Beyinde delta, teta ve alfa osilasyon yanıtlarının ışığında öğrenme süreçleri
The role of delta, theta and alpha oscillations in learning processes
Yazar: ADİLE ÖNİZ
Danışman: PROF. DR. EROL BAŞAR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Biyofizik = Biophysics ; Elektrofizyoloji = Electrophysiology ; Nöropsikoloji = Neuropsychology ; Salınım = Oscillation ; Öğrenme = Learning

Özet:
Amaç:· Bir görev altındayken, öğrenme sürecinde, beynin farklı uyaranlara verdiği yanıtlarınincelenmesi,· Öğrenme stratejilerinin belirlenmesiYöntem: 26 Yüz Tanıma, 20 görsel, 20 işitsel seyrek uyaran paradigması deney EEGkayıtları sağlıklı gönüllülerden alınmış ve 13 elektrot alanında, öncelikle delta, teta, alfafrekans bandında incelenmiştir. Bu paradigmalarda değişik öğrenme stratejileri araştırılmıştır.Öğrenmenin araştırılmasında, basit uyarandan karmaşık uyarana beyin yanıtları, işitsel vegörsel modalitelerde hedef/hedef-olmayan uyaran farklılıkları ve bu uyaranların deneysürecindeki değişimleri incelenmiştir.Bulgular: Farklı uyaranların, beynin farklı bölgelerinde, birçok frekans bandındayarattığı dinamik etkiler gözlenmiştir. Delta yanıtları (0.5-3.5 Hz), basit ışık ve ses hedefuyaranlarına karşı frontal bölgede, yüz uyaranlarına karşı oksipital bölgede etkin gözlenmiştir.Seyrek uyaran paradigmaları uygulamalarında, uyaranlara karşı (hedef/hedef olmayan)kayıtların son aşamasında ilk aşamasına göre delta yanıtları daha düşük bulunmuştur. Teta (4?7 Hz) yanıtları, özellikle bilinmeyen yüzün öğrenilmesi sürecinde, sağ frontal ve sol oksipitalbölgelerde deneme sonunda başlangıçtaki yanıt genliklerine göre artış göstermektedir. Görselseyrekuyaran paradigmasında, posterior bölgelerde hedef olmayan uyarana karşı alfa (8-13Hz) bandındaki yanıtlar, deneme sonunda başına göre düşük genlikte bulunmuştur.Sonuçlar:Beyinde oluşan osilasyonel yanıtlar; uyaranın özelliklerine, modaliteye ve topolojiye görefarklılıklar göstermektedir. Bu farklılıklar, kognitif işlevlerdeki bileşenlerden kaynaklanıyorolabilir. Uyaranların tekrarlandığı durumlarda beynin uyaranlara bir süre sonra farklı bir yanıtstratejisi geliştirdiği, uyaranlara karşı plastisite gösterdiği gözlenmektedir.Öğrenmenin bellek, dikkat, hatırlama vb. kognitif süreçlerden ayrı olarakçalışılamayacağı görülmüştür. Ayrıca, beynin bir bütün olarak çalışması prensibinidestekleyici bir çalışma olmuştur.

Abstract:
Aim:· Investigating different responses of the brain to different stimuli under a certain task, and learning processes· The determining of learning strategiesMaterials and methods: Twenty-six, ?Face Recognition?, 20 visual and 20 auditory oddball experiments were performed in healthy human subjects. These EEG recordings were studied in 13 electrode locations and in primarily delta, theta, and alpha frequency bands. In the assessment of learning, brain responses to simple and complex stimuli, target and non-target differences in visual and auditory modalities and dynamic changes during the experiments have been investigated.Results: Differentiated dynamics of responses to stimuli were found in different locations of the brain and also in different frequency channels. Delta responses (0.5?3.5 Hz) were enhanced to simple light and auditory stimuli in frontal regions and to face stimuli in occipital regions. Theta responses (4-7 Hz) during learning of the unknown face, showed marked increases in right frontal and left occipital regions, at the end of the experiments in comparison to the beginning phase. In the visual oddball paradigm, posterior alpha (8-13 Hz) responses were found to be decreased in amplitude toward the end of the experiments.Conclusion: The brain responds differently to stimulations within the same paradigm. Selective temporal and spatial differentiations in delta, theta and alpha oscillatory frequency bands were shown in different cortical regions in respect to stimulation type, and content of the paradigm.ERP experiments and analyses of oscillations provide a useful tool for assessing the dynamic changes of the whole brain during learning processes which cannot be separated from other cognitive processes.