Investigating motion detection of aging zebrafish with optomotor response
Yaşlanan zebra balığında hareket tespitinin optomotor yanıt ile incelenmesi
- Tez No: 685350
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HACI HULUSİ KAFALIGÖNÜL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Nöroloji, Psikoloji, Neurology, Psychology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nörobilim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nörobilim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 217
Özet
Yaşlanma ile birlikte görsel hareketin işlenmesi de dahil olmak üzere görsel algının birçok farklı boyutunda önemli ölçüde değişikliklerin meydana geldiği gösterilmiştir. Göz ve retinadaki yapısal değişikliklere odaklanan geleneksel görüşün aksine, her geçen gün artan bulgular, sinirsel devre ve işlevdeki ufak değişimlerin, görsel hassasiyet ve algıda yaşa bağlı oluşan değişimlere yol açtığını göstermektedir. Bununla birlikte, yaşlanmaya bağlı hareket algısında oluşan bu değişikliklerin altında yatan mekanizmalar hala tam olarak anlaşılamamıştır. Bu tezde, ilk- ve ikinci-seviye görsel hareketin yönünün tespitinde yaşlanma ile oluşan değişimlerin, zebra balıklarının optomotor yanıtları (OMY) kullanılarak araştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca, ilk-seviye hareketin tekrarlı şekilde sunulmasıyla maruz bırakma temelli görsel öğrenme araştırılmıştır. Çalışmalarda, hem yabani-tip hem de daha önce yaşa bağlı bilişsel gerilemeyi geciktirdiği gösterilmiş olan düşük asetilkolinesteraz seviyelerine sahip achesb55/+ zebra balıkları kullanılmıştır. Bu sayede kolinerjik işlev ile görsel hareket algısında yaşa bağlı oluşan değişikliklerin arasındaki olası işlevsel bağlantıların araştırılması amaçlanmıştır. Sonuçlar, yetişkin zebra balıklarının, ilk-seviye sürüklenen ızgaralara, hareketin uzamsal frekans ve kontrast seviyesine önemli ölçüde bağlı olacak şekilde, negatif OMY (görsel hareket yönünün tersinde pozisyon değişimi) sergilediğini göstermiştir. Yaşlanmanın genel bir etkisinden ziyade, ilk-seviye hareketin kontrast seviyesi, genotip ve yaş arasında üçlü etkileşim olduğu gösterilmiştir. Bu nedenle bulgular, ilk-seviye hareket uyaranının fiziksel özellikleri ile kolinerjik sistem arasında, sinirsel yaşlanma sürecinde karmaşık bir ilişki olduğuna işaret etmektedir. İlk-seviye hareketin aksine, ikinci-seviye hareket, yetişkin zebra balıklarında güçlü optomotor yanıtlar oluşturmamıştır. Genç ve yaşlı zebra balıkları farklı yönlerde (sırasıyla negatif ve pozitif) OMY sergilese de, gelecekte güçlü yanıtları ortaya çıkaran çalışmalar yaşlanmaya bağlı değişimlerin daha iyi anlaşılması ve karakterize edilmesi için bilgilendirici olacaktır. Son olarak, zebra balıklarının tekrarlayan ilk-seviye görsel harekete pasif bir şekilde maruz bırakılması ile genç ve yaşlı balıkların negatif optomotor yanıtlarında önemli ölçüde artış sağlanmıştır. Bu sonuç da yetişkin zebra balıklarının pasif görsel algısal öğrenmenin incelenmesi için bir model organizma olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Genel olarak, bu davranışsal sonuçlar, zebra balığı yaşlanma modelinde görsel hareketin fiziksel özellikleri ile kolinerjik sistem arasındaki fonksiyonel bağlantıların ayrıntılı şekilde araştırılmasının önünü açmaktadır. Bu yöndeki araştırmalar, nihayetinde, yaşlanma sürecinde insanların görsel performansını iyileştirmek için çeşitli müdahalelerin geliştirilmesi adına önemli kazanımlar sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Various aspects of visual functioning including motion perception have been shown to be significantly altered throughout aging. Contrary to the traditional view focusing on structural changes in the eye and retina, accumulating evidence suggests that subtle alterations in neural circuitry and functioning are responsible for the age-related changes in visual sensitivity and perception. However, the mechanisms underlying age-related changes in motion perception are still poorly understood. This thesis was aimed to investigate the detection of first- and second-order motion direction during aging by using zebrafish optomotor responses (OMR). Furthermore, exposure-based visual learning was investigated by repeated presentation of first-order motion. The studies included both wild-type and achesb55/+ zebrafish with decreased levels of acetylcholinesterase which has been previously shown to delay age-related cognitive decline. In this way, it was also aimed to explore the possible functional links between cholinergic functioning and age-related changes in visual motion processing. The results indicated that adult zebrafish mainly exhibit negative OMR (i.e., position shift in the opposite direction of visual motion) to drifting first-order gratings which is significantly dependent on spatial frequency and contrast level of the motion. Rather than an overall effect of aging, the results revealed a three-way interaction between the contrast level of first-order motion, genotype, and age. Therefore, the findings pointed out a complex relationship between the physical characteristics of first-order motion stimulation and the cholinergic system during neural aging. Contrary to the first-order motion, the second-order motion did not induce strong optomotor responses in adult zebrafish. Although young and old zebrafish exhibited OMR with different polarities (negative and positive OMR, respectively), future work revealing robust responses will be informative to better understand and characterize age-related changes. Lastly, passive exposure of repeated first-order motion induced significant improvements in negative OMR of young and old zebrafish, suggesting that adult zebrafish can be used as a model organism to study passive forms of visual perceptual learning. Overall, these behavioral results pave the way for a detailed investigation of the functional links between the physical motion characteristics and the cholinergic system in the zebrafish aging model which will ultimately have important implications for developing interventions to improve human visual performance during aging.
Benzer Tezler
- Giyilebilir düşme sezme sistemlerinde ataletsel ve magnetik algılayıcıların sınıflandırma performansına etkilerinin incelenmesi
The investigation of the effect of inertial and magnetic sensors to classification performance in wearable fall detection system
FATİH YOLDÜREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET TURAN ÖZDEMİR
- Aircraft icing detection, identification and reconfigurable control based on Kalman filtering and neural networks
Kalman filtresi ve yapay sinir ağları ile uçak buzlanmalarının tespiti, teşhisi ve yeniden şekilllendirilebilir kontrol
RAHMİ AYKAN
Doktora
İngilizce
2005
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ÇİNGİZ HACIYEV
Y.DOÇ.DR. FİKRET ÇALIŞKAN
- Türkiye ulusal kuvvetli yer hareketi istasyonları için periyot bazlı sismik zemin sınıflamasının geliştirilmesi
Development of predominant period based seismic site classfication for Tturkey's strong ground motion stations
HAMDULLAH LİVAOĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Jeofizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FADİME SERTÇELİK
- S-Transformasyonu ve yatay kontrol ağlarında deformasyon analizi
S-Transformation and deformation in horizontal control networks
BEDRETTİN BAŞKAYA
- Roll characteristics and shape optimization of the free-to-rotate tail-fins on a canard-controlled missile
Kanard kontrollü füzede serbest dönen kuyruğun yuvarlanma dönü karakteristği ve kuyruğun şekil optimizasyonu
ERHAN FEYZİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER