Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Prof.Dr. Pekcan Ungan H.Ü. Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı “SİNAPS KAVŞAĞINDA PSİKİYATRİ” GÜZ OKULU, 1-5 Eylül 2003, Artvin T. Psikiyatri Derneği.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Prof.Dr. Pekcan Ungan H.Ü. Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı “SİNAPS KAVŞAĞINDA PSİKİYATRİ” GÜZ OKULU, 1-5 Eylül 2003, Artvin T. Psikiyatri Derneği."— Sunum transkripti:

1 Prof.Dr. Pekcan Ungan H.Ü. Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı “SİNAPS KAVŞAĞINDA PSİKİYATRİ” GÜZ OKULU, 1-5 Eylül 2003, Artvin T. Psikiyatri Derneği Elazığ Şubesi ve İnönü Üniversitesi BEYNİN İŞLEVLERİYLE ELEKTRİKSEL AKTİVİESİ ARASINDAKİ İLİŞKİLER

2 ElectroEncephaloGraph ~ 1928 Hans Berger ( ) E E G elektroensefalogram

3 EEG nin oluşumu

4 Hücresel deşarj aktivitesi (PSTH) ile Uyarılmış Potansiyeller (EP) arasındaki korelasyon Karmos et al. / Evoked cortical field potential and unit responses in the wakefullness-sleep cycle in cats. In: Koella et al. (eds.): Sleep’86. Stuttgart, Gustav Fisher Verlag, pp: (1988) Uyanık Yavaş dalga uykusu EP PSTH

5 – MEG:hücre-içiakımlar EEG:hücre-dışıakımlar + _ EEG MEG + Akım dipolü  Tek bir sinir hücresinin elektriksel aktivitesi kafa elektriksel aktivitesi kafa yüzeyinden kaydedilemez. yüzeyinden kaydedilemez.  Ancak, dipolleri birbirine paralel olacak biçimde histoanatomik düzene olacak biçimde histoanatomik düzene sahip çok sayıda hücre senkron biçimde sahip çok sayıda hücre senkron biçimde çalışırlarsa belirli ve anlamlı bir EEG ya da çalışırlarsa belirli ve anlamlı bir EEG ya da MEG aktivitesi kaydedilebilir. MEG aktivitesi kaydedilebilir.

6 EEG MEG

7 Oksipital alfa aktivitesi (10 Hz patlamaları) ‘Petit mal’ epileptik deşarjlar (3 Hz diken-dalga) (3 Hz diken-dalga) Normal kişi (göz kapalı) Epileptik hasta (absans nöbeti) Hücreler-arası senkronizasyon sonucunda oluşan EEG örnekleri

8 Uyanıklık ve uyku safhalarında EEG

9 Frekans (Hz) Güç (µV 2 ) alfabetagamatetadelta δ θ α β γ EEG nin spektral bilşenleri

10  Uyarılmış Potansiyeller, zaman içinde birbirini izleyen (değişik latanslı) ve genellikle herbirisi beyindeki bir başka sürece ait olan ardışık dalgalardan oluşurlar.  Dalga latansları, bu dalgaların kaynaklandıkları düzeyler hakkında kabaca bir fikir verirler.  Uyarılar-arası zaman kısaltıldıkça, önce uzun latanslı yanıtlar, daha sonra kısa latanslılar kaybolur. Dalgaların “toparlanma süreleri” (recovery cycle) olarak bilinen bu özellik, bağımsız yanıt bileşenlerinin birbirinden ayrılması için kullanılır. 50 ms 10 ms 500 ms Kısa latanslı: Beyin sapı Orta latanslı: Tegmentum; talamus; birincil korteks Uzun latanslı: İkincil korteks; assosiyasyon alanları uyarı İşitsel Uyarılmış Potansiyeller UYARILMIŞ POTANSİYELLER

11 SCD HARİTALARI VE DİPOL KAYNAKLARI milisaniye SCD P Ungan, S Yagcioglu, C Goksoy: Differences between the N1 waves of the responses to interaural time and intensity disparities: Scalp topography and dipole sources. Clinical Neurophysiology, 112: , 2001

12 EEG EEG / MEG +MRI EŞDEĞER AKIM DİPOLLERİ

13 fMRI aktivasyon haritası brain-oxygenation-level-dependentBOLD-fMRI functional magnetic resonance imaging functional magnetic resonance imaging Stimulation (alternating checkerboard) MRI yanıtının dinamiği

14 Gall’in frenolojik yaklaşımı bir bakıma doğru, bir bakıma yanlıştı. 37 mental & moral özellik: düzen dikkatlilik süreklilik savaşkanlık mükemmeliyet arkadaşlık yıkıcılık yapıcılık kendine saygı hesaplama renk ağırlık lisan Franz Joseph Gall ( )

15 Pierre Paul Broca (1860 larda) Carl Wernicke (1870 lerde) serebral lokalizasyonism Broca’nın “Tan” isimli bir afazik hastasının otopsi ile çıkarılmış beyni

16 Penfield’in homonculus’u Feodor Krause (insan hastalarda, motor korteks stimülasyonu) Gustav Fritsch Eduard Hitzig (hayvanlarda, motor korteks stimülasyonu) David Ferrier ( )

17 Hissetme (duyular) Hissetme (duyular) Koku, görme, işitme, tad-koku, dokunma, ağrı Denge ve harekete ilişkin süreçler Denge ve harekete ilişkin süreçler kas, tendon ve iskelet bileşenlerinden gelen bilgilerin değerlendirilmesi Temel içgüdüler ve duygular Temel içgüdüler ve duygular açlık, cinsel istek, hiddet, nefret, korku, sahiplenme, vb. Temel davranışsal repertuvar Temel davranışsal repertuvar Refleksler, temel ve öğrenilmiş hareket şablonları, oyun, ortamı araştırma, vb. Kognitif yetenekler Kognitif yetenekler Dikkat, ilişki kurma, bellek ve öğrenme, tanıma, soyutlama, yaratıcılık, tercih, vb. Beynin fonksiyonları

18 Uyarılmış potansiyeller - fonksiyon ilişkisine örnekler

19 Ardışık yüz görüntüsü çiftleri ile uyarılan potansiyeller S.R. Schweinberger et al.: Event-related brain potential evidence for a response of inferior temporal cortex to familiar face repetitions. Cognitive Brain Research 14: 398–409 (2002). Unprimed: yabancı yüzden sonra tanıdık yüz; Primed same: tanıdık yüzden sonra aynı resim; Primed different: tanıdık yüzden sonra, aynı kişinin değişik bir resmi. Endojen yanıtlar üzerinde ‘öncü’ (priming) etkisi 0500 ms

20 EM Conley et al.: The N100 auditory cortical evoked potential indexes scanning of auditory short-term memory. Clin. Neurophysiol. 110: (1999) Kısa süreli bellek taraması ve N1 amplitüdü 1 2 3

21 Bellek yükü (set-size) arttıkça, N1 amplitüdü azalıyor 6 5 EM Conley et al.: The N100 auditory cortical evoked potential indexes scanning of auditory short-term memory. Clin. Neurophysiol. 110: (1999)

22 Tekrarlandığı için sayılan sözcükler Yeni olduğu için sayılmayan sözcükler E. Düzel: When, where, what: the electromagnetic contribution to the WWW of brain activity during recognition. Acta Psychologica 105: (2000). P3 2 µV ms Ekzojen / Endojen bileşenler Tekrarlananı tanıma etkisi

23 MMN (Mismatch Negativity) yanıtlar Fark-potansiyel (aykırı-standart) aykırı standart Aykırı uyaranlar Standart uyaranlar zaman

24 Cheour et al.: Development of language-specific phoneme representations in the infant brain. Nat Neurosci 1998;1: Bebeklerde MMN

25 µV ms MMN Dikkatin ERP ler üzerindeki etkisi aykırı uyaran (dikkat yok) standart uyaran P1 N1 P2 aykırı uyaran (dikkat) P3N2

26 MD Comerchero, J Polich: P3a and P3b from typical auditory and visual stimuli Clin. Neurophysiol. 110: 24–30 (1999) ‘3-uyaran’ paradigması: Bir standart uyaran, İki aykırı uyaran: a) hedef uyaran b) hedef olmayan uyaran ‘Kolay’: Hedef standarttan kolayca ayrılabiliyor. ‘Zor’ : Hedef standarttan kolayca ayrılamıyor. P300 (P3) P3a P3b P3a: anterior-santral P3b: parieto-santral

27 Novelty-P3 (erken ve geç bileşenler) E Yago et al.: Spatiotemporal dynamics of the auditory novelty-P3 event-related brain potential Cognit. Brain Res. 16: 383–390 (2003) nP3 dalgası, iki bileşenden oluşuyor: P3 erken : parietal/santral; dikkate bağlı olarak değişmiyor. P3 geç : frontal/santral; uyarıya dikkat edildiği zaman daha büyük kaydediliyor. P3a

28 Spontan EEG - fonksiyon ilişkisine örnekler

29 M Müller at al.: M Processing of affective pictures modulates right-hemispheric gamma band EEG activity. Clin. Neurophysiol. 110: (1999) Alfa ve gamma aktiviteleri, affektif görsel uyarılar tarafından module edilirler. hoş nötr nahoş

30 Sözcükleri hatırlama görevi sırasında İyi (sürekli çizgi) ve kötü (kesikli çizgi) bellek performansı gösterenler. Normalized percent power (O1) Bellek performansı ve EEG W Klimesch: EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain Res. Rev. 29: 169–195 (1999).

