Kognitif Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntülemenin Teori ve Uygulamasý



Benzer belgeler
Beynin işleyişi ve bilginin işlenme şekli nörobilimlerin temel konular ndan

Sayý Dizisi Öðrenme Testinin Yol Açtýðý Frontal Kortikal Aktivasyonlar: fmrg Paternleri

ÖZGEÇMİŞ HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ EDEBİYAT FAKÜLTESİ PSİKOLOJİ BÖLÜMÜ ÖĞR. GÖR. DR. ARZU ÖZKAN CEYLAN.

Þizofreni, bilgi iþleme (information processing)


İlgi alanı (ROI) boyutunun duyusal-motor uyarılma paradigmasında BOLD sinyal intensitesi üzerine etkisi

(TURCONS-4) ENTEGRATİF PREOPERATİF FONKSİYONEL HARİTALAMA BATARYASI ARAŞTIRMA VE GELİŞTİRME ÇALIŞMALARI. S. Karakaş 1, H.M.

Yönetici Ýþlevlerin Ayrýþtýrýlmasýnda Multidisipliner Yaklaþým: Biliþsel Psikolojiden Nöroradyolojiye

Olaya Ġlişkin Potansiyel Kayıt Yöntemleri Kognitif Paradigmalar

Ballorex Venturi. Çift Regülatörlü Vana

3AH Vakum Devre-Kesicileri: Uygun Çözümler

Nöropsikolojik Ölçümlerle Elektrofizyolojik Ölçümlerin Ýliþkisi: Frontal Lob Ýþlevselliði

Ýþaretleme Testi Türk Formu'nun 6-11 Yaþ Grubu Çocuklarda Standardizasyon Çalýþmasý #

Týp Fakültesi öðrencilerinin Anatomi dersi sýnavlarýndaki sistemlere göre baþarý düzeylerinin deðerlendirilmesi

Ballorex Dynamic. Basýnç Baðýmsýz Kontrol Vanasý. Precision made easy

2 - Konuþmayý Yazýya Dökme

Mental Stres ve Elektrofizyoloji. Prof. Dr. Sacit Karamürsel

Brain Q RSC/2 Termostat

SAYISAL GÖRÜNTÜ İŞLEME (Digital Image Processing)

Konular 5. Eðitimde Kullanýlacak Araçlar 23. Örnek Çalýþtay Gündemi 29. Genel Bakýþ 7 Proje Yöneticilerinin Eðitimi 10

Saðlýklý Yaþlanmanýn Nöroelektrik Potansiyellere Etkisi

Yönetici Ýþlevler ve Dikkat Süreçlerine Ýliþkin Kuramsal Modeller ve Nöroanatomi


Nörometrika Medikal Tıp Teknolojileri Ltd.Şti.

PANEL DEHB İÇİN DESTEKLEYICI TANI KRİTERLERİ. Oturum Başkanı Prof. Dr. Tümer Türkbay

Kanguru Matematik Türkiye 2017

Görsel-Uzaysal Yeteneklerin Bileþenleri

Stroop Testi Performansýnýn Elektrofizyolojisi: Olay-Ýliþkili Potansiyeller ve Ýliþkili Beyin Haritalarý

SAYISAL GÖRÜNTÜİŞLEME (Digital Image Processing)


ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl Lisans Bilgisayar Mühendisliği Atılım Üniversitesi

İşlevsel Beyin Görüntüleme Yöntemleri

Teknik Bilgiler 00. Downlight Spot Sayýsý: 24 Adet bulundu. Ofis alaný 24 eþit alana bölünmelidir.

EDMS, þirketlerin dinamik dokümanlar oluþturmasýný saðlayan, bu doküman ve belgeleri dijital olarak saklayýp, dünyanýn deðiþik noktalarýndaki

Nedensellik Ýliþkisi ve Pozitif Bilimin Amaçlarý Açýsýndan Deneysel ve Korelatif Yaklaþýmlar

MALÝYE DERGÝSÝ ÝÇÝNDEKÝLER MALÝYE DERGÝSÝ. Ocak - Haziran 2008 Sayý 154

Temel ve Klinik Nörobilim Perspektifinden Beyin Bağlantısallık Ağları

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ EDEBİYAT FAKÜLTESİ PSİKOLOJİ BÖLÜMÜ

Kanguru Matematik Türkiye 2017

Simge Özer Pýnarbaþý

Rapor edilen iðne batma yaralanmalarýnýn %56 sý güvenlikli ürünler kullanýlarak önlenebilir den fazla patojen bulaþabilir.

