zaman algısında bozulma (60 sn yerine 40 sn gelmesi gibi Melatonin tedavisi, uyku hijyenine özen vb

Kutup kuşakları (uzun gündüz ve gece dönemleri) İnsomnia

Vardiyalı Çalışma Olağan uyku saatlerinde meslek gereği uykusuz kalınması durumu Uyku yoksunluğu Çalışma saatlerinde uykululuk Sürdürülebilir dikkatte düşüş Dinlendirici olmayan uyku süreçleri

Düzensiz Uyku-Uyanıklık Ritmi (Siesta, Şekerleme, Mikro uyku vb) Yakınmaları; uykusuzluk/ aşırı uykululuk Kötü uyku hijyeni Bazı patolojik durumlar SCN işlevinde bozukluk

Saat Genleri (Clock Genes) PER-1, PER-2, PER-3 Gece anestezisi ile gündüz anestezisi aynı değil

ÖLÇÜLEBİLİRLİK

Beyin Biyofiziğinde Farklı domainlerin kullanımı fnir Termal

UYANIKLILIK BİLİŞSEL PERFORMANS ÖLÇÜM UYKULULUK Nöropsikolojik/ Davranışsal Testler Elektrofizyoloji Termal Ölçümler Beyin Oksijenizasyon Ölçümleri Nörogörüntüleme (fmri, vb) Sübjektif Objektif

UYANIKLILIK UYKULULUK

Sübjektif yöntemler MMBD PVT_DEU Objektif yöntemler AERP SERP

Sübjektif yöntemler MMBD

Uyarlanmış Çoklu Bellek Deseni (MMBD) İlk kez Anlamlı ve anlamsız kelimeler Üç farklı konumda Uyku öncesi Uyku Uyku sonrası MMBD Uyarlanmış üç test İşitsel-Sözel Öğrenme Testi Kelime Tanıma Testi Kelime Kökü Tamamlama Testi

Uyku Öncesi Süreç Uyku Süreci Uyku Sonrası Süreç Uyarlanmış İşitsel-Sözel Öğrenme Testi A Listesi 16 Anlamlı Kelime B Listesi 16 Anlamlı Kelime C Listesi 8 Anlamsız Kelime 24 yeni anlamlı kelime & 8 yeni anlamsız kelime Test 1 Test 2 Uyarlanmış Uyarlanmış Kelime Tanıma Kelime Kökü Testi Tamamlama Testi

Deney Grubu Kontrol Grubu

Hatırlama oranları Uyandıktan 6-36 sonra Uyku Sonrası Süreç Uyarlanmış Kelime Kökü Tamamlama Testi(MWSC) Açık Bellek Örtük Bellek Test 1 Test 2 Uyarlanmış Uyarlanmış Kelime Tanıma Kelime Kökü Uyarlanmış Kelime Tanıma Testi (MWRT) Tutarlılık Testi Tamamlama Testi

- Balon - Ba...

Ölçüm Koşulları Deney Grubu Hatırlama Oranı (%) Kontrol Grubu Hatırlama Oranı (%) İstatistik Anlamlılık Açık Bellek (Anlamlı+Anlamsız) 40.62 36.25 NS Açık Bellek ANLAMSIZ 14.58 20.00 NS Örtük Bellek ** (Anlamlı+Anlamsız) 22.91 3.75 ** Örtük Bellek ANLAMSIZ* 16.67 0 * * p<0.05 ** p<0.005

ARA SONUÇLAR MMBD MMBD uyku süreçlerinde açık bellek ve örtük belleğin durumunu ölçmek amaçlı uygun bir yöntemdir. Uykunun açık bellek üzerine etkisi gösterilemezken örtük bellek üzerine olumlu etkisi gösterilmiştir. [MMBD diğer bilinç durumlarının ölçülmesinde de kullanılabilir (anestezi altında, koma vb.)]

Sübjektif yöntemler PVT_DEU

ViJiLANS Uyanıklık. dikkatin görev üzerinde uzun zaman sürdürülmesi (sürekli dikkat), tetikte olma (alarmed) ve canlı olma (arousal) komponentlerini içeren; kişinin çevresel uyaranları fark etme, saptama, işleme (anlamlandırma) ve çevrenin taleplerine ve değişimlerine uygun yanıt verebilme yeteneği ve hızı olarak açıklanabilir (Davies and Parasuraman 1982, Warm 1984, 1993, Ballard 1996, Warm et al. 2008). Vijilans ilk olarak 1920li yıllarda ünlü bir nörolog olan Henry Head tarafından tanımlandı: State of high grade physiological efficiency necessary for effective action both conscious and reflex, which depends on the structure and condition of the nervous system. (Head, 1923).

