Psychophysiological and FMRI responses during various extended cognitive tasks: A comparison of initial and sustained activity
Çeşitli uzatılmış bilişsel görevlerde psikofizyolojik ve FMRI tepkileri: Başlangıçtaki ve sürekli aktivitenin karşılaştırılması
- Tez No: 937083
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AUSAF AHMED FAROOQUİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Cognitive Load, Pupil Diameter, fMRI, BOLD Response, Working Memory, Multiple Demand Regions, Default Mode Network.
- Yıl: 2025
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
This doctoral thesis explores the complex dynamics of cognitive load, emphasizing its neural and psychophysiological underpinnings, with a focus on the frontoparietal multiple demand (MD) regions and the default mode network (DMN). Through a series of experiments; spanning line orientation, tactile decision-making, and auditory n-back tasks, the research investigates distinct activation patterns during task initiation and execution. By examining the complex relationship between neural activation and psychophysiological responses, particularly pupil dilation, the study reveals the multifaceted nature of cognitive load and its condition-dependent manifestations. Findings challenge the traditional view of cognitive load as a singular construct, demonstrating that it engages multiple, context-specific neural mechanisms. Nonlinear activation patterns in MD regions highlight distinct roles during task initiation and sustained engagement, while the DMN exhibits overlapping functions with MD regions, particularly during early task phases. Notably, the bilateral temporoparietal junction (TPJ) emerges as a key node, bridging traditional boundaries between these networks. Pupil dilation further mirrors these neural dynamics, underscoring its potential as a robust, non-invasive marker of cognitive load. The research contributes to a deeper understanding of how cognitive resources are dynamically allocated across varying task demands. Evidence from this interdisciplinary investigation highlights the interplay between MD and DMN regions, suggesting an integrated framework of cognitive control and self-referential processing. Insights gained extend beyond theoretical implications, offering applications in clinical settings, education, and human-computer interaction. This includes potential advancements in diagnosing and treating neuropsychiatric disorders, optimizing cognitive training programs, and enhancing technological interfaces. By integrating neuroimaging, psychophysiological, and behavioral paradigms, this thesis provides a comprehensive account of the neural mechanisms governing cognitive load. It advances our understanding of the intricate dynamics of brain networks, offering a foundation for innovative approaches to assessing and managing cognitive demands across diverse contexts.
Özet (Çeviri)
Bu doktora tezi, bilişsel yükün karmaşık dinamiklerini, özellikle ön-paryetal çoklu talep (MD) bölgeleri ve varsayılan mod ağına (DMN) odaklanarak, nöral ve psikofizyolojik temellerini incelemektedir. Çizgi yönelimi, dokunsal karar verme ve işitsel n-back görevlerini kapsayan bir dizi deney aracılığıyla, görev başlangıcı ve yürütme sırasında ortaya çıkan farklı aktivasyon örüntüleri araştırılmaktadır. Özellikle göz bebeği genişlemesi gibi psikofizyolojik tepkilerle nöral aktivasyon arasındaki ince ilişkiyi ele alan çalışma, bilişsel yükün çok yönlü ve duruma bağlı tezahürlerini ortaya koymaktadır. Bulgular, bilişsel yükün tekil bir yapı olduğu görüşüne meydan okumakta ve bunun birden fazla, bağlama özgü nöral mekanizmayı harekete geçirdiğini göstermektedir. MD bölgelerinde gözlemlenen doğrusal olmayan aktivasyon örüntüleri, görev başlangıcı ile sürdürülen katılım sırasında farklı roller üstlendiğini ortaya koyarken, DMN'nin özellikle erken görev aşamalarında MD bölgeleriyle örtüşen işlevler sergilediği görülmüştür. İki taraflı temporoparietal bağlantı bölgeleri (TPJ), bu ağlar arasındaki geleneksel sınırları aşan önemli bir düğüm olarak öne çıkmaktadır. Ayrıca, göz bebeği genişlemesi bu nöral dinamikleri yansıtarak, bilişsel yükün güçlü ve invaziv olmayan bir göstergesi olarak potansiyelini ortaya koymaktadır. Araştırma, farklı görev talepleri boyunca bilişsel kaynakların dinamik olarak nasıl tahsis edildiğine dair daha derin bir anlayışa katkıda bulunmaktadır. MD ve DMN bölgeleri arasındaki etkileşime dair kanıtlar, bilişsel kontrol ve öz referanslı işleme için entegre bir çerçeve önermekte ve teorik çıkarımların ötesine geçerek klinik, eğitim ve insan-bilgisayar etkileşimi alanlarında uygulama olanakları sunmaktadır. Bu, nöropsikiyatrik bozuklukların teşhis ve tedavisinde ilerlemeler, bilişsel eğitim programlarının optimize edilmesi ve teknolojik arayüzlerin geliştirilmesi gibi potansiyel kazanımları içermektedir. Nörogörüntüleme, psikofizyolojik ve davranışsal paradigmaları bir araya getiren bu tez, bilişsel yükü yöneten nöral mekanizmalar hakkında kapsamlı bir açıklama sunmaktadır. Beyin ağlarının karmaşık dinamiklerini anlamamızı ilerleterek, çeşitli bağlamlarda bilişsel taleplerin değerlendirilmesi ve yönetimi için yenilikçi yaklaşımlar geliştirmek adına bir temel sunmaktadır. Anahtar sözcükler. Bilimsel Yük, Göz Bebeği Çapı, fMRI, BOLD Tepkisi, Galama
Benzer Tezler
- Ailelerde gıda tüketim davranışını belirleyen ekonomik ve sosyal etmenler üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
M.FÜSUN ÇETE
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Ev EkonomisiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİCAN KAVAS
- Alfa 1-asit glikoproteinde kronik ilaç uygulamasına bağlı değişiklikler
Başlık çevirisi yok
MUALLA AYCAN
- Uses of the human body as the object of the artwork and its pictorial solutions
İnsan bedeninin sanat objesi olarak kullanımı ve resimsel çözümlemeleri
SEFAHİYE SAĞLAM
- Bruksizmli bireylerin tedavisinde okluzal splintin ve okluzal düzenleme yöntemlerinin etkinliğinin klinik ve deneysel olarak değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
AHMET SARAÇOĞLU
Doktora
Türkçe
1994
Diş HekimliğiEge ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BİRGÜL ÖZPINAR
- Deri potansiyeli habituasyon hızlarının sedanterlerde ve antrene sporcularda karşılaştırılması
The Comparison of the skin potential habituation rates in the sedentary subjects and the trained sportsmen
AHMET YILDIZ
