Task induced brain activation analysis based on fNIRS data during Stroop task
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 647459
- Danışmanlar: PROF. DR. ATA AKIN, DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNEM BURCU ERDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Biotechnology, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıp Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 54
Özet
Prefrontal korteks (PFK) dikkat, bilişsel işlem ve çalışma hafızasında merkezi ve yönetici rol oynayan bir beyin bölgesidir. Bu nedenle, PFK'in invazif olmayan fonksiyonel görüntüleme yöntemleriyle incelenmesi, bilişsel işlevlerin dinamiklerini anlamada ve hastalıkla ilgili değişikliklerin erken saptanmasında önemlidir. Bu çalışmada, PFK ağlarının aktif olduğu, hiperaktivite ve dikkat eksikliği gibi hastalıkların teşhisinde kullanılabilecek bir metot önerilmektedir. Bu yöntem, Stroop görevi sırasında fNIRS cihazıyla alınan hemodinamik kayıtlardan elde edilen beyin bağlantısallığına dair parametrelerin analizine dayanır. Nöropsikiyatrik hastalığı olmayan 29 yetişkin, gönüllü denekten (23,2 ± 4,5 yıl, 11 kadın) bir Stroop görevini sırasında fNIRS kayıtları alınmıştır. Dikkat, cevap kontrolü ve çalışma belleği, 16 kanallı bir fNIRS sistemi ile değerlendirildi. Her denek için, dinlenme1, test ve dinlenme2 anları için elde edilen HbO verileri kullanılarak global verimlilik (GV) değerleri hesaplandı. Test anındaki GV değerlerinin dinlenme anındaki GV değerlerine oranı, denekleri iki gruba sınıflandırmak için kullanıldı (Düşük Oranlılar, DO ve Yüksek Oranlılar, YO). GV oranları iki grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark gösterdi. YO grubunun DO'ın yanıt süresine kıyasla daha az olması dikkat çekiciydi. GE bağlantı haritalarında, YO'ın test sırasında, daha doğrudan bağlantılar kurduğu ve daha iyi odaklandıkları fark edildi. LR grubundakilerde, benzer bir odaklanma görülmedi. Her bir katılımcının Nöral Verimlilik miktarı hesaplandı ve GV skorları ile doğrusal olarak arttığı gözlendi. Bu sonuçlara dayanarak, Stroop testi sırasında daha yüksek GV oranlarına sahip deneklerin, daha düşük GV oranlarına sahip deneklere kıyasla“daha yüksek odaklanma ve inhibisyon kabiliyetine”sahip oldukları önerilmektedir. Daha yüksek bağlantısallık değerleri, daha yüksek Nöral Verimlilik ve daha düşük yanıt süreleri ile ilişkili olduğundan, işlevsel bağlantının görev odaklı beyinde daha etkili olduğu görülmektedir. Bu sonuçlar, dikkat eksikliği ve dürtüsellik ile ilgili bilişsel bozuklukları ayırt etmek için potansiyel tanı biyobelirteçleri olarak fNIRS verilerinin uygunluğunu desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
The prefrontal cortex (PFC) is a brain region that plays a central and executive role in attention, cognitive processing and working memory. Therefore, examination of PFC with non-invasive functional imaging methods is crucial in understanding the dynamics of cognitive functions, also for early detection of disease-related alterations. In this study, a new technique is proposed that can be used to diagnose disorders such as hyperactivity, and attention deficiency, where PFC networks are highly involved. This method is based on recording brain hemodynamics with an fNIRS device during a Stroop task. In this study, 29 adult subjects (23,2 ± 4,5 years, 11 females) without any neuropsychiatric diseases performed a Stroop task. Attention, response control and working memory were evaluated with a 16-channel fNIRS system. For each subject, the global efficiency (GE) scores were computed for rest1, test and rest2 times. The ratio of test GE to rest GE scores were used to classify the subjects into two groups (Low Ratio, LR and High Ratio, HR). The HR and LR groups were found to be statistically significantly different. It was remarkable that the HR group used less time compared to LR's response time. When GE connectivity maps are analyzed, it was noticed that HRs established better direct connections during the test compared to the rest moment and showed a better focus. However, maps of the LR group, a similar focus was not observed during the test. In addition, Neural Efficiency of each participant, increased linearly with GE scores. Based on these results, it is proposed that subjects with higher GE ratios during Stroop test have“higher focus and inhibition ability”when compared to subjects with lower GE ratios. The functional connectivity seems to be more efficient in the task focused brain as higher connectivity scores are associated with higher Neural Efficiency and lower response durations. These results support the suitability of brain connectivity measures obtained from fNIRS as potential diagnostic biomarkers for differentiating and diagnosing cognitive disorders related to attention deficiency and impulsivity.
Benzer Tezler
- Behavioral and genetic evaluation of the effect of prenatal stress on functional cerebral asymmetries in rats
Ratlarda prenatal stresin fonksiyonel serebral asimetri üzerindeki etkisinin davranişsal ve genetik açidan değerlendirilmesi
SEVİM ISPARTA
Doktora
İngilizce
2023
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiGenetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENGİ ÇINAR KUL
PROF. DR. ONUR GÜNTÜRKÜN
- Sinirileticilerin etkisinin matematiksel modellenmesi: Orta boy dikensi hücrelere dopaminin etkisi
Modelling the effect of neurotransmitters: Effect of dopamine on medium spiny neurons
RAHMİ ELİBOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. NESLİHAN SERAP ŞENGÖR
- Brain oscillatory analysis of visual working memory errors
Görsel çalışma belleği hatalarının beyin osilasyon analizi
IGOR MAPELLI
Doktora
İngilizce
2019
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiTıp Bilişimi Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. TOLGA ESAT ÖZKURT
- An fmri based method for characterizing superficial layer contamination in fnirs signals
Iykas isaretlerindeki yüzey katman kirliliğini tanımlamak için imrg tabanli bir yöntem
SİNEM BURCU ERDOĞAN
Doktora
İngilizce
2013
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ YEKTA ÜLGEN
PROF. DR. ATA AKIN
- Evaluation of best preprocessing practices for denoising fnirs signals collected during cognitive and motor tasks
Bilişsel ve motor görevler sırasında toplanan işlevsel yakın kızılaltı işaretlerini gürültüden arındırmak amacıyla kullanılan en iyi önişleme tekniklerinin değerlendirilmesi
UMUT KARADENİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik BilimleriAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiTıp Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNEM BURCU ERDOĞAN