Olaya ilişkin beyin potansiyellerinin (OİP) tek EEG dilimlerinde analizi
Analysis of event related potentials (ERP) in single EEG trials
Yazar: MEHMET ERGEN
Danışman: PROF. DR. TAMER DEMİRALP
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Biliş = Cognition ; Elektroensefalografi = Electroencephalography

Özet:
Olaya İlişkin Potansiyeller (OİP) konvansiyonel olarak elektroensefalogramda (EEG) yinelenen olaylara karşı oluşan yanıtların ortalamasının alınmasıyla elde edilir, ancak bu yaklaşımla tek EEG dilimleri düzeyindeki etkiler göz ardı edilmektedir. OİP'lerin EEG'deki ritmisitelerin zaman içinde modülasyonları olarak ele alınması ve dalgacık dönüşümü ile zaman-frekans alanında analizi günümüzde oldukça önem kazanan bir yöntemdir. Tek OİP dilimlerinin zaman-frekans dönüşümlerinin mutlak değerlerinin ortalanması ile elde edilen toplam aktivite, olayla zamansal olarak kilitli olmayan ve bu nedenle ortalama yanıtta temsil edilemeyen bileşenlerin gösterilebilmesine olanak tanır. Bu çalışmada, farklı kognitif testlerle elde edilen OİP'lere zaman ve zaman-frekans alanı analizleri uygulanarak tek EEG dilimlerindeki etkilerin incelenmesi amaçlanmıştır. Sternberg testinde prob seti OİP'lerinin bellek seti veya prob seti pozisyonuna göre alt ortalamalarının incelenmesi P3 morfolojisindeki çift tepe bu faktörlerden bağımsız olduğunu göstermiştir. Toplam zaman-frekans aktivitesinde ise belleğe kaydetme fazında her bir uyaranla kademeli artış gösteren alfa desenkronizasyonu ve bellekte tutma fazında bellek yüküyle birlikte alfa gücünde artış gözlenmiştir. Stroop testi çelişki koşulunda erken dönem toplam alfa ve geç dönem toplam teta aktivitesindeki artış çelişkinin çözülme safhası hakkında yeni bilgiler sağlamıştır. Üç boyutta olanaklı ve olanaksız şekillerin kısa süreli belleğe kaydedilişlerinin karşılaştırıldığı bir testte uyaranların sonlanışıyla gözlenen uyarılmış beta yanıtı olanaksız şekillerde daha büyük bulunmuş ve bu etki özellikle parieto-oksipitalde genlik büyümesinden bağımsız bir faz kilitlenmesi olarak ayrıştırılmıştır. Şizofrenide görsel P3 küçülmesinin delta bandı yanıtı latansının dilimler arası değişkenliğinin fazla olması ile ilişkili olduğu bulunmuştur. Bu bulgular, ortalama yanıt ile birlikte tek dilim analizinin OİP literatürüne önemli katkılar sağlayacağını ve bazı yorumların yeniden ele alınmasına yol açabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Event Related Potentials (ERPs) are conventionally obtained by averaging electroencaphalograhy (EEG) responses to repeated events, but this approach ignores several effects in single trial level. Nowadays, considering ERPs as the modulation of EEG rythmicities in time and analyzing them in time-frequency plane with wavelet transform is becoming an important method. Total activity, which is obtained by averaging absolute values of time-frequency transforms of single trial ERPs, allows investigation of loosely time locked activities which could not be represented in averaged responses. This study aimed to investigate effects in single trials by analyzing ERPs from different cognitive tests with time and time-frequency analyses. Separate analysis of probe set ERPs in Sternberg test according to their position in memory set and probe set showed that double-peak in P3 morphology is independent from these factors. In total time-frequency activity, an alpha desynchronization that shows gradual increase with each stimulus during memory encoding phase and an increase in alpha power with increasing memory load during retention phase were observed. Increase in early total alpha and late total theta activity during interference condition of Stroop test provided new information about resolution phase of interference. In a test that compares encoding of possible and impossible figures into short-term memory, evoked beta response at the end of stimuli was higher for impossible figures and this effect was discriminated as phase locking and independent from amplitude increase, especially over the parieto-occipital region. Visual P3 reduction in schizophrenia in visual oddball paradigm was found to be associated with variability of delta band latency across the trials. These findings show that in addition to analyses in single trials could make important contributions to ERP literature and could also yield reconsideration of several interpretations previously established.