Zeka Testi ve Nöropsikolojik Testlerin Oluþturduklarý Faktör Yapýlarýnýn Ýncelenmesi #

ÖZGEÇMİŞ. 5. Akademik Unvanlar: Yardımcı Doçentlik Tarihi : 2013 (KKTC) Doçentlik Tarihi : 2015 (KKTC) Profesörlük Tarihi :

BÝLGÝLENDÝRME BROÞÜRÜ

Dikkat Eksikliði Hiperaktivite Bozukluðunun Zeka Testlerinden ve Ýlgili Diðer Nöropsikolojik Araçlardan Yordanabilirliði

PSİKOFİZYOLOJİ DENEYLERİNDE TASARIM

Modüler Proses Sistemleri

Stroop Testi TBAG Formu: Türk Kültürüne Standardizasyon Çalýþmalarý, Güvenirlik ve Geçerlik

Yükseköðretimin Finansmaný ve Finansman Yöntemlerinin Algýlanan Adalet Düzeyi: Sakarya Üniversitesi Paydaþ Görüþleri..64 Doç.Dr.

Nörolojik Hastalıklarda Depresyon ve Sitokinler

Fiskomar. Baþarý Hikayesi

Dövize Endeksli Kredilerde KKDF

Spor Bilimleri Derneði Ýletiþim Aðý

CURRICULUM VITAE. 1. Name Surname: Belma Bekçi. 2. Date of Birth: Affiliation: Associate Professor. 4. Education: Ph.D.

Firmamýz mühendisliðinde imalatýný yaptýðýmýz endüstriyel tip proses filtreleri ile, siklonlar, seperatörler çalýþma koþullarýna göre anti nem,anti

SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİYOFİZİK ANABİLİM DALI ÖĞRETİM ÜYELERİ PROGRAMLAR VE DERS İÇERİKLERİ. Biyofizik Yüksek Lisans.

WÝSCONSÝN KART EÞLEME TESTÝ PERFORMANSINDA GELÝÞÝMÝN NÝCELÝKSEL VE NÝTELÝKSEL ETKÝLERÝ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Kurum Doktora Deneysel Psikoloji Hacettepe Üniversitesi Y. Lisans Deneysel Psikoloji Hacettepe Üniversitesi

Þizofrenide Gözlenen Biliþsel Bozukluklar ve Deðerlendirilmesi: Bir Gözden Geçirme


Inter-rater Reliability of the Bender Visual Motor Gestalt Coordination Test (Second Edition) for Global, Koppitz and Recall Scoring Systems ARAÞTIRMA

OTOMATÝK BETON BLOK ÜRETÝM TESÝSÝ NHP

Dikkat Eksikliði Hiperaktivite Bozukluðunda Beyin Kan Akýmý ve Elektriksel Beyin Aktivasyonunun Deðerlendirilmesi


Uzman Psikolog T.C. İstanbul Kültür Üniversitesi, Beyin Dinamiği, Kognisyon ve Karmaşık Sistemler Araştırma Merkezi

BMCOLOR M A T B A A M Ü R E K K E P L E R Ý KURUMSAL KILAVUZ

Vepamon Akaryakýt Seviyesi Ölçümü Kayýt ve Kontrol Sistemi


1. ÝTHÝB TEKNÝK TEKSTÝL PROJE YARIÞMASI

Bir Hastane Bilgi Sistemi Çaðrý Merkezine Gelen Ýsteklerin Türkiye deki Hastane Bilgi Sistemi Profili Açýsýndan Analizi

EÞÝTSÝZLÝKLER. I. ve II. Dereceden Bir Bilinmeyenli Eþitsizlik. Polinomlarýn Çarpýmý ve Bölümü Bulunan Eþitsizlik

ATARDAMARDAKİ FIRILIN ETİKETLENEREK BEYİN TÜMÖRLERİNİN 3T MANYETİK ALANDA MANYETİK REZONANS GÖRÜNTÜLENMESİ İÇİN BİR GRAFİKSEL ARAYÜZ TASARLANMASI


GÜZ YARIYILI ( 1. YARIYIL) KREDİ DAĞILIMI TÜRKÇE ADI İNGİLİZCE ADI T U L

Brain Q RSC/2 Termostat

Kümeler II. KÜMELER. Çözüm A. TANIM. rnek Çözüm B. KÜMELERÝN GÖSTERÝLMESÝ. rnek rnek rnek Sýnýf / Sayý..


Hafif Kognitif Bozukluðu Olan Hastalarda Bellek Ýþlevlerinin Nöropsikolojik Deðerlendirmesi *

OLAYA ÝLÝÞKÝN POTANSÝYELLERÝN N2 DALGASI, UYARANLARIN YENÝLÝÐÝNÝ YANSITMAKTADIR*

MR anjiyografiyi diğer anjiyografik yöntemlerden ayıran en önemli özellik eksojen bir kontrast

Þizofreni ve Kognitif Bozukluklar

Öðrenme Güçlüðü Olan Bir Grup Hastanýn WISC-R Profillerinin Ýncelenmesi #

4. a ve b, 7 den küçük pozitif tam sayý olduðuna göre, 2 a a b x+1 = 3

3. Çarpýmlarý 24 olan iki sayýnýn toplamý 10 ise, oranlarý kaçtýr? AA BÖLÜM

Örgütsel Davranýþýn Tanýmý, Tarihsel Geliþimi ve Kapsamý

Demansta görüntülemenin rolü Dr.Ercan Karaarslan Acıbadem Üniversitesi

Psikiyatrik belirtiler, primer mental bozukluklarýn

ÖTV. Ýstanbul, 21 Temmuz 2008 Sirküler Numarasý : Elit /58. Sirküler. Baz Yaðlar Ýle Tütün Ve Tütün Mamullerinden Alýnan