Vijilans: Davies ve Parasuraman 1982, Warm 1984, 1993, Ballard 1996, Warm et al. 2008b Dikkatin uzun süre sürdürülebilmesi Çevresel uyaranları fark etme Uygun yanıt verme yetisi Oken, Salinsky ve Elsas, 2006 Bilinçten veya davranışsal bir tepkiden söz etmeksizin, uyku-uyanıklık ekseni üzerinde, uyanıklık düzeyine işaret ettiği savunulmaktadır

tehlikeye karşı tetikte olma uyanıklık, sürekli dikkat ya da sürdürebilir dikkat

Pilotlar Vijilansın Önemi: Otomasyon; Güvenlik/askeri gözetim Hava ve deniz trafik denetimi Endüstriyel alanda kalite kontrolünde Tıbbi ortamlarda Tetkiklerin incelenmesi Cerrahi işlemlerde Kamu alanları, işyeri ve hava alanı güvenliğinde Vardıyalı çalışanlar Uzun yol sürücüleri Güvenlik görevlileri

Sürücülerin vijilans ve uykululuk derecelerinin tespit eden navigasyon sistemi Sürücü göz kapağı hareketleri NASA nın Göz kırpma yürüttüğü sıklığında bazı çalışmalarla artış, göz astranotların kapağının 1,5 sn sirkadiyen den uzun ritim kapalı değişikliklerine kalmasında sesle uyarı bağlı olarak yaşadıkları vijilans kaybını değerlendirmek için psikomotor vijilans testleri kullanılmaktadır. Uçuş şirketleri için özel programlar geliştirilmekte Pilot adaylarının zihinsel performanslarının ölçümü için oluşturulmuş olan psikoteknik test bataryaları uygulanmaktadır.

Görev Niteliklerine Süresi Talepleri Uyarı şiddeti belirginliği sıklığı Vijilans Kaybı (vigilance decrement): dikkatin sürdürülememesi, uyarana tepki verme sürelerinin uzaması ve/veya uyarana verilen doğru tepki sayısının azalması Kişisel Faktörler Motivasyon Yorgunluk Uykusuzluk

Görev niteliklerine bağlı vijilans kayıplarına örnekler: Görev süresi, görevin talepleri, uyaran belirginliği ve sıklığı (Temple et al, 2000, Helton & Warm, 2008, Warm et al, 2008). Görev süresi vijilans kaybı Sürekli dikkat isteyen bir görevde 15-30 dakika sonra vijilans kaybı görülmeye başlamaktadır (Mackworth, 1948, Teichner, 1974, Lichstein, Riedel & Richman, 2000). Görevin talepleri vijilans kaybı Zor görevlerde ve çalışma beleğini kullanmayı gerektiren görevlerde vijilans kaybı artmaktadır. (Desmond, Mathews & Bush, 2001, Warm et al, 2008, Reinerman-Jones et al, 2011). Uyaran belirginliği ve sıklığı, vijilans kaybı Uyaranın süresi kısaldıkça, şiddeti azaldıkça, sıklığı azaldıkça, tepki süreleri artmaktadır ve vijilans kaybı artmaktadır. Kişinin görev üzerinde deneyimli ve antrenmanlı olması, vijilans kaybını, ancak ortadan kaldırmaz (Parasuraman & Giambra, 1991).

