Görsel algının zamansal ve uzamsal özelliklerinin elektrofizyolojik ve hemodinamik değerlendirmesi
Electrophysiological and hemodynamic evaluation of the temporal and spatial features of visual perception
Yazar: ECE ZEYNEP KARAKULAK
Danışman: PROF. DR. LÜTFÜ HANOĞLU
İstanbul Medipol Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Nöroloji = Neurology

Özet:
Görsel bilginin serebral kortekste işlenmesi dış dünyadaki varlıkların şekil ve renk gibi algısal özellikleri ile varlığın ne olduğu ne işe yaradığı bilgisi gibi semantik özelliklerini içerir. Dış dünyadaki varlığın şekil, renk, işlev özellikleri gibi süregiden kortikal aktivasyon da zihnimizde algılanan sahneyi etkilemektedir. Bu çalışmada gördüğümüz varlıkların algısal ve semantik özelliklerinin kortikal aktivasyonu nasıl değiştirdiği, bu işlemin hangi beyin bölgelerinde hangi özellikler için daha baskın olduğu incelenmiştir. Ardından süregiden beyin aktivasyonu ile görsel algı-bellek testleri performansının görsel algı süreçlerini nasıl etkilediği nöropsikolojik testler ve eş zamanlı EEG&fNIRS verileri ile araştırılmıştır. Çalışmaya sağlıklı ve 18-40 yaş arası 28 kişi katılmıştır. Nöropsikolojik testler yapılmış, görsel algı ile görsel bellek deneyleri gerçekleştirilmiştir. Kişisel alfa frekanslarına (KAF) göre ve görsel testlerdeki performansa göre katılımcılar gruplanmıştır. Analizler sonucunda semantik kategorizasyon sırasında sağ hemisfer baskın aktivite izlenmiştir. Olaya ilişkin potansiyel bulgularında negatif yönlü bileşenlerde semantik ve algısal kategorizasyon pozitif bileşenlere göre daha fazla bölgede anlamlı şekilde farklılaşmıştır. Alfa bandındaki olaya ilişkin osilasyon analizinde posterior alanların uyaran sonrası 600 ms.'e kadar varan süreçte anlamlı şekilde diğer alanlardan daha düşük güçte olduğu görülmüştür. KAF grupları arası farklılık özellikle uyaran sonrası alfa faz kilitlenmesi değerlerinde düşük KAF grubu lehine izlenmiştir. Görsel test performansına göre kümelenen gruplar arasında algısal sorularda posterior alanlarda ayrışma görülmüştür. fNIRS sonuçları gruplar arasında ayrışmamış ancak uyaran türüne göre anlamlı farklılık göstermiştir. fNIRS ve EEG verileri arasındaki korelasyon, santral bölgede daha az bilgi içeren görsel uyaranlar için pozitif yönde bulunmuştur. Bulgularımız, son yıllarda öne çıkan yaklaşımlarda önerildiği gibi kişiye özel faktörlerin duysal-algısal işleme sürecini etkilediğine işaret etmektedir.

Abstract:
Cortical processing of visual information includes perceptual and semantic properties of entities in the outside world. Features of the objects form our perception with shape, color and function information. Also ongoing cortical activation affects the perceived scene in our minds. In this study, we invstigate how the perceptual and semantic features of the entities we see change cortical activation and in which brain region this process is more dominant. This research is conducted and interpreted with the examination of individual alpha frequency (IAF) and visual perceptual test performance. Neuropsychometric tests and simultaneous EEG&fNIRS recordings were obtained from 28 healthy participants aged between 18-40 years. Neuropsychological test results were obtained and neuroimaging experiment was performed with visual perception task. Participants were grouped separately according to their IAF and visual test performance. Analysis results demonstrated that right hemisphere activity was dominant during semantic categorization. In event related potentials findings, semantic and perceptual categorization in negative components significantly differed in more regions than positive components. In the event related oscillations analysis of the alpha band, it was observed that the posterior areas had significantly lower power than the other areas extending to 600 ms. after the stimulus onset. The difference between IAF groups was observed in the interest of the low IAF group, especially in post-stimulus alpha phase locking values. There was a significant difference in the posterior areas during perceptual questions between the groups clustered according to visual test performance. fNIRS results did not differ between groups; however, showed significant results according to stimulus type. The correlation between fNIRS and EEG data was found to be positive for visual stimuli containing less information in the central cortical areas. Our findings indicate that individual-specific factors affect the sensory/perceptual processing, as suggested in approaches that have become prominent in recent years.