Brain Dynamics Lab @MEF

  • Eda Yazar

Kortikal Kalınlığın Davranışlarımızla Olan Bağlantısı

Sinirbilimin önemli bir görevi beyin aktivitesi, beyin yapısı ve insan davranışı arasındaki ilişkiyi aydınlatmaktır. Birçok insan beynin farklı işlevler için farklı bölgelere ayrılmış olduğunu düşünür. Penn State araştırmacıları tarafından yapılan yeni bir çalışma, bunun düşünülenden daha fazlası olduğunu öne sürüyor: Beyin dokusunun kalınlığı (kortikal kalınlık), beyin bölgelerinin bağlantısı beyin ve davranış arasında eşit ve önemli ölçüde rol oynayabiliyor.

Biyomedikal mühendisliği profesörü Xiao Liu, sinirbilimin beynin belirli bölgeleri ile belirli davranışlar arasındaki bağlantıyı uzun zamandır tanıdığını, modern nöral görüntülemede beynin farklı bölgelerinin farklı işlevlerden sorumlu olduğunun başlıca fikirlerden biri olduğunu ifade etmiştir. Bu çalışma, beyin işlevinin haritasını çıkarmaya çalışan geleneksel nöral görüntülemeyi temsil ediyor. Örneğin, beynin hangi bölümünün görsel bilgiyi işlemekten sorumlu olduğunu veya beynin bazı bölgelerinin bu üst düzey bilişsel işlevlerden daha fazla sorumlu olduğunu anlayabiliyoruz. Bunun yanı sıra yalnızca beynin konumu ile davranışlarla olan bağlantıyı açıklamak tabi ki yetersizdir.

Bu çalışmada araştırmacılar, en son nöral görüntüleme teknolojisiyle toplanan verileri kullanarak, hem belirli bir kortikal kalınlık uzamsal modelinin hem de fonksiyonel bağlantının belirli davranışlarla önemli ölçüde ilişkili olduğunu buldular. Kortikal kalınlık, nöral hesaplamadan sorumlu beynin serebrumundaki sinir dokularının dış katmanının derinliğini ifade eder. İşlevsel bağlantı, beynin bölgelerinin birbirine nasıl bağlı olduğunu açıklar. Bağlantı, bireysel nöronlar, nöron grupları veya diğer beyin bölgeleri arasındaki bağlantıları ifade edebilir.


Araştırmacılar, beyin bölgeleri arasındaki kortikal kalınlığın ve bağlantı zıtlığının - daha spesifik olarak, basit duyusal ve algılama işlevlerinden sorumlu düşük düzey bölgeler(low-order regions) ile üst düzey bilişsel görevlerden sorumlu yüksek düzey alanlar (high-order areas) arasındaki - korelasyonları pozitif ile daha iyi açıklayabileceğini söyledi. Örnek vermek gerekirse, bir kişinin hafıza ve bilişsel testlerde nasıl performans gösterdiği, yaşam doyumu duygusu ve eğitimsel kazanım gibi davranışlar. Benzer şekilde, bu özellikler madde kullanımı, kuralları çiğneme tutumu ve öfke gibi olumsuz davranışlarla ilişkilendirilmiştir. Bu uzamsal kontrast modeli, beynin farklı yapısal ve fonksiyonel bilgilerini temsil etmelerine rağmen, kortikal kalınlık ve fonksiyonel bağlantı ölçümleri arasında tutarlıdır.


Araştırmacılara göre bu beyin özelliklerini keşfetmenin, yeni teknikler ve büyük veri teknolojileri olmadan gerçekleştirilemeyeceği aşikâr. Human Connectome Project (HCP) İşlevsel manyetik rezonans görüntüleme- veya fMRI- verileri ve yapısal beyin görüntüleme dahil olmak üzere beyin görüntülerini toplamak için en son teknolojiyi kullanarak ve yüzlerce davranışsal, bilişsel, psikometrik ve demografik ölçümü bir araya getirdi. (1.200 denek).

Araştırmacılar, kortikal kalınlık için, beynin tüm korteksi (veya dış tabakası) üzerindeki kortikal kalınlık ile 200 farklı beyin bölgesi arasındaki dinlenme durumu fonksiyonel bağlantısı ve ayrıca 129 görüntüleme dışı davranışsal ve demografik ölçüm arasındaki ilişkileri inceledi.

Araştırmacılar, "İşlevsel verilerle, sadece 3D görüntüleme değil, aynı zamanda 4D görüntüleme ve farklı zaman noktalarında uzamsal görüntüleme (spatial imaging) topladıklarını dile getirdiler.


Hem beynin yapısal özelliklerini hem de işlevsel bağlanabilirliği izlemenin, beynin davranışlar üzerindeki etkisini anlamak için özellikle önemli olduğu vurgulandı. Katılımcıların zekası, saldırganlık eğilimleri ve yaşam doyumu arasındaki bireysel farklılıkları toplamak için davranış testleri kullanıldı. Proje ayrıca bu konularda davranışsal, bilişsel, psikometrik ve demografik veriler de topladı.


KAYNAKÇA

Han F., Gu Y., Brown G. L., Zhang X., Liu X. (2020). Neuroimaging Contrast Across the Cortical Hierarchy is the Feature Maximally Linked to Behavior and Demographics. NeuroImage, 215, doi: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116853

57 görüntüleme0 yorum

Son Paylaşımlar

Hepsini Gör