Ergin Atalar Ulusal Manyetik Rezonans Görüntüleme Merkezi Bilkent Üniversitesi. Manyetik Rezonans Görüntüleme FİZİĞİ VE SON GELİŞMELER



GÜZ YARIYILI ( 1. YARIYIL) KREDİ DAĞILIMI TÜRKÇE ADI İNGİLİZCE ADI T U L

OPTÝK ÖLÇÜM CÝHAZLARI

GLİAL TÜMÖRLERDE POSTOP GÖRÜNTÜLEME

5. 2x 2 4x + 16 ifadesinde kaç terim vardýr? 6. 4y 3 16y + 18 ifadesinin terimlerin katsayýlarý

olarak çalýºmasýdýr. AC sinyal altýnda transistörler özellikle çalýºacaklarý frekansa göre de farklýlýklar göstermektedir.

Bir Üniversite Hastanesi nde ICD-10 Kodlarýnýn Elektronik Ortama Aktarýlmasýnda Veri Hatalarýnýn ve Kayýplarýnýn Deðerlendirilmesi

BOLOGNA PROJESİ HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ FAKÜLTESİ ERGOTERAPİ LİSANS PROGRAMI

ÖZGEÇMİŞ 06800, Derece Alan Kurum Doktora Deneysel Psikoloji Hacettepe Üniversitesi Y. Lisans Deneysel Psikoloji Hacettepe Üniversitesi

Transkript:

Kognitif Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntülemenin Teori ve Uygulamasý Hakký Muammer KARAKAÞ* ÖZET Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme, kognitif süreçler sýrasýnda serebral hemodinamide ortaya çýkan deðiþikliklerden yararlanarak beyin aktivasyonlarýnýn haritalamasýný mümkün kýlmýþtýr. Bu yazýda, kognitif süreçlerin tanýmlanmasýnda kullanýlan psikolojik yaklaþýmlar, fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemenin teorik ve teknik temelleri, deneysel tasarýmýn ana hatlarý ve bir uygulama örneði sunulmuþtur. Anahtar Sözcükler: Kognisyon, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fmrg). SUMMARY Theory and Application of Cognitive Functional Magnetic Resonance Imaging Functional magnetic resonance imaging have made it possible to map brain activity based on changes in cerebral hemodynamics in response to cognitive processing. In the following paper, psychological approaches in describing cognitive processing, theoretical and technical backgrounds of functional magnetic resonance imaging, key points in designing experiments, and an example to application is presented. Key Words: Cognition, functional magnetic resonance imaging (fmri). * Doç. Dr., Trakya Üniversitesi Týp Fakültesi Radyodiagnostik Anabilim Dalý, EDÝRNE KOGNÝSYONDA DENEYSEL YAKLAÞIMLAR Duyu organlarýndaki girdinin iþlenmesi; dünyanýn algýlanmasý ve anlaþýlmasýna yönelik iþlevler bütünü kognitif terimi altýnda ifade edilir. Günümüzde fonksiyonel görüntülemenin ilgi alanýndaki kognitif iþlevlere yönelik deney desenleri üzerine farklý perspektifler saðlayan iki ayrý yaklaþým bulunmaktadýr. Bu yaklaþýmlar kognitif psikoloji ve kognitif psikofizyolojidir. Kognitif psikoloji deneysel desenler kullanarak uyaran ve cevap arasýnda yer alan ara süreçler hakkýnda çýkarsamalarda bulunmakta, model ve kuramlar geliþtirmektedir (Eysenck 1990, Klatzky 1980, Ellis ve Hunt 1993, Pennington ve Ozonoff 1996, Welsh ve Pennington 1988). Kognitif psikofizyoloji ise elektrofizyolojik yöntemlerden yararlanarak ara süreçleri indirgemeci bir yöntemle aydýnlatmaya çalýþmaktadýr (Karakaþ 1997). Bilgi iþlemenin psikofizyolojik karþýlýklarý geleneksel olarak elektroensefalografi (EEG) ile elde edilmektedir. Bu yöntemle kognitif süreçlerin zamansal boyutu büyük ölçüde aydýnlatýlmakla birlikte, altta yatan üreteçlerin yerleþimi ancak kaba hatlarý ile ortaya konabilmektedir. Kortikal aðýn yüksek uzaysal kompleksitesi ve EEG tekniðinin düþük uzaysal çözünürlüðü beynin kognitif çalýþmalar için belirtilen teknikle haritalanmasýný sýnýrlamaktadýr. Belirtilen sýnýrlamayý aþmak üzere geliþtirilmiþ bulunan ve nöronal aktivite tarafýndan üretilen zayýf magnetik alanlarý ölçen magnetoensefalografide (MEG) ise EEG'nin zamansal 139

