Migrende duyusal işlemlemenin fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme ile değerlendirilmesi
The evaluation of sensory processing in migraine through functional magnetic resonance imaging
Yazar: ZEYNEP CEREN ONLAT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÜSTÜN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Migren, tekrar eden baş ağrısı atakları ile karakterize olan ve dünya çapında oldukça yaygın nörolojik bir bozukluktur. Migrende baş ağrısına duyusal hassasiyet ve bilişsel işlevlerde sıkıntılar gibi semptomlar eşlik edebilir. Sunulan tez çalışması, migren hastalarında duyusal işlemenin nöral temellerini görsel bir görev sırasında işlevsel manyetik rezonans görüntüleme (İMRG) yöntemi kullanarak araştırmayı amaçlamıştır. Çalışmada, atak dışında olan migren hastaları ile sağlıklı kontrol grubu incelenmiştir. Klinisyenler tarafından ön değerlendirmeden geçen 24 gönüllü katılımcı (10 sağlıklı kontrol (31.1 ± 6.62), 14 atak dışı migren hastası (26.9 ± 6.79)) çalışmaya dahil edilmiştir. Katılımcılara, İMRG çekiminden önce ve sonra olmak üzere iki defa çeşitli ölçekler (Utah Fotofobi Semptom Etki Ölçeği, Stroop Testi, Sayı Dizisi Öğrenme Testi) uygulanmıştır. İMRG çekimi sırasında ise katılımcılara iki oturumdan oluşan görsel bir görev verilmiştir. Görevde temel olarak katılımcılardan, hedef uyaran olan üçgenin ekrandaki konumuna göre yanıt oluşturmaları (sağ veya sol buton) istenmiştir. Görev üç farklı koşul içermiştir. 'Çizgili' koşulda hedef uyaranın konumu yüksek kontrast içeren çizgili arka planda bulunmuştur. 'Tarama' koşulunda ise hedef uyaran üçgen farklı geometrik şekiller arasında bulunmuştur. Bu iki göreve temelde benzeyen kontrol görevinde üçgenin konumu düz gri arka planda bulunmuştur. İMRG verilerinin analizi MATLAB programı ile çalışan SPM12 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Birey düzeyinde aktivasyonlar incelendikten sonra, gruplar için "Eşleştirilmiş Örneklem T Testi (Paired Sample t-test)" kullanılarak görevlerin etkisi analiz edilmiştir. Daha sonra Full Faktöriyel ANOVA gerçekleştirilmiştir.  Kontrol ve atak dışı migren hastası grupları olmak üzere iki düzey grup faktörü ile çizgili, tarama ve kontrol olmak üzere üç düzeyde koşul faktörü analize dahil edilerek 2x3 faktöriyel tasarım kullanılmıştır. Davranış verilerinde, koşul ana etkisi haricinde anlamlı bir fark gözlenmemiştir. İMRG beyin görüntüleme sonuçlarında, kontrol grubunda çizgili ve taramalı görevler sırasında striat ve ekstrastriat kortekslerde beklenen aktivasyonlar ortaya çıkmıştır. Atak dışı hasta grubunda ise başta ekstrastriat kortekste olmak üzere yoğun ve yaygın kortikal aktivasyonlara rastlanmıştır. Görev ana etkisinde anterior singulat ve anterior insula; grup ana etkisinde ise posterior insula aktivasyonu öne çıkmıştır. Hasta grubunda kontrol grubuna kıyasla görülen yaygın aktivasyonların nedeni, migren hastalarında görsel uyaranlara karşı artan kortikal duyarlılık ve özellikle yüksek kontrastlı çizgili desenler gibi belirli desenlere karşı hassasiyet ile ilişkili olabilir. Görev ana etkisi olarak ortaya çıkan anterior insula ve anterior singulat korteksin ise ağrı beklentisinde ve ağrı beklentisinin oluşturabileceği stres yanıtında önemli olabileceği tartışılmıştır. Grup ana etkisinde görülen posterior insulanın, migren hastalarında ağrı modülasyonunda kritik önemi olduğu tartışılmıştır. Çalışmanın bulguları migren hastalarında görsel işlemlemenin kontrol grubundan farklı nöral süreçlerle gerçekleşiyor olabileceğini göstermektedir. Bu süreçler habituasyon süreçlerinde bozulma, artmış görsel sensitizasyonu içermektedir. Bununla birlikte migrende anterior singulat, anterior insula ve özellikle posterior insula gibi ağrı ile ilişkili bölgelerde değişmiş işlevsellik görülmektedir. Sunulan tez çalışması, migren hastalığının nöral temellerinin anlaşılmasına yönelik önemli bulgular sunmaktadır ve bu bulgular başarılı tanı/tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine ışık tutabilir.

Abstract:
Migraine is a highly prevalent neurological disorder characterized by recurrent headache attacks. In addition to headaches, migraine can be accompanied by symptoms such as sensory sensitivity and cognitive function difficulties. This thesis aims to investigate the neural foundations of sensory processing in migraine patients using functional magnetic resonance imaging (fMRI) during a visual task. The study examined migraine patients during interictal periods and healthy control group. Twenty-four volunteer participants (10 healthy controls (31.1 ± 6.62), 14 migraine patients during interictal periods (26.9 ± 6.79)) who passed preliminary evaluations by clinicians were included in the study. Various scales (Utah Photophobia Symptom Impact Scale, Stroop Test, Serial Digit Learning Test) were administered to participants twice, before and after the fMRI scan. During the fMRI scan, participants were given a visual task consisting of two sessions. The task primarily required participants to respond based on the position of a target stimulus (a triangle) on the screen by using right or left button. The task included three different conditions. In the 'stripped condition', the target stimulus was located on a high-contrast striped background. In the 'scanning condition', the target triangle was found among different geometric shapes. In the control task, which was similar in essence to the two other tasks, the position of the triangle was found on a plain gray background. The fMRI data were analyzed using SPM12 running on MATLAB. After examining individual-level activations, the effects of the tasks were analyzed for the groups using the Paired Sample t-test. Subsequently, a Full Factorial ANOVA was performed. A 2x3 factorial design was employed, incorporating a two-level group factor (control and migraine patients during interictal periods) and a three-level condition factor (stripped, scanning, and control). In behavioral data, no significant difference was observed except for the main effect of the condition. In the fMRI brain imaging results, expected activations were observed in the striate and extrastriate cortices during the 'stripped' and 'scanning' tasks in the control group. In the patient group outside of attack periods, intense and widespread cortical activations were primarily observed in the extrastriate cortex. In the main effect of the task, activations in the anterior cingulate and anterior insula were prominent, while in the main effect of the group, posterior insula activation was highlighted. The widespread activations observed in the patient group compared to the control group might be related to increased cortical sensitivity to visual stimuli and sensitivity to specific patterns, such as high-contrast striped patterns, in migraine patients. The anterior insula and anterior cingulate cortex, which emerged as the main effect of the task, may play a significant role in pain anticipation and the stress response that pain anticipation can generate. The posterior insula, seen in the main effect of the group, is discussed to be critically important in pain modulation in migraine patients. The study's findings suggest that visual processing in migraine patients might occur through different neural processes compared to the control group. These processes include impairments in habituation and increased visual sensitization. Furthermore, altered functionality is observed in pain-related areas such as the anterior cingulate, anterior insula, and especially the posterior insula in migraines. This thesis presents significant findings toward understanding the neural foundations of migraine and may shed light on the development of successful diagnostic and treatment methods.