Görev ile ilgili niteliklerin vijilans ölçümünde tepki süresi (TS) üzerindeki etkileri: Görev süresi TS (Desmond, Mathews & Bush, 2001, Warm et al, 2008, Reinerman-Jones et al, 2011). Uyaran şiddeti ve/veya süresi TS (Froeberg, 1907; Wells, 1913; Temple et al, 2000, Helton & Warm, 2008, Warm et al, 2008) Görsel uyaranlarda TS > Sesli uyaranlarda TS Dokunsal uyaranlarda TS (Shelton and Kumar, 2010; Ng and Chan, 2012; Kosinski, 2008) Basit TS < Tanıma TS < Seçim TS (Donders, 1868; Kosinski, 2008). Basit Tepki Süresi (Simple reaction time) Uyarana yanıt vermeyi gerektiren görevlerde uyaranın başlangıcından kişinin tepki vermesine kadar geçen sürenin ölçümüdür. Tanıma Tepki Süresi (Recognition reaction time): Bir tip uyarana yanıt vermeyi, diğer bir tip uyarana yanıt vermemeyi (inhibasyon) gerektiren görevlerde tepki verilmesi beklenen uyaranın başlangıcından kişinin tepki vermesine kadar geçen sürenin ölçümüdür. Seçim Tepki Süresi (Choice Reaction time): Bir tip uyarana (örneğin kirmizi) belli bir tepki (örneğin sol tuşa basma), ve diğer bir tip uyarana (örneğin mavi) başka bir tepki (örneğin sağ tuşa basma) gerektiren görevlerde uyaranın başlangıcından kişinin tepki vermesine kadar geçen sürenin ölçümüdür.

Kişisel Faktöreler bağlı vijilans kayıplarına örnekler: Vijilans kayıplarına etki eden kişisel faktörler, durumsal (örneğin uykusuzluk) veya sürekli (örneğin yaş) olabilir. Uyku yoksunluğu vijilans kaybı Yorgunluk vijilans kaybı Stres vijilans kaybı Motivasyon vijilans kaybı (Mackworth, 1948; Warm et al, 2008; Blatter ve Cajochen, 2007; Loh ve ark. 2004; Hancock & Vasmatzidis, 1998; Dinges & Powell, 1985) Yas vijilans kaybı (Parasuraman & Giambra, 1991; Berardi, Parasuraman & Haxby, 2001), (Kosinski, 2008, Silverman, 2006) Bazı çalışmalar cinsiyet farkı bulmamaktadır ; bazıları erkeklerde daha kısa tepki süreleri bulmakta, bazı çalışmalar ise kadınlarda vijilans kayıplarının erkeklere oranla daha yavaş olduğunu ifade etmektedir (Kosinski, 2008, Silverman, 2006) Zeka TS vijilans kaybı (Nettelbeck, 1980; Schweitzer, 2001; cf Kosinski, 2008).

Kişisel Faktöreler bağlı vijilans kayıplarına örnekler Görme engellilerde işitsel uyaranlara karşı TS (Benedetti & Loeb, 1972) İşitme engellilerde görsel uyaranlara karşı TS (Dittmar et al.,1982) (Reinerman-Jones et al 2011). Dikkat dağınıklığı TS vijilans kaybı A tipi kişilik TS vijilans kaybı (Reinerman-Jones et al 2011). Patolojiler; Şizofreni ve bazı nevrozlarda TS > normal kontrol grubundakiler (Lenzenweger, 2001; Robinson and Tamir, 2005 cf Reinerman-Jones et al 2011). Alkol kullanımı TS vijilans kaybı (Tzambazis and Stough, 2000).

Çevresel Faktöreler bağlı vijilans kayıplarına örnekler: Uygun olmayan ortam sıcaklıklarında TS vijilans kaybı (Hancock, 1986; Hancock & Vasmatzidis, 1998). Aynı anda birden fazla görev üzerinde çalışma TS vijilans kaybı (Richard et al. (2002) and Lee et al. (2001) cf. Kosinski, 2008) Bu faktörler birbiriyle etkileşebilir: Motivasyon artıkça uyku yoksunluğunun vijilans kaybı üzerindeki etkisi azalabilir (36 saate kadar) (Horne & Pettitt, 1985, cf. Loh et al, 2004). Görevin talepleri artıkça yorgunluğun vijilans kaybı üzerindeki etkisi de artar (Singleton, 1953) Yaş artıkça uyku yoksunluğunun vijilans kaybı üzerindeki etkisi azalabilir (Philip et al., 2004) (cf. Kosinski, 2008).

Vijilans kaybı ile ilgili zihinsel kaynak teorisi: Beynin bilgi işleme kapasitesi sınırlıdır, bu yüzden dikkat mekanizmalarına gereksinim vardır (Broadbent 1971). Vijilans kaybı, kişinin zihinsel kaynaklarını geriye konma hızından daha hızlı bir şekilde tüketmesi sonucunda gelişmektedir. (Parasuraman, 1986) Zihinsel iş yükü (mental workload) arttıkça vijilans kaybı artmaktadır (Parasuraman, Warm, & Dember, 1987, Parasuraman and Davies 1977, Parasuraman 1979, Davies and Parasuraman 1982, Parasuraman et al. 1987).