KARAKAÞ HM. çözünürlüðü yüksek bir uzaysal çözünürlükle birleþtirmektedir (Reite ve ark. 1999). Bu teknikle beynin iþlevsel organizasyonu <5 mm uzaysal ve <1 ms zamansal çözünürlükle ortaya konabilmektedir (Singh 1995, Lounasmaa ve ark. 1996). MEG zamansal deðiþimlere çok duyarlý olmakla birlikte, kaynak yerleþimini ve zamanlamayý çözümleme yeteneði "inverse" problemi (Liu ve ark. 1998) ve derin kaynaklarý kaydetme yeteneðininin olmamasýyla büyük ölçüde sýnýrlanmaktadýr. Derin EEG gibi yöntemler ise milimetrik uzaysal çözünürlüðe eriþilebilmekle birlikte, invazif olmalarý nedeniyle normal deneklerde uygulama alaný bulmamaktadýr. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) beyin anatomisini mükemmel bir uzaysal çözünürlükle ortaya koyan, temel ve klinik incelemelerde yaygýn olarak kullanýlan bir teknikdir. MRG'nin özel bir yazýlým uygulamasý olan fonksiyonel MRG (fmrg) ile beynin yüksek uzaysal çözünürlükle haritalanmasý mümkün olabilmektedir. Her ne kadar EEG veya MEG kadar hýzlý olmasa da fmrg ile bazý kognitif görevlere özgül aktivasyon lokuslarý ortaya çýkartýlabilmekte ve kognitif süreçler lokalize edilebilmektedir (Turner ve ark. 1998, Latchaw ve ark. 1995). Ýyonizan radyasyon içermemesi ve invazif olmamasý nedeniyle tamamen zararsýz olan ve görece yaygýn olan bu yöntem kognitif psikoloji ve kognitif psikofizyolojinin veri ve kavramlarýný entegre etme çabasýnda deðerli bir rol oynamaktadýr (Karakaþ ve Karakaþ 2000, Karakaþ ve Karakaþ 2001a). fmrg TEKNÝÐÝ Kontrast Mekanizmasý fmrg'de kullanýlan kontrast tekniði "kan oksijen seviyesi baðýmlý (BOLD) kontrast yöntemi"dir. Bu yöntem MRG'deki sinyal þiddetinin, kan damarlarýndaki hemoglobinin (Hb) oksijenasyonuna baðlý olarak deðiþmesine dayanmaktadýr. Beynin aktivasyonu sonrasý bölgesel serebral kan akýmý nöronal ateþleme bölgelerinin etrafýnda artarken oksijen tüketimi ayný ölçüde artmamakta, bu tutarsýzlýk aktive bölgenin kapillerleri ve venöz yapýlarýnda oksi-hb konsantrasyonunun artmasýna yol açmaktadýr. fmrg, kan oksijenasyonunda oluþan bu deðiþikliði parlayan alanlar þeklinde ortaya koymaktadýr (Sabbah ve ark. 1995, Howseman ve Bowtell 1999). BOLD kontrastýnýn mekanizmasý oldukça karmaþýktýr. Ölçülen sinyaller altta yatan fizyolojik olaylarýn ve görüntüleme fiziðinin her ikisine de baðlýdýr (Uðurbil 2001). Duyarlý olmakla birlikte, BOLD kontrastý klinikte kullanýlan sistemlerde, nöronal aktivitenin gerçek kantitatif ölçütünü oluþturmamaktadýr (Howseman ve Bowtell 1999). Bununla birlikte, yüksek alanlý (>4.7 T) sistemlerde BOLD sinyali ve nöronal aktivasyon arasýnda lineer iliþki olduðu yolunda güçlü bulgular bulunmaktadýr (Uðurbil 2001). Donaným ve Yazýlým 1 Tesla ve üzeri süperiletken magnetlerde uygulanan eko planar görüntüleme (EPI) sekanslarý fmrg deneylerinin çoðunluðuna temel oluþturmaktadýr. Bu koþullarda 1-3 sn zamansal ve ~2 mm uzaysal çözünürlük elde edilebilmektedir (Karakaþ ve Karakaþ 2001b). 9.4 T ve üzeri magnetlerin kullanýlmasý ile ~50 ms zamansal çözünürlüðe ulaþýlabilmektedir (Lee ve ark. 1999). Psikometrik olarak optimize edilmiþ aktivasyon paradigmalarý MRG uyumlu olacak þekilde üretilmiþ bilgisayar kontrollü videoprojektörler, sývý kristal ekranlar ve kulaklýklar aracýlýðý ile uygulanmaktadýr. Veri Ýþleme fmrg deneylerinde serebral görevler yerine getirilirken 1-6 sn arasýnda deðiþen tekrarlarla yüzlerce beyin görüntüsü elde edilmektedir. Denekler görev ve kontrol durumlarýnda tekrarlayan bir þekilde görüntülenmekte ve göreve karþýlýk gelen kortikal alanlarda sinyal intensitesinin hýzlý bir artýþý gözlemlenmektedir. Görüntü serileri görev paradigmasý ile korelasyon gösteren sinyal deðiþimlerini ortaya çýkartmak üzere analiz edilmektedir. Anatomik korelasyon amacýyla uyarana baðýmlý sinyal artýþý gösteren bölgeler renkle kodlanmakta ve yapýsal görüntüler üzerine örtüþtürülmektedir (Resim 1). Karmaþýk kognitif görevler çalýþýlýrken sýklýkla zayýf sinyal cevaplarý elde edilmekte ve bu zayýf sinyaller deðiþik artefaktlarla bozulmaktadýr. Korelasyon analizi öncesinde ham verilerin iþlenmesi ve filtrasyonu sinyal saptanmasýný iyileþtirebilmektedir (Kruggel ve ark. 1999, Turner ve ark. 1998). Sinyaller üzerinde temel düzey dalgalanmalarýnýn etkilerini ortadan kaldýrmak için postprosesing yapýlmasý da gerekebilmektedir (Sabbah ve ark. 1995, Karakaþ ve ark. 2001b). DENEYSEL TASARIM fmrg deneylerinin tasarýmý ölçüm, modelleme ve çýkarýma yönelik konularýn dikkatle deðerlendirilmesi- 140