31 theta ERS (5-8 Hz) lower (8-10 Hz) alpha ERD higher (10-13 Hz) sözcükler time (ms) yüzler wordsfaces % ERD time (ms) % ERD AP Burgess, JH Gruzelier: Short duration power changes in the EEG during recognition memory for words and faces. Psychophysiology 37: 596–606 (2000). dolu daireler: gerçekten yeni; boş daireler : gerçekten eski. Sözcükleri ve yüzleri tanıma görevi sırasında EEG gücünde değişmeler

32 T Mima and M Hallett: Electroencephalographic analysis of cortico-muscular coherence: reference effect, volume conduction and generator mechanism. Clin. Neurophysiol. 110: (1999). EMG ile kortikal EEG arasında koherens

33 RQ Cui et al.: High resolution DC-EEG mapping of the Bereitschaftspotential preceding simple or complex bimanual sequential finger movement. Exp. Brain Res. 134:49–57 (2000). Hazırlık Potansiyelleri (Bereitschaftspotential) movement onset seconds İstemli hareketlerde, hareketten çok önce başlayan bir negatif kayma basit karmaşık BASİT KARMAŞIK

34 Anderson and Sijercic (1996) Referans görev Gevşeme Mektup yazma bir arkadaşa, seslendirmeksizin, kafadan mektup yazmak Matematik işlem yapma çok kolay olmayan bir çarpma problemini çözmek Görsel sayma hayal edilen bir kara tahtaya, sırayla rakamlar yazıldığını düşünmek Geometrik bir şekli hayali olarak döndürmek belirli bir 3 boyutlu kapalı şeklin bir eksen etrafında döndüğnü hayal etmek. Bir sınıflandırıcı (sinirsel ağ) kullanmak suretiyle, herbir EEG aktivitesinin hangi göreve ait olduğu, belirli doğruluk düzeylerinde saptanabilmektedir. Değişik kognitif görevler sırasındaki EEG değişiklikleri

35 Bir hareketi yaptığını düşünmek Roma grubu (Babiloni et al., 1999) Hayal edilen el ve ayak hareketleri sırasında 8–30Hz bandında EEG değişiklikleri (signal space projection - SSP- technique) Graz grubu (Pfürtscheller et al., 2000) Planlanan veya hayal edilen el ve ayak hareketleri sırasında α ve β bantlarında ERD/ERS Bir hareketi ya da hareket içermeyen bir kognitif görevi yaptığını düşünmek Oxford/London grubu (Penny & Roberts, 1999) El hareketlerinin hayal edilmesi ve mental aritmetik sırasında 8–30Hz bandında EEG değişiklikleri (görsel geri-besleme ile BCI) Operant koşullama ve EEG eğitimi New York grubu (Wolpaw et al., 1991; Vaughan et al., 1996) Santral µ aktivitesinde (8–12 Hz band) değişme Tübingen grubu (Birmbauer et al., 1999) Bir kişi, beyninin elektriksel aktivitesini kontrol edebilir BCI- (brain/computer interface -BCI-) EA Curran, MJ Stokes: Learning to control brain activity: A review of the production and control of EEG components for driving brain–computer interface (BCI) systems. Brain and Cognition 51: 326– (2003). ERD / ERS

36 Olaya ilişkin desenkronizasyon / senkronizasyon (ERD/ERS) G Pfurtscheller, FH Lopes da Silva: Event-related EEG/MEG synchronization and desynchronization: basic principlesClinical Neurophysiology 110: (1999) Bir parmağın hareket ettirilmesi

37 Beta senkronizasyonu A. Stancak, G. Pfurtscheller: Event-related desynchronisation of central beta-rhythms during brisk and slow self-paced finger movements of dominant and nondominant hand. Cognit. Brain Res. 4: 171–183 (1996). Beta power; grand average

38 Farklı ekstremitelerin hareketi, farklı frekans bantlarında, farklı ERD/ERS paternleri oluşturuyorlar. BCI G Pfurtscheller et al.: Foot and hand area mu rhythms. Int. J. Psychophysiol. 26: (1997)