Vijilans ölçümü Davranışsal veriler Vijilans, psikomotor uyanıklık testleri tepki süresi (wilkonson & Haughton, 1982) Beyin görüntüleme teknikleri (PET, fmri, Transcranial Doppler Ultrasonography vb) motor tepkiden bağımsız objektif ölçümler (Warm, Parasuraman ve Mathews, 2008). EEG (Bayazıt ve ark 2009; Özgören ve ark. 2009, Özgören ve ark, 2009). Fonksiyonel yakın kızılötesi spektrospopi (duyusal, motor veya bilişsel aktiviteye ve zihinsel iş yüküne bağlı olarak prefrontal kortekste meydana gelen hemodinamik değişimler) (Ayaz ve ark, 2012)

Psikovijilans + Farklı Bilişsel İşlevlerin Ölçülmesi Math proc (Yönetici işlev) Clocktest + Probmonitor + Change detection (Görsel İzlemleme) Stroop + Simon/Oddball (Bozucu Etkiye Karşı Koyma + Seçici Dikkat) Clocktest (Vijilans) Timewall + Timetap (Uzaysal ve Zamansal Algı) N-back (Çalışma Belleği) CCPT (Seçici Dikkat + İnhibasyon) PVT + Go No Go + TOAV (İnhibisyon) Spatial Cue / Flanker (Uzaysal Yönelim + Seçici Dikkat) Rotation + Object judgement (Uzaysal Algı)

Eşdeğer testler tablosu Testlerin ölçtüğü işlevler Vijilans tepki süresi, sürekli dikkat, Vjilans, görsel izlem, sinyal saptama Bozucu etkiye karşı koyma ve seçici dikkat Çalışma belleği/ Çalışma belleği ve uzamsal algı Görsel uzamsal algı/ Görsel uzamsal algı ve zamansal algı Seçici dikkat ve inhibasyon Diğer yönetici işlevler İnce motor ve görsel koordinasyon Testler ve eş değer testler *PVT *Clocktest * Posner s Attentional Cueing (Spotlight) Task *Probability Monitor *Change Detection * Visual Search *Dot Judgement * Simon *Oddball *n-back *memory span *Item Order/ *corsi block tapping *match to sample *Pattern Sequential *Wilkonson & Haughton Four choice response time test * Situation Awareness Test *Dot Judgement *Rotation *Object Judgement *Matrix Rotation * Pattern Comparison/ *Timewall *Timetap *CCPT *Go No Go *Flanker *ANT *Math Proc *Switcher task *Trail making task *Letter Digit Substitution *Symbol Counter *Two Column Addition *Dexterity *Fitts, Aimed Movement task *Device Mimicry *Compansatory Tracker *Persuitrotor Türkiye ye Uyarlanmı ş eş değer testler Stroop Digit Span *İz sürme Testi *Wisconsin Kart eşleme Testi *Londra kulesi Testi *Iowa

ÖRNEK SONUÇ 36 kişi (13 erkek, 13-60 yaş) Tepki süresi Farklı bilişsel işlevler Psikovijilans Testi Dikkat ve diğer bilişsel işlevleri değerlendiren testler Psikovijilans Testi

Uygulanan Testler Psikovijilans Testi (Tepki süresi ve dikkat) Connors Sürekli Performans Testi (dikkat ve inhibisyon) Corsi Blok Testi (çalışma belleği) Timewall (uzaysal-zamansal yönelim) Simon (dikkat ve bozucu etkiye karşı koyma)

Uygulanan Testler Psikomotor vijilans test (PVT) (Wilkinson & Hauaghton, 1982): Kişinin 2000 ile 10000 ms aralıklarla ekranda beliren kırmızı yuvarlağı gördüğü anda tuşa basması gerekmektedir. Kişinin tepki süresi değerlendirilmektedir. Vijilans, basit tepki süresi ve sürekli dikkat ölçülmektedir. Ort.10 dakika Connors Sürekli Performans Testi (Conners, et al; 2000): Harf görünce bas, X görünce basma Hedef ve hedef olmayan uyaranlara karşı tepki süresi ve doğru tepki sayısı Tanıma tepki süresi (recognition reaction time); vijilans, sürekli dikkat, seçici dikkat ve inhibasyon yetilerini ölçmektedir. Ort.14 dakika Corsi Block tapping Test (Kessels et al,2000): Kişinin ekranda gördüğü kareler beli uzunlukta seriler halinde yanıp sönmektedir. Kişinin yanan karelerin sırasını aklında tutması ve belirtmesi gerekmektedir. Kişinin doğru olarak anımsayabildiği en uzun seri (block span) ve bu rakamın doğru yanıt sayısı ile çarpımı (total Score) değerlendirilmektedir. Sürekli dikkat ve çalışma belleği değerlendirmektedir. Ort. 5 dakika

Uygulanan Testler Timewall testi (Unified Triservice Cognitive Performance Assessment Bataryası (UTCPAB) kapsamındır: Kişinin ekranın tepesinden aşağıya doğru sabit hızla inmekte olan ve duvarın arkasında kaybolan bir cismin yere iniş anını tahmin etmesi gerekmektedir. Uzaysal ve zamansal yönelim becerilerini değerlendirmektedir. Simon Testi (Simon, 1969): Ekranda beliren yuvarlağın mavi veya kırmızı olmasına bağlı olarak katılımcının sağ veya sol tuşa basması gerekmektedir. Katılımcının, uyaranın ekran ortasında, sağında veya solunda çıktığını ihmal ederek verilen kurala göre yanıt vermesi gerekmektedir. Kişinin yanıt ve uyaranın birbiriyle uyumlu olduğu ve uyumsuz olduğu durumlardaki tepki süre farkları ve doğru yanıt verme sayıları değerlendirilmektedir. Seçim tepki süresi (Choice reaction time), sürekli dikkat, Seçici dikkat ve bozucu etkiye karşı koyma yetilerini ölçmektedir.

Örnek Analiz Sonuçları Psikovijilans testi (PVT) Ortalama tepki süresi 300,48±32,6ms Connor Sürekli Performans Testi Hedef 0,97±0,03 ve hedef olmayan 0,53±0,2 uyaranlara doğru yanıt verme oranlarında anlamı fark 1190001900r1l Doğru Yanıt Yüzdesi 0190001900r1l 0190001900r1l 0190001900r1l 0190001900r1l 0190001900r1l *** 0.97±0.03 0.53±0.2 Uyaran Türü Hedef Hedef Olmayan *** p<0,001 Corsi Blok Testi Toplam puan ortalaması 55,7±20,3

Simon Testi Bozucu etkide ölçülen tepki süre farkları ve doğru yanıt oran farkları anlamlı 4190101901r5l 0.98±0.09 0.91±0.02 24190101901r4l Tepki Süresi (ms) 14190101901r4l 4190101901r4l 25190101901r3l 15190101901r3l *** Aynı Uyaran ve Yanıt yönü Aksi *** p<0,001 Timewall Testi Ortalama tahmin hatası 0,079±0,054 ms Tüm sonuçlar literatürle uyumlu bulunmuştur.

300.56±34.3 318.14±46.6 Test başında ve sonunda verilen PVT sonuçları değerlendirildiğinde: Psikovijilans testinde tepki sürelerinde anlamlı bir fark gözlenmiştir (p<0.01). Bunun bilişsel yüke bağlı olarak vijilans kaybına (vigilance decrement) işaret olduğu düşünülmektedir.

Ara Sonuçlar Gerek nörodejeneratif hastalıkların veya beyin işlevlerinin değerlendirildiği tıbbi ortamlarda, gerek dikkat gerektiren işlerin görüldüğü çalışma alanları ve (bellek, dikkat ve öğrenmenin söz konusu olduğu) eğitim alanında bilişsel fonksiyonların sürdürülmesinde önemli rol oynayan vijilansın ölçülebilmesi hayati bir önem taşımaktadır. Oluşturulan bataryanın, vijilans değişimlerini ölçmede Türk toplumuna uyarlanmış bir araç olması ve yeni parametreler eklenerek geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu çalışmayla geliştirilen batarya sayesinde de elde edilen verilerin uykuda beyin yanıtlılığına ait diğer fizyolojik göstergeler ile ilişkilendirilmesi sonucunda: Uyku yoksunluğu Vardiyalı çalışanlarda bilişsel performans ölçümü ve sürekliliğinin irdelenmesi (iş sağlığı vb.) Nörodejeneratif hastalıklarda süreç izleminde objektif kıstaslarla ölçüm yapılmasına olanak sağlanacaktır.