KOGNÝTÝF FONKSÝYONEL MANYETÝK REZONANS GÖRÜNTÜLEMENÝN TEORÝ VE UYGULAMASI G aktivasyon G dinlenme G anatomik G harita Resim 1. Fonksiyonel ve anatomik görüntüler kullanýlarak beyin haritasýnýn oluþturulmasý (G: Görüntü). ni gerektirmektedir. Metodoloji, hemodinamik cevap hakkýnda çýkarým yapmak üzere genel lineer modelleme çerçevesi içerisine inþa edilmektedir. Beyin bölgelerinin doðru olarak belirlenebilmesi için psikometrik olarak eþleþtirilmiþ aktivasyon paradigmalarý kullanýlmaktadýr. Uyaran sýralamasý ve uyarýcý arasý aralýðý, fmrg'nin veri toplama özelikleri gözönüne alýnarak belirlenmektedir (Josephs ve Henson 1999). fmrg Çalýþmalarýnda Kullanýlan Ýdeal Kognitif Görevlerin Özellikleri fmrg deneylerinde uyaranlar kognitif psikolojik yaklaþýmlar tarafýndan saptanmýþ ve BOLD ile lokalize edilebilecek özgül düþünsel süreçleri aktive etmek üzere tasarlanmaktadýr (Shulman ve Rothman 1998). Bu nedenle, fmrg çalýþmalarýnda kullanýlacak görevler aþaðýda sýralanan koþullarý taþýmalýdýr: Görev [1] tam anlamý ile anlaþýlmalý ve yerine getirilebilmeli, bununla birlikte, tavan etkisi yaratacak kadar kolay olmamalýdýr; [2] özgül bir kognitif sistemi aktive etmelidir; [3] yerine getirilmesinde, incelenen kognitif sistem dýþýndaki sistemlerin katkýsý en az düzeyde olmalýdýr; [4] bunun mümkün olmadýðý durumlarda, hiyerarþik ya da subtraktif tekniklerin kullanýmýyla komponensiyel analize olanak tanýmalýdýr; [5] seçilen sistem lokalize edilebilir beyin sistemlerine haritalanabilmelidir; [6] görevin belirli beyin bölgelerini aktive etmesi için mantýksal bir neden olmalý ve araþtýrmada o bölgedeki kognitif aktivasyonu gösterecek görüntüleme parametreleri seçilmelidir; [7] görevin yerine getirilmesi, kullanýlan fmrg tekniðinden baðýmsýz olarak gözlenebilmelidir; ve [8] görev fmrg tekniðinin teknik sýnýrlamalarý ve özellikle zamansal çözünürlüðü ile uyum göstermelidir (Karakaþ 2001). Kognitif Yönden Kusurlu Deneklerde Kullanýlan Kognitif Görevlerin Özellikleri Kognitif kusuru bulunan denekler üzerinde yapýlacak fmrg çalýþmalarý hem tasarým yem de yorumda düzenlemeler yapýlmasýný gerektirmektedir. Bu çalýþmalarda hasta ve normal deneklerdeki ayýrýcý aktivasyon þekilleri saptanmaktadýr. Aktivite azlýðý sadece hastanýn normal cevap üretmesi durumunda yorumlanabilir olduðundan, görevin tam baþarýmý daha da önem kazanmaktadýr. Bu baðlamda, normal sistemin bir bileþenini aktive etmedeki baþarýsýzlýk bu bileþenin görev baþarýmý için gerekli olmadýðýný düþündürmektedir. Aþýrý aktivasyon ise kognitif ya da nöral reorganizasyonu belirtmektedir. Böyle hastalarda biliþsel reorganizasyonlar oluþabilmekte ve görevler diðer bazý sistemleri aktive edebilmektedir. Reorganizasyondan söz etmek için hastalarla ayný kognitif stratejiyi kullanmaya zorlanan normal deneklerde de söz konusu aktivasyon þeklinin uyandýrýlabilmesi gerekmektedir (Price ve Friston 1999). ÖRNEK UYGULAMA fmrg ortamýna uyarlanan nöropsikolojik paradigmalarýn tipik bir örneði Zangwill tarafýndan geliþtirilen Sayý Dizisi Öðrenme Testidir (SDÖT) (Karakaþ ve Karakaþ 2001a); SDÖT'de, 9 ayrý tek basamaklý sayýdan oluþan bir sayý dizisinin doðru olarak tekrarlanmasý için gerekli tekrar sayýsý ölçülmektedir. Bu test klinikte kýsa-süreli belleði ve öðrenme yeteneðini deðerlendirmede kullanýlmaktadýr (Lezak 1995, Karakaþ ve ark. 1996). SDÖT performansýnýn, öðren- 141