39 Kürsör hareketini kontrol eden mu ritmi genliği ile, kürsörün yukarıya/aşağıya hareketi arasındaki ilintinin (r 2 ) skalp topografisi. TM Vaughan et al.: EEG-based communication: analysis of concurrent EMG activity. Electroenceph. clin. Neurophysiol. 107: 428–433 (1998). Tek denek. C3 elektrodu için, hareketin yönü ile EEG arasındaki ilintinin (r 2 ) spektrumu (EEG nin frekansına göre değişimi)

40 MAL Nicolelis Robot-kolların EEG ile kontrolü

41 Gerçek zamanlı neurophysiology: Gerçek zamanlı neurophysiology: Çok sayıda beyin bölgesinden yapılan nöronal kayıtlar, tasarlanmakta olan motor davranışı saptayabilen bir bilgisayar modeline veriliyor. Bu modelin çıktısı da bir robotun kontrolünü sağlayabiliyor. MAL Nicolelis, S Riberio: Multielectrode recordings: the next steps. Current Opinion in Neurobiology 12: (2002) EEG yardımıyla, bir robota kumanda edilmesi

42 T. Locatellia, et al.: EEG coherence in Alzheimer’s disease. Electroenceph. clin. Neurophysiol. 106: 229–237 (1998) Alzheimer hastalığı grubunda, alfa bandındaki koherens değerlerinin normallere göre düşük olduğu bölgeler koherens: normal - hasta ( AD ) koherens farkı:

43 JM Ford et al.: Left temporal deficit of P300 in patients with schizophrenia: effects of task. Int. J. Psychophysiol. 38: (2000). Şizofreni ve P300

44 20 denek: İkinci seansa başlarken, deneklerden, hedef uyarıya daha fazla dikkat etmeleri isteniyor. Bir yıl sonra, aynı denekler: İkinci seansa başlarken, deneklere ek bir talimat verilmiyor. MT Carrillo-de-la-Peña, F Cadaveira: The effect of motivational instructions on P300 amplitude. Neurophysiol. Clin. 30: (2000). Deneğin motivasyonu P300 genliğini etkiliyor

45 P300 genliği, şizofreni semptomlarının ağırlığı için bir ölçü olabilir P300 genliği, pozitif semptomlar ile negatif korelasyon gösteriyor; fakat negatif semptomlarla bir ilişki göstermiyor. M Higashima: Auditory P300 amplitude as a state marker for positive symptoms in schizophrenia: cross-sectional and retrospective longitudinal studies. Schizophrenia Research 59: 147– 157 (2002). 10 µV

46 Çeşitli hastalık ve rahatsızlıklarda P300 Çeşitli hastalık ve rahatsızlıklarda P300 J Polich, K Herbst: P300 as a clinical assay: rationale, evaluation, and findings. Int. J. Psychophysiol. 38: 3-19 (2000). Pz Cz Fz P300, bilişsel işlevlerin bozulduğu bütün durumlardaetkileniyor. Ayırıcı tanı için şimdilik uygun değil. Fakat, diğer bulgularla birlikte kullanılırsa, tanıya çok yardımcı olabilir.

47 Değişme katsayısı: CV = S.S./ortalama Laboratuvar testleri CV (%) Kolesterol: HDL: Trigliseridler: Plasma Kortizol: Glukoz: Serum hızı: 19.5 Hemoglobin & Potasyum: TSH: 9-45 Bir parametrenin NORMAL / HASTA ayırımı amacıyla kullanılabilirliği için, o parametrenin değişme katsayısı (CV) önemli bir ölçüttür. SAĞLIK HASTALIK KESİNLİKLE NORMAL KESİNLİKLE HASTA µ S.D. J Polich, K Herbst: P300 as a clinical assay: rationale, evaluation, and findings. Int. J. Psychophysiol. 38: 3-19 (2000). P300 latansı, labratuvar testlerinin çoğundan daha küçük ‘CV’ ye sahip

48 P50 baskılanması (sensory gating) RJ Erwin et al.: P50 abnormalities in schizophrenia: relationship to clinical and neuropsychological indices of attention. Schizophr. Res. 33: 157–167 (1998). A Ambrosini et al.: Reduced gating of middle-latency auditory evoked potentials (P50) in migraine patients: another indication of abnormal sensory processing? Neurosci. Let. 306: (2001). migraine schizophrenia

