Bölüm 05: Fizyolojik Psikolojide Kullanılan Araştırma Yöntemleri

1. Bölüm 05: FizyolojikPsikolojideKullanılanAraştırmaYöntemleri

2. Girişimsel (Invasive) Yöntem: Canlınınfizikselbütünlüğüne müdahaleedenteknik (Kesme, enjeksiyon vs) GirişimselOlmayan (Non invasive) Yöntem Fizyopsikoloji YÖNTEMLER In-vivo çalışma: Yaşayancanlıüzerindeyapılanaraştırmayöntemleri In-vitro çalışma: Canlınındokularınındoğalortamlarındanayrılarakincelenmesi. Genelliklehücrelerdokulardanayrılarakalınırvecanlıözelikleriniyitirirler. Ex-vivo çalışma: Hücrelerhalacanlılıközelliklerinisürdürmektedirlerfakatkendiolağanbiyolojikçevrededeğildirler. Örneğinbiyopsiilealınanvekültürüoluşturulanhücrelergrubu.

3. invasive Fizyopsikoloji YÖNTEMLER Post-mortem inceleme(Brocaalanı, Alzheimer Hastalığı) Hücrekayıpvehasarlarınınincelenmesi BoyamaTeknikleri (Golgi boyamatekniği): İşlevselbağlantılarınortayaçıkarılması Biyopsi Lezyon (lesion): Beyindokusunakesmeyoluylazararverme. ilaçvekimyasallarla da olabilir (MPTP epilepsi) Sanallezyon (geçicilezyon): WADA testi (sodyumamobarbital) Ablasyon (ablation): Beyindokusunuçıkarma Elektrikseluyarım:

4. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER Stereotaxic (Sterotaksik) Cerrahi: Beden (Beyin) içerisindekibelirlihedefbölgelereulaşmakiçin 3 Boyutlukoordinatsisteminikullanarakyapılaninvasif (girişimsel) teknik.

5. Bregma Stereotaxic (Sterotaksik) Cerrahi: stereotaxic atlas Fizyopsikoloji YÖNTEMLER

6. Stereotaxic (Sterotaksik) Cerrahi: stereotaxic atlas Fizyopsikoloji YÖNTEMLER Talairach Atlas

7. Stereotaxic (Sterotaksik) Cerrahi: Stereotaxic (Sterotaksik) Aparat Fizyopsikoloji YÖNTEMLER

8. Histoloji (Dokubilimi): • Dokularıoluşturan • Hücrelerinözellikleri • HistolojikYöntemler: • Dokununsabitlenmesi, kesit • Alınması, boyanmasıve • Incelenmesiiçerenyöntemler. • e must fix, slice, stain, and • examine the brain. BrodmannAlanları (52 adet) Sitoarkitektoniközellikler Oskar veCecile VogtBeyinHaritasi(1903) 200 alan

9. Yapıveişlevilişkisinigösteren en güzelkanıtlardanbirisiBrodmannAlanlarıdır. BA 44, BA 45: Dil motor üretim BA 22: Dilianlama

10. Histoloji (Dokubilimi): • HistolojikYöntemler: • Dokununsabitlenmesi(fixation): • Oto-yıkıcıenzimatikvebakteriyal • aktiviteninönlenmesi. • Formalin (fixative) • Kesitlenmesi: Microtome • 10-80 µm (Işıkmikroskobu) • 1 µm Elektronmikroskobu (EM) • Transmission EM: Çokayrıntılı • görüntü. Sinapsler • Scanning EM: TEM e göredaha • kötü; fakat 3D görüntü Microtome T. Elektron M.