KARAKAÞ HM. Komut Uyaran Veri Toplama Dinle Tekrarla Dinle Tekrarla 6-1-3-5-2-8-7-4-9 6-1-3-5-2-8-7-4-9 x12 x4 x4 x4 x4 Zaman (sn) 0 36 48 60 252 288 324 Faz Dinlenme Öðrenme Hatýrlama Öðrenme Hatýrlama Periyot TEMEL DÜZEY GÖREV (1. DENEME) GÖREV (12. DENEME) Þekil 1. Toplam 324 sn süren veri toplama süreci ile uyumlu olacak þekilde Motor-SDÖT paradigmasýnýn uygulanmasýný gösterir blok þema. me ve bunun konsolidasyonundan sorumlu mezial temporal lob ve hippokampusla iliþkili olduðu, hasta gruplarý üzerinde yapýlan çalýþmalarla gösterilmiþtir (Drachman ve Arbit 1966, Lezak 1995). Ancak SDÖT performansý, çeþitli biliþsel stratejilerin kullanýlmasý, olaylarýn zamanda düzenlenmesi, olaylarýn birbiri üzerindeki enterferansýnýn kontrolü gibi süreçleri de gerektirmektedir (Karakaþ ve Kafadar 1999); bu süreçler ise frontal lobun faaliyetleri arasýndadýr (Schachter 1987, Fuster 1989). fmrg çalýþmalarýnýn tümü "Kullanýlan aktivasyon protokolü ile korelasyon gösteren sinyalin beyin aktivasyonunun bir kanýtý olduðu" kabulüne dayanmaktadýr (Bandettini ve ark. 1993). Bununla birlikte aktivasyon sýrasýnda denek pozisyonunda meydana gelen deðiþikliklerle, intraimaj hareketleri, kalp atýmý, solunum ve havadaki moleküler oksijen konsantrasyonundaki deðiþimler aþýrý durumlarda fmrg sinyalinin %90'ýndan fazlasýndan sorumlu olabilmektedir (Hajnal ve ark. 1994, Friston ve ark. 1996, Hajnal ve ark. 1996, Karakaþ ve ark. 2000). Orijinal haliyle SDÖT deneklerin sözel katýlýmýný gerektirmekte ve bu nedenle fmrg tarafýndan tolere edilebilenin ötesinde kafa hareketlerine yol açarak yaþamsal baþarým verilerinin toplanmasýný engellemektedir. Her ne kadar deðiþik veri iþleme teknikleri ile bu artefaktlarýn bazýlarý yok edilebilse de, kalýcý çözümler, tarayýcý donanýmýnýn, veri elde etme tekniklerinin, veri iþlenmesinin ve özel olarak geliþtirilmiþ görevlerin biraraya getirilmesini gerektirmektedir (Bucher ve ark. 1995). Bu nedenle SDÖT deneðin sayýlarý sözle deðil, eliyle iþaret ederek bildireceði þekilde uyarlanmýþtýr (Karakaþ ve Karakaþ 2001b). Motor SDÖT adý verilen testin uyaranlarýnýn veriliþ ve cevaplarýn alýnýþ zamanlamasý kesintisiz olarak 324 sn süren EPI sekansýna göre düzenlenmiþtir (Þekil 1). Elde edilen bulgular SDÖT görevinin frontal yerleþimini açýk olarak göstermektedir (Karakaþ ve ark. 2001a) (Resim 2). fmrg'nýn GELECEÐÝ fmrg'nin geleceði dinamik etkileþimlerin aydýnlatýlmasý için zamansal çözünürlüðünün arttýrýlmasýna ve elektrofizyolojik yöntemlerle bütünleþtirilmesine baðlýdýr. Her ne kadar nöral aktivitenin baþlangýcýna olan mikrovasküler cevap saniyeler ölçüsünde gecikse de, farklý beyin alanlarýndaki fmrg cevaplarýnýn baþlangýçlarý arasýndaki rölatif zamanlama korunduðu ve fmrg cevabýnýn baþlangýcý dinlenme temel düzeyinden sapma noktasý ile tanýmlanabildiði için (Mennon ve ark. 1998) gelecekte kognitif ve algýsal kaynaklarýn 50 milisaniyelik zamansal ve milimetrik uzaysal çözünürlükle gösterebileceði düþünülmektedir (Lee ve ark. 1999, Ugurbil 2001). Belirtilen çözünürlüðe ulaþýlmasý durumunda mental kronometrinin çalýþýlmasýnda tekniðin güvenirliði artacaktýr. MEG ve fmrg'nin karþýlaþtýrmalý çalýþmalarýnda elektrofizyolojik ve hemodinamik cevaplar arasýndaki bulunmuþ olan korelasyonlar mükemmel olmasa da (George ve ark. 1995), entegrasyon giriþimleri, fmrg'nin gelecekteki ana konularýndan birini oluþturacaktýr. MRG'den elde edilecek 'a priori' yapýsal ve fonksiyonel bilgiler EEG/MEG 'inverse' probleminin çözümünde ve kayýp kaynaklarýn neden olduðu hata- 142

KOGNÝTÝF FONKSÝYONEL MANYETÝK REZONANS GÖRÜNTÜLEMENÝN TEORÝ VE UYGULAMASI Resim 2. Motor SDÖT görevi sýrasýnda mezial temporal (A) ve frontal (B) bölgelerde ortaya çýkan aktivasyonlar. larýn en aza indirgenmesinde kullanýlabilecektir (Liu ve ark. 1998). Böylelikle MSI'nýn zamansal ve uzaysal çözünürlüðü arttýrýlabilecektir. SONUÇ Kognitif iþlevlerin araþtýrýlmasý, birbirlerinden oldukça farklý olmakla birlikte, ayný olay üzerine odaklanmýþ disiplin, yaklaþým ve yöntemlerden elde edilen bulgu ve kavramlarý bir araya getirme çabasýný içermektedir. Mevcut beyin haritalama tekniklerinin eleþtirisel deðerlendirmesi kendi baþýna hiçbir tekniðin sorulara yeterli yanýtý veremeyeceðini göstermektedir (Karakaþ 2001, Aine 1995, Karakaþ ve Karakaþ 2000). Ancak elektrofizyolojik ve nöroradyolojik teknikler, birbirlerini sýnýrlayýp tamamlamakta ve fonksiyonel nöral organizasyonun yorumlanmasýný kolaylaþtýrmaktadýr. Ýlgili tekniklerin bütünleþik kullanýmý ise, kaynak lokalizasyon iþlemlerinin doðruluðunu anlamlý þekilde arttýrmakta; böylelikle, bilgi iþleme basamaklarýnýn incelenmesinde önþart olan aktivasyon paternlerinin beyinde takip edilmesini kolaylaþtýrmaktadýr. KAYNAKLAR Aine JC (1995) A conceptual overview and critique of functional neuroimaging techniques in humans: I. MRI/FMRI and PET. Crit Rev Neurobiol, 9:229-309. Bandettini PA, Jesmanowicz A, Wong EC ve ark. (1993) Processing strategies for time-course data sets in functional MRI of the human brain. Magn Reson Med, 30:161-173. Bucher SF, Seelos KC, Stehling MK ve ark. (1995) Possibilities of technical and methodological optimization of functional magnetic resonance tomography. Radiologe, 35:228-236. Drachman DA, Arbit J (1966) Memory and the hippocampal complex: Is memory a multiple process. Arch Neurol, 15:52-61. Ellis HC, Hunt RR (1993) Fundamentals of Cognitive Psychology. Oxford, Brown and Benchmark. Eysenck MW (1990) Cognitive Psychology: An International Review. New York, John Wiley and Sons. Friston KJ, Williams S, Howard R ve ark. (1996) Movementrelated effects in fmri time-series. Magn Reson Med, 35:346-355. Fuster JM (1989) The Prefrontal Cortex: Anatomy, Physiology, and Neuropsychology of the Frontal Lobe. 2. Baský, New York, Raven Press. George JS, Aine CJ, Mosher JC ve ark. (1995) Mapping function in the human brain with magnetoencephalography, anatomical magnetic resonance imaging, and functional magnetic resonance imaging. J Clin Neurophysiol, 12:406-431. Hajnal JV, Myers R, Oatridge A ve ark. (1994) Artifacts due to stimulus correlated motion in functional imaging of the brain. Magn Reson Med, 31:283-291. Hajnal JV, Bydder GM, Young IR (1996) Stimulus-correlated signals in functional MR of the brain. AJNR, 17:1011-1012. Howseman AM, Bowtell RW (1999) Functional magnetic resonance imaging: Imaging techniques and contrast mechanisms. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 354:1179-1194. Josephs O, Henson RN (1999) Event-related functional magnetic resonance imaging: modelling, inference and optimization. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 354:1215-1228. Karakaþ S, Eski R, Baþar E (1996) Türk kültürü için standar- 143