49 Alfa (8-12 Hz) frekans bandındaki EEG gücü Alfa (8-12 Hz) frekans bandındaki EEG gücü (h 2 : 79%) Vogel, 2000; Boomsma et al., 1997; van Beijsterveldt and Boomsma, 1994) EEG alfa tepe frekansı (çok yüksek MZ ikiz korelasyonu, fakat düşük DZ korelasyonu EEG alfa tepe frekansı (çok yüksek MZ ikiz korelasyonu, fakat düşük DZ korelasyonu (h 2 : 81%) Christian et al., 1996; Lykken et al., 1982; Posthuma et al., 2001b; Stassen et al., 1999 P300 amplitüdü ve latansı (yüksek genetik etkiler; sırasıyla, P300 amplitüdü ve latansı (yüksek genetik etkiler; sırasıyla, h 2 : 65% ve 51%) Vogel, 2000; Boomsma et al., 1997; van Beijsterveldt and Boomsma, 1994) P50 baskılanması (duyusal kapılama; şizofreni için bir biyolojik işaret, Freedman et al., 1991; 2000) Myles-Worsley et al., 1996; Young et al., 1996 (h 2 : 44%) EEG koherensi -elektrot kombinasyonları üzerinden ortalanmış- EEG koherensi -elektrot kombinasyonları üzerinden ortalanmış- (h 2 : 60, 65 ve 60%; θ, α ve β için) van Baal et al., 2001a; van Beijsterveldt et al. (1998a) N400 anlam uyumsuzluğu yanıtı (normallerde, ipucu olmadan; alkol-bağımlılarında, ipucu olsa da; Porjesz and Begleiter, 1996) Almasy et al., 2001 (h 2 : 9-41%; elektroda bağlı olarak, oksipitalde maksimum ) Gecikmeli yanıtlama görevinde Yavaş Dalga (çalışma belleği yükü; Ruchkin et al., 1995) Hansell et al., 2001 (h 2 : 35-37% ve 51-52%; sırasıyla, prefrontal and parietal bölgelerde ) [ h 2 : Kalıtsallık (heritability): Genetik faktörlerden gelen varyansın toplam varyans içindeki yüzdesi. ] EEG ve ERP parametreleri, kişilik özelliklerinin ve psikiyatrik bozuklukların elektrofizyolojik endofenotipleridir. Twin and family studies of the human electroencephalogram: a review and a meta-analysis C.E.M. van Beijsterveldt, G.C.M. van Baal / Biological Psychology 61 (2002)

50 Özel olarak tasarlanmış uyaranlar, uyarım paradigmaları ya da görevler yardımıyla, duyusal ve kognitif sistemler selektif olarak uyarılabilirler. Özel olarak tasarlanmış uyaranlar, uyarım paradigmaları ya da görevler yardımıyla, duyusal ve kognitif sistemler selektif olarak uyarılabilirler. non-spesifik uyaranlar (algılanabilen herhangi bir stimulus) şiddet Yer somatosensoryel görsel işitsel BEYİN modaliteye özel stimulus (örneğin, bir sesin başlaması) alt-modaliteye özel stimululus (örneğin, lateral doğrultuda kayma) incelik kognitif süreçler konuşma, müzik bellek ve öğrenme ilişkilendirmedikkatalgı harekete ilişkin duyusalsüreçler kognitif sürece özel stimulus ve/veya görev paradigması (örneğin, ’oddball’ ve düğmeye basma) ‘top-down / bottom-up’ etkileşimler etkileşimler UYARIM YA DA YA DAGÖREV

51 ARAŞTIRMA ALANLARI Duyusal mekanizmalar (EP) İşitsel sistem Görsel sistem Kognitif süreçler (ERP) Kısa süreli bellek (MMN) Dikkat (N2, P300) Modaliteler-arası etkileşim HareketERD/ERS Nicel EEG Beyin haritalama Dipol kaynak analizi Hayvan çalışmaları (kedi, sıçan, guinea pig; stereotaksik teknikler) Prof.Dr. Pekcan Ungan Yrd.Doç.Dr. Süha Yağcıoğlu Araş.Gör.Dr. A. Ruhi Soylu Araş.Gör. Nurhan Erbil EEG ve UYARILMIŞ POTANSİYEL LABORATUVARI (H.Ü. Tıp Fakültesi, Biyofizik AD)


"Prof.Dr. Pekcan Ungan H.Ü. Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı “SİNAPS KAVŞAĞINDA PSİKİYATRİ” GÜZ OKULU, 1-5 Eylül 2003, Artvin T. Psikiyatri Derneği." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları