İnsan beyni günün birinde nasıl çalıştığını anlayabilecek mi?

Beynin Yapısal Olarak İncelenmesi BT (Bilgisayarlı Tomografi): X-ışınlarıyla beynin ince kesitleri alınır MRG (Manyetik Rezonans Görüntüleme): Beyin yapısının incelenmesi için kullanılır

Bilgisayarlı Tomografi

Bilgisayarlı Tomografi

Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) Hasta üniform bir manyetik alan içine sokulur ve daha sonra bu alan içinde kısa bir süreyle radyo frekansı uygulanır. Atom çekirdeklerindeki rezonans (hidrojen atomları) kafa çevresindeki bir algılayıcı bobin ile ölçülür Farklı yoğunluktaki dokuların 2 mm uzaysal çözünürlüklü bir görüntüsü elde edilir.

Manyetik rezonans görüntüleme

Benzer beyin hasarına sahip hasta grupları istatistiksel bir grup olarak incelenebilir ve normal denekler veya başka beyin yapılarında hasar bulunan diğer hastalarla karşılaştırılabilir. http://www.pbs.org/wnet/brain/scanning/index.html Bechera et al. Cerebral Cortex, 2000.

Beyin İşlevlerinin İncelenmesi Problem Zihin gözlenemez! “Kara Kutu” Uyaran Yanıt

Problem Gözlemleyebileceğimiz tek şey zihinsel aktivitenin sonuçlarıdır (ürünleri, çıktıları): davranış in other words, All we can observe are the manifestations (products, output) of the mind So as cognitive psychologists we have to deal with the fact that for the most part all we can observe is the output of the mind -- behavior and physiology. We can never observe the mind directly. 30

Bazı çözümler: İçgörücülük (Introspeksiyonizm) Davranışçılık Kognitivizm 2. Some solutions to this problem There are a number of different ways you can deal with this fact. One way to appreciate what Cognitive Psychology is, is to contrast it with other approaches like introspectionism and behaviorism. In what remains of the class I’ll briefly discuss these alternative approaches so that you can better appreciate what cognitive psychology is. 31

Introspeksiyonizm İçine bak ve ne olduğunu gör... 2.1 Introspectionism: "look inside" – "think about your own thoughts" Introspectionism was a technique that was popular in the late 1800's and early 1900's, and essentially it said that you should try and figure out the way the mind works by looking inside yourself, or introspecting, when you think and perceive. 32

Wilhelm Wundt (1832-1920) Edward Titchener (1867-1927) Wundt and Titchener were famous introspectionists. Wilhelm Wundt (1832-1920) Edward Titchener (1867-1927)

İntrospeksiyonizmin Problemleri Doğrulamak zor Çoğul değil bireysel olaylar Sürecin kendisi değil, son ürün Problems with introspectionism So clearly there is a problem with introspectionism. Objective science requires that there be some way to confirm what someone else has found. But introspectionism doesn’t allow you to verify the observations of others. The reason is that the subject matter is private events rather than publicly observable events. Also, keep in mind that even though introspection seems about as direct a measure as you could possibly get, you still only observe the end product of processing, not the process itself. For example, when you were deciding the truth or falsity of those sentences you read, you weren’t aware of most of the processing that led you to be able to answer the questions. For example, you presumably weren’t aware of the process you were using to recognize the words, but you obviously used such a process. It just happened very quickly and automatically without the need for you to be aware of all the inner workings. 35

Davranışçı Yanıt: Uyaran Yanıt

So for instance you’re probably all familiar with Pavlov’s classical conditioning experiments in which dogs learned to associate a bell with meat and therefore started salivating whenever they heard the bell, even if no meat were present. Here what was being observed was the behavior of salivation, and there was no need or desire to speculate about what was going on inside the dog’s head. Ivan Pavlov (1849-1936)

Davranışçılık Psikoloji “davranış bilimidir” Dikkat neyin doğrudan gözlenebileceğine yönlendirilmiştir. Uyaranlar Yanıtlar Pekiştirmeler / Ödüllendirmeler Labirentteki sıçanlar Zihini boşver (gözlenemez) Here’s the bottom line: the Behaviorists idea was that in order to be scientific, you had to study things that were observable (this was basically a reaction to introspectionism). Some went so far as to deny the existence of the Mind, and said all we can do is observe Stimuli and responses - S and R, and so behaviorism came to be known as S-R psychology or the science of behavior. What behaviorism did was study the relationship between stimuli and responses, and how they come to be associated, without making any reference to what goes on inside the mind. Focused a lot on what the organism was reinforced or rewarded for doing. So behaviorism examined how stimuli and responses came to be associated by looking at how organisms learned to make responses they were rewarded for. And so basically behaviorism ignored the mind. In particular, behaviorists didn't use theoretical mental concepts, like memory. So when observing that a rat learns to press a bar to get a food pellet, it is enough to describe the reinforcement or reward schedule that led the rat to learn the response. Not important what went on inside the rat’s head that made him change his behavior. Same goes for humans - a baby learns language because he or she is rewarded for making certain utterances. Not even considered that there is a mind that is responsible for creating the speech. So behaviorism developed laws that predicted what an animal or human would do based on what it had been reinforced for doing in the past. 40

Reaksiyon Zamanı Yöntemleri Uyaran daha fazla işlem işlem Yanıt Donders came up with a model of information processing that assumed that cognition is a series of stages. Each stage: receives information from the previous stage transforms the information sends the information to the next stage when it’s done 11

Çalışma belleği: Bilginin bellekte kısa süreli olarak tutulmasıyla bu bilgi üzerinde bazı zihinsel işlemler yapılmasını sağlar. Deneğin, bir dizi sayıyı belleğinde kodlayıp bunları daha sonra belirlemesini gerektiren Sternberg Testi bu kategoriye örnektir.    

2549

2 5 4 7 8 3 1

Odaklanma/Yürütücü İşlevler: (Yanıt İnhibisyonu) Dikkat çeldirici uyaranların varlığında dikkatini ödeve yoğunlaştırmayı ve uygunsuz uyaranları baskılayıp ödevin gerektirdiği verbal veya manüel yanıtları hızla yerine getirmeyi içerir. Bas-Basma Testi ve Stroop Renk Adlandırma Testi bu kategoriyi inceleyen güçlü ve sık kullanılan testlerdir.

KIRMIZI. MAVİ. YEŞİL. MAVİ. KIRMIZI. YEŞİL. KIRMIZI. MAVİ. MAVİ KIRMIZI MAVİ YEŞİL MAVİ KIRMIZI YEŞİL KIRMIZI MAVİ MAVİ KIRMIZI MAVİ YEŞİL MAVİ YEŞİL KIRMIZI YEŞİL KIRMIZI MAVİ

XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX. XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX XXXX

KIRMIZI. MAVİ. YEŞİL. MAVİ. KIRMIZI. YEŞİL. KIRMIZI. MAVİ. MAVİ KIRMIZI MAVİ YEŞİL MAVİ KIRMIZI YEŞİL KIRMIZI MAVİ MAVİ KIRMIZI MAVİ YEŞİL MAVİ YEŞİL KIRMIZI YEŞİL KIRMIZI MAVİ

Wisconsin Kart Eşleme Testi (WCST) Yanlış

Wisconsin Kart Eşleme Testi Kartlar renge, şekle ve sembollerin sayısına göre eşlenebilir. Prefrontal hasardan sonra hastalar eşleme kuralı değiştirildiğinde zorluk çekerler. renge göre şekle göre sayıya göre

Belirli bir süre için dikkat odağını sabit tutabilmeyi içerir. Dikkati Sürdürme: Belirli bir süre için dikkat odağını sabit tutabilmeyi içerir. Deneğin hedef uyaranlara karşı olabildiğince hızlı olarak bir düğmeye basmasını gerektiren Sürekli Performans Testi (Continuous Performance Test, CPT) bu elemanı incelemekte en çok başvurulan testtir.