KARAKAÞ HM. dizasyonu yapýlmýþ nöropsikolojik testler topluluðu: BÝLNOT Bataryasý. 32. Ulusal Nöroloji Kongresi Kitabý, Ýstanbul, Ufuk, s.43-70. Karakaþ S (1997) A descriptive framework for information processing: An integrative approach. Int J Psychophysiol, 26:353-368. Karakaþ S, Kafadar H (1999) Þizofrenideki biliþsel süreçlerin deðerlendirilmesinde nöropsikolojik testler: Bellek ve dikkatin ölçülmesi. Þizofreni Dizisi, 2:132-152. Karakaþ S, Karakaþ HM (2000) Yönetici iþlevlerin ayrýþtýrýlmasýnda multidisipliner yaklaþým: Biliþsel psikolojiden nöroradyolojiye. Klinik Psikiyatri Dergisi, 3:215-227. Karakaþ HM, Tasalý N, Ünlü E ve ark. (2000) Fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemede teknik ve istemli artefakt kaynaklarý ve olay baðýmlý sinyal karakteristikleri üzerine etkileri. TURKRAD 2000 17. Türk Radyoloji Kongresi Sözlü Bildiri ve Poster Özet Kitabý, Ýstanbul, Ýstanbul Üniversitesi, s.25. Karakaþ HM (2001) Ýnsan beyninde bilgi iþleme: basit ve karmaþýk olay-baðýmlý fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme yaklaþýmý. Tanýsal ve Giriþimsel Radyoloji, 7:79-83. Karakaþ HM, Karakaþ S (2001a) Sayý dizisi öðrenme testinin yol açtýðý frontal kortikal aktivasyonlar: fmrg paternleri. Klinik Psikiyatri Dergisi 4:79-86. Karakaþ HM, Karakaþ S (2001b) FMRI mapping of motor-serial digit learning task in frontal lobe: Methodological developments. 23rd annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society Abstract Book, Ýstanbul, EMB, s.140. Karakaþ HM, Çakýr B, Karakaþ S (2001a) Motor sayý dizileri öðrenme görevinde fonksiyonel MRG: 17-21 yaþ grubu çalýþmasý. Tanýsal ve Giriþimsel Radyoloji, 7(Suppl 1):E27. Karakaþ HM, Tasalý N, Tunçbilek N ve ark. (2001b) Ýlgi alaný (ROI) boyutunun duyusal-motor uyarýlma paradigmasýnda BOLD sinyal intensitesi üzerine etkisi. Tanýsal ve Giriþimsel Radyoloji, 7:16-21. Klatzky RL (1980) Human memory: Structures and Processes. New York, WH Freeman. Kruggel F, von Cramon DY, Descombes X (1999) Comparison of filtering methods for fmri datasets. Neuroimage, 10:530-543. Latchaw RE, Ugurbil K, Hu X (1995) Functional MR imaging of perceptual and cognitive functions. Neuroimaging Clin N Am, 5:193-205. Lee SP, Silva AC, Ugurbil K ve ark. (1999) Diffusion weighted spin echo fmri at 9.4 T: microvascular/tissue contribution to BOLD signal changes. Magn Reson Med, 42:919-928. Lezak MD (1995) Neuropsychological Assessment, 3 Baský, New York, Oxford University Press. Liu AK, Belliveau JW, Dale AM (1998) Spatio-temporal imaging of human brain activity using functional MRI constrained magnetoencephalography data: Monte Carlo simulations. Proc Natl Acad Sci, 95:8945-8950. Lounasmaa OV, Hämäläinen M, Hari R ve ark. (1996) Information processing in the human brain: Magnetoencephalographic approach. Proc Natl Acad Sci USA, 93:8809-8815. Menon RS, Luknowsky DC, Gati JS (1998) Mental chronometry using latency-resolved functional MRI. Proc Natl Acad Sci, 95:10902-10907. Pennington BF, Ozonoff S (1996) Executive functions and developmental psychopathology. J Child Psychol Psychiatry, 37:51-87. Price CJ, Friston KJ (1999) Scanning patients with tasks they can perform. Hum Brain Mapp, 8:102-108. Reite M, Teale P, Rojas DC (1999) Magnetoencephalography: applications in psychiatry. Biol Psychiatry, 45:1553-1563. Sabbah P, Simond G, Levrier O ve ark. (1995) Functional magnetic resonance imaging at 1.5 T during sensorimotor and cognitive task. Eur Neurol, 35:131-136. Schachter DL (1987) Memory, amnesia and frontal lobe dysfunction. Psychobiology, 15: 21-36. Shulman RG, Rothman DL (1998) Interpreting functional imaging studies in terms of neurotransmitter cycling. Proc Natl Acad Sci USA, 95:11993-11998. Singh KD (1995) Functional imaging of the brain using superconducting magnetometry. Endeavour, 19:39-44. Turner R, Howseman A, Rees GE ve ark. (1998) Functional magnetic resonance imaging of the human brain: Data acquisition and analysis. Exp Brain Res, 23:5-12. Ugurbil K (2001) Imaging brain function and Neurochemistry using high field magnetic resonance. 23rd annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society Abstract Book, Istanbul, EMB, s.9. Welsh MC, Pennington BF (1988) Assessing frontal lobe function in children: Views from developmental psychology. Dev Neuropsychol, 4:199-230. 144