Objektif yöntemler AERP

İŞİTSEL BEYİN BİYOFİZİĞİ BATARYASI (UYARANLAR) Spontaneous EEG Dikotik Ton (391 Hz, 292 Hz) Dikotik Hece(/ga/, /ba/, /ka/, /da/, /ta/, /pa/) Uyumsuzluk Negativitesi (MMN) (süre, yön, frekans, genlik) İşitsel uyarılma Potansiyeli (AEP) (1500 Hz, 500 ms) İşitsel Olay İlişkili Potansiyel (AERP) (Hedef olmayan 1500Hz, Hedef 2000 Hz, 500 ms)

BIS Values 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 - ALYI _ SLEEP 1-01 425 83 10 124 165 15 20620 247 288 25 32930 370 411 35 45240 493 4534 575 50 616 657 Time DT DL MMN AEP AERP Ozgoren 2012

BIS Values 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 - ALYI _ SLEEP 1-01 425 83 10 124 165 15 1520620 247 20 288 25 25 32930 370 30411 35 452 3540493 40 4534 45 575 50 616 657 Time DT DL MMN AEP AERP Ozgoren 2012

BIS Values 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 - ALYI _ SLEEP 1-01 425 83 10 124 165 15 20620 247 288 25 32930 370 411 35 45240 493 4534 575 50 616 657 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Time DT DL MMN AEP AERP Ozgoren 2012

UYKUDA AEPs ÖLÇÜLEN in SLEEP DALGALAR STUDIES N1 A negative component evoked 75-150 ms afterthe auditory stimulation. Auditory N1 response is the leading step in the conscious audiory pathway. Karakaş et al., 2007. Atienza et al., 2001. P2 Yüzeyel Related to deepening of sleep. Uyku Yang and Wu, 2007. N300 influencedby intensity and frequency changes, and the Bastien and Campbell, content of the stimulation. 1992. Perrin et al., 1999. Derin Atienza et al., 2001. P450 UykuEvoked after Non-Target stimulus Hall and Harsh, 2001. N550 Effectedfrom the meaning and the physical properties of the stimulus. Sallinen et al., 1994. Bastien and Campbell, 1992. Colrain et al., 1999. P900 (P750) Related to deepening and maintaining of sleep pr Yang and Wu, 2007. Uyku Nöroloji AD 2012

AEP Evreler arası farklar-bis Uyku derinleştikçe N100 küçülür. P300, P900 büyür Kocaaslan, S., Öniz, A., Özgören, M., "Sleep Electrophysiology in the Light of Bispektral Index", Turkish Clinical Medical Sciences, (2009). Uyku Nöroloji AD 2012

UYANIKLIK SERP SERP OBJEKTİF YÖNTEM UYKU Somatosensory Evoked Potentials Dokunsal Uyarılma Potansiyelleri (SEP) Aynı Basınç ~ 120 kpa Somatosensory Event Related Potentials Dokunsal Olay-İlişkili Potansiyeller (SERP) Seyrek (Hedef) Uyaran (20-25%) Standart (Hedef-olmayan) Uyaran (75-80%) Bilindiğine göre; ağrısız uyaranlarla ve kullanılan deney deseni ile ilk çalışma.

Skorlama American Academy of Sleep Medicine (AASM) skorlama sistemine göre yapıldı. Aynı zamanda BIS ile desteklendi. EVRE 1 YÜZEYSEL UYKU NREM EVRE 2 EVRE 3 DERİN UYKU

SEP-R N= 15 P200 P450 P900 N100 P200 N300 N550 P450 P900 N_late N550 N100 N300 N_late

ERP BULGULAR Target Non-target UYANIKLIK UYKU

Cz Uyanıklık P300 TARGET NON-TARGET UYKU

SERP-R Tüm gece NREM (N1+N2+N3)

SEP-R N= 15

ARA SONUÇLAR SERP Uyanıklıkta SERP de ölçülen P300 bileşeni uykuda kaybolur. Öncelikli incelenen 12 elektrot (FZ, CZ, PZ, OZ, F3, F4, C3, C4, P3, P4, T3, T4) uykuya özgü dalga formlarını (N300, P450, N550, P900) farklı uyku düzeylerinde (yüzeysel ve derin) belirgin olarak ölçülmüştür. SERP denemelerinde, uyku sürecinde, hem seyrek hem de standart uyarana karşı yaygın, belirgin yanıtlar ölçülmüştür. Uyanıklıkta görülen Standart ve seyrek uyaran farkı UYKUda ortadan kalkmaktadır.