C D A Z A Z A E Z B

Davranışçılıkla İlgili Problemler İnsan davranışının çeşitliliğiyle baş edemez Örneğin: dil Bilimi gözlenebilenle sınırlandırmak kötü bir fikir Elektronu kim görmüş? Most people today believe that the behaviorists went too far in their reaction to introspectionism and that there are many aspects of human behavior that cannot be captured in terms of S-R rules. For example, it’s difficult to explain how people can be as creative and diverse as we are One example of this is language: Kids can say completely new things that they haven't heard before and that they haven't been reinforced for saying. The reason is that they presumably have something in mind that they want to say! They aren’t simply spouting out words that have been reinforced in the past. In short, they really do want their bottle -- they’re not just saying that! More generally, it’s probably not a good idea to focus only on what you can directly observe. It certainly doesn't work in other sciences! For example, physics has to use concepts about things that can't be directly observed: electrons, quarks. 41

Bazı çözümler Introspeksiyonizm Davranışçılık Kognitivizm

Kognitif Yaklaşım Çıkarsa: kutunun içinde neler oluyor Uyaran Yanıt

Beyin Haritalamanın Kısa Tarihçesi 1929: Berger ilk olarak insan kafa derisi üzerinden beyin elektriksel etkinliği kaydını gerçekleştirdi (EEG) ve bunun zihinsel süreçlerin izlenmesinde önemli bir araç olacağını ileri sürdü. 50’lerde kan akımını nicelleştirmek üzere radyoaktif traserlerin bulunması ve daha sonra X-ışını BT ve PET yöntemlerinin bulunması 90’larda fMRG normal gönüllülerde kognitif işlevlerin ölçümüne olanak tanıdı.

Elektroensefalografi (EEG) EEG’de, birçok elektrod kafa derisi üzerine yerleştirilir ve bunlar nöronların toplam aktivitesinin zaman içindeki değişimlerini izler. EEG eğrisi beynin genel durumuna bağlı olarak değişim gösterir (uyku, uyanık, epileptik aktivite vb).

Elektroensefalogram Electroencephalogram (EEG) A recording of neural activity detected by electrodes. Source: Kassin, S. (1998). Psychology, second edition. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.

Olaya İlişkin Potansiyeller (OİP) Uyarılma Potansiyelleri (UP) Beyinde belirli bir uyaran veya olaya zamansal olarak kilitli potansiyel değişimleri (OİP) ölçülebilir. OİP’lerde beyin aktivitesi çok yüksek bir zamansal çözümleme gücüyle (milisaniye) fakat görece düşük bir uzaysal çözümleme gücüyle izlenebilir.

Grandaverages of P300 in AD and control groups

DELTA

) Magnetoensefalografi

Elektromanyetik Kayıt Magnetoensefalografi (MEG)

Pozitron Emisyonu Tomografisi (PET) Beyin kan akımı kana verilen uygun bir traser ile elde edilebilir. PET kısa yarılanma ömrü (2 dk. gibi) olan radyoaktif traserler kullanır (15O2) ve böylece aynı deneğe birçok ölçüm uygulanabilir. Venden bir traser enjekte edilir, 30 s. sonra bu traser beyne ulaşır ve yıkımı sırasında bir pozitron çıkartır. Bunun bir elektronla kollizyonu iki foton üretir ve bunlar ölçülerek bölgesel kan akımı görüntülenebilir.

Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme (fMRG) Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) tekniği: Dışarıdan traser verilmesi gerekli değil, internal bir maddenin (hemoglobin) manyetik özelliklerini kullanıyor. Nöral aktivite kan akımında ve oksi-hemoglobinde büyük bir artışa yol açıyor. Oksi-hemoglobinin manyetik özellikleri deoksi-hemoglobininkinden farklı.  aktif alanlar MRG’de ölçülen sinyal yoğunluğundaki değişimlerle görüntülenebilir.

Hemodinamik

fMRI

Transkranyal Manyetik Stimülasyon (TMS) Nöronal aktivitede kısa bir süreyle lezyon benzeri bir kesinti yaratmak üzere bir manyetik darbe gönderir. Sınırlılığı Güvenliği Uzaysal Çözümleme Gücü

Geçici Lezyonlar Transkranyal Manyetik Stimülasyon (TMS)

Beyin İşlevlerini Araştırma Yöntemleri Nöronların hasarlanması veya cerrahi olarak çıkarılması Nöronların uyarılması Elektriksel, manyetik uyaranlarla veya kimyasallarla Nöropsikolojik testler Elektriksel (EEG) ve manyetik (MEG) kayıtlar İşlevsel Beyin Görüntüleme Yöntemleri