Yüz nakil olgularında emosyonel ifadelerin EEG tabanlı analizi
EEG-based analysis of emotional expressions in face transplant cases
Yazar: İNCİ BİLGE
Danışman: PROF. DR. ÖMER HALİL ÇOLAK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada yüz nakil olgularının emosyonel ifadelere ait elektroensefalografi sinyalleri kullanılarak rehabilitasyon öncesi ve rehabilitasyon sonrası süreçte kortekste meydana gelen yeniden yapılanmanın araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada kullanılan EEG sinyalleri, 10 sağlıklı gönüllü ve 3 yüz nakil hastasından alınmıştır. EEG sinyallerinin zaman ve frekans tanım alanı analizleri gerçekleştirilerek emosyonel uyarıma bağlı olarak korteks yanıt süreleri, frekans değerleri, güç değerleri arasındaki farklılıklar incelenmiştir. Bunun yanı sıra topografik haritalamalar sayesinde gönüllü grup ile yüz nakil grubu arasındaki korteks yanıtlarının hangi elektrot bölgelerinde anlamlı farklılıklara sahip olduğu araştırılmıştır. Dalgacık paket dönüşümü kullanılarak topografik haritamalar gerçekleştirilmiş olup sürekli dalgacık dönüşümü tabanlı zaman-frekans analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu çalışma ile yüz nakil hastaları ve sağlıklı gönüllü bireylerin olumlu ve olumsuz duygu durumlarında korteks yanıt süreleri, frekans bantları ve maksimum güç değerleri karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Olumsuz duygular sırasında sağ hemisferin aktif olduğu, olumlu duygular sırasında ise sol hemisferin aktif olduğu görülmüş, erken korteks yanıtları ve maksimum güç değerleri açısından nakil grubunun farklılıkları tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra somatosensoriyel ve sensorimotor kortekste beta, gama ve teta bantlarında istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar bulunmuştur. Yüz nakil olgularında rehabilitasyon öncesi ve rehabilitasyon sonrasında alınan EEG sinyallerinin emosyonel ifadeler için kortekste yarattığı yeniden düzenlemeler topografik haritalamalarla ilk defa analiz edilmiştir.  Rehabilitasyon sonrası kayıtlar incelendiği zaman gönüllü grup ortalamasına benzer sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to investigate the restructuring in the cortex before and after rehabilitation using electroencephalography signals of emotional expressions of facial transplant cases. EEG signals used in the study were taken from 10 healthy volunteers and 3 face transplant patients. By performing time and frequency domain analyzes of EEG signals, differences in cortex response times, frequency values, and power values depending on emotional stimulation were examined. In addition, thanks to topographic mapping, it was investigated in which electrode regions there were significant differences in cortex responses between the volunteer group and the face transplant group. Topographic maps were carried out using wavelet packet transform and continuous wavelet transform based time frequency analyzes were performed. In addition, in this study, cortex response times, frequency bands and maximum power values of face transplant patients and healthy volunteers in positive and negative emotional states were compared and interpreted. It was observed that the right hemisphere was active during negative emotions and the left hemisphere was active during positive emotions, and differences in the transplant group were detected in terms of early cortex responses and maximum power values. Also, statistically significant differences were found in beta, gamma and theta bands in the somatosensory and sensorimotor cortex. The rearrangements created in the cortex for emotional expressions by EEG signals taken before and after rehabilitation in face transplant cases were analyzed for the first time with topographic mapping. When the post-rehabilitation records were examined, results similar to the volunteer group average were obtained.