fnir (Yakın Kızılötesi İşaretleme Yöntemi)

Termal Değişimler Hot Water Cold Water

S O N U Ç Bu deneysel çalışmaların ışığı altında, sübjektif ve objektif olarak kullanılan ölçüm yöntemleri aracılığıyla beynin işleyişi ve farklı bilinç durumlarında bilişsel süreçlerin gelişim/değişimi hakkında değerli bilgiler elde edilebileceği söylenebilir. Sonuç olarak, uyku süreçlerinde bilişsel işlevlerin sürdüğü ve uyanıklığa göre farklılıklar gösterdiği saptanmıştır.

Uyku Tıbbı Araştırmalarında Çoklu Bakış Genetik? UYKU Üst analiz yöntemleri, Sinyal işleme, kaynak ayrıştırma MRG (PET vb) Elektrofizyoloji (MEG vb) SÜREGENLİĞİ Meta Analiz, Data mining?

Biyofizik Elektrik-Elektronik Mühendisliği Fizyoloji Psikiyatri Anestezi ÇOKLU DİSİPLİN BAKIŞI Bilgisayar Mühendisliği Bilişim Mühendisliği Nöroloji Radyoloji Nükleer Tıp Kulak-Burun-Boğaz Psikoloji İstatistik

TEŞEKKÜRLER

References Allport A (1989) Visual attention. MI Posner (Ed) Foundations of Cognitive Science. Cambridge, MA:MIT Press. Ayaz, H., Shewokis, P. A., Bunce, S., İzzetoğlu, K., Willems, B., & Onaral, B. Optical brain monitoring for operator training and mental workload assessment. NeuroImage 59, 36-47, (2012). Ballard, J.C., 1996. Computerized assessment of sustained attention: A review of factors affecting vigilance performance. Journal of clinical and experimental neuropsychology, 18, 843 863. Bayazit O., Öniz A., Hahn C., Güntürkün O., Özgören M. Dichotic listening revisited: Trail-by-trial ERP analysis reveal intra- and interhemispheric differences. Neuropsychologia, 47(2), 536-45, (2009). Berardi, A., Parasuraman, R., Haxby, J. V (2001). Overall Vigilance and Sustained Attention Decrements in Healthy Aging. Experimental Aging Research: An International Journal Devoted to the Scientific Study of the Aging Process, 27:1, 19-39 Blatter, K., & Cajochen, C. Circadian rhythms in cognitive performance: Methodological constraints protocols, theoretical underpinnings. Physiology & Behavior, 90, 196-208, (2007). Davies, D. R., & Parasuraman, R. (1982). The psychology of vigilance London: Academic Press. Desmond, P. A., Matthews, G., Bush, J. (2001). Sustained visual attention during simultaneous and successive vigilance tasks. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting 2001 45: 1386. Dinges D.F., Powell J. W. (1985) Microcomputer analysis of performance on a portable, simple visual task during sustained operations. Behav Res Methods Instrum Comput. 17:652 5. Donders, F. C. 1868. On the speed of mental processes. Translated by W. G. Koster, 1969. Acta Psychologica 30: 412-431. Hancock, P., A, (1986), Sustained Attention Under Thermal Stress. Psychological Bulletin 1986, Vol. 99, No. 2, 263-281. Hancock, P. A., & Vasmatzidis, I., (1998) Human occupational and performance limits under stress the thermal environment as a prototypical example. Ergonomics, 1998, Vol. 41, No. 8, 1169-1191. Head, H. The conception of nervous and mental energy (II) Vigilance ; A physiological state of the nervous system. British Journal of Psychology 14(2), 126-147, (1923). Helton, W. S., Hollander, T. D., Warm, J. S., Tripp, L. D., Parsons, K., Matthews, G., Dember, W. N., Parasuraman,R., Hancock, P. A. (2007). The abbreviated vigilance task and cerebral hemodynamics. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 29, 549-552. Helton, W. S., Warm, J. S., (2008), Signal salience and the mindlessness theory of vigilance. Acta Psychologica 129 (2008) 18 25. Kessels, R. P. C., van Zandvoort, M. J. E., Postma, A., Kappelle, L. J., & de Haan E. H., F. (2000). The Corsi Block-Tapping Task: Standardization and Normative Data. Applied Neuropsychology: Adult, 7:4, 252-258. Kosinski, R. J. (2008). A literature review on reaction time, Clemson University. Lichstein, K. L., Riedel, B.W. & Richman, S. L. (2000): The Mackworth Clock Test: A Computerized Version, The Journal of Psychology: Interdisciplinary and Applied, 134:2, 153-161 Loh, S., Lamond, N., Dorrian, J. Roach, G., Dawson, D. The Validity of psychomotor vigilance tasks of less than 10 minute duration. Behavior Research Methods, Instruments and Computers. 36 (2), 339-346, (2004). Mackworth, N.H. (1948). The breakdown of vigilance during prolonged visual search. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 1, 6-21, Mathis, J., & Hess, C. W. Sleepiness and vigilance tests. Swiss Med. Wkly 139 (15-16), 213-219, (2009). Ng, A., W., Y. and Chan, A., H., S. (2012). Finger Response Times to Visual, Auditory and Tactile Modality Stimuli. Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists IMECS2012 March. HongKong. Oken, B. S., Salinsky, M. C., & Elsas, S. M. (2006). Vigilance, alertness or sustained attention: Physiological basis and measurement. Clinical Neurophysiology, 17(9), 1885-1901. Öniz, A., Özgören M., Taşlıca S., Güdücü Ç., Aytener a.y., Akdede B.B., Alptekin K. Optimal mismatch negativity applied in schizophrenia patients Schizophrenia research, 1st Schizophrenia International Research Society Conference, Italy, (2008) 102/1-3/113/2008 Özgören, M.,Erdoğan U., Bayazıt O., Taslıca. S, Öniz A., Brain asymetry measurement using EMISU (embedded interactive stimulation unit) in applied brain biopğhysics, Computers in biology and medicine, 39(10),879-888, (2009) Özgören M., Bayazıt., O, Erdoğan U., Öniz A., EEG ve sloreta: Dikotik dinleme testi ve önbulguları IEEEIEEEXPLORE, 2009, 14. Biyomedikal Mühendisliğği Ulusal Toplantısı İzmir, Mayıs 2009. Parasuraman, R. (1986). Vigilance, Monitoring and Search In J.R. Boff, L. Kaufmann & J.P. Thomas (Eds.) Handbook of Human Perception and Performance, Vol.2, Cognitive Processes and Performance (pp 41 1-41-49). New York, Wiley. Parasuraman, R., Warm, J.S., & Dember, W.N. (1987). Vigilance: Taxonomy and utility. In L.S. Mark, J.S. Warm, & R.L. Huston (Eds.), Ergonomics and human factors: Recent research (pp. 11-32). New York: Springer-Verlag. Parasuraman, R., Giambra, L. (1991) Skill development in vigilance: Effects of event rate and age. Psychology and Aging, Vol 6(2),155-169. Pattyn, N., Neyt, X., Henderickx, D., Soetens, E. (2008). Psychophysiological investigation of vigilance decrement: Boredome or cognitive fatigue? Physiology & Behavior 93, 369 378. The PEBL Psychological test battery (http://pebl.sourceforge.net/batter y.html retrieved 08.05.2012.) Reinerman-Jones, L.E., Matthews, G., Langheim, L. K., Warm, J. S. (2011): Selection for vigilance assignments: a review and proposed new direction, Theoretical Issues in Ergonomics Science, 12:4, 273-296. Scott, L.D, Rogers, A. E., Hwang, W., Zhang, Y. (2006). Effects of Critical Care Nurses Work Hours on Vigilance and Patients Safety. American Journal of Critical Care (2006). vol. 15 no. 1 30-37 Shelton, J., and Kumar, G.,P. (2010). Comparison between Auditory and Visual Simple Reaction Times. Neuroscience & Medicine, 1, 30-32. Silverman, I., W. (2006). Sex Differences in Simple Visual Reaction Time: A Historical Meta-Analysis. Sex Roles, 54, p57-68. Smallwood J,D., Heim.D.J.B, Finnigan. F, Sudberry.M., O'Connor R, et al. Subjective experience and the attentional lapse: task engagement and disengagement during sustained attention. Conscious Cogn;13:657 90. Teichner, W.H. (1974). The detection of a simple visual signal as a function of time on watch. Human Factors 16, 339-353.

İki Referans Sistemi BİS R&K Uyku Nöroloji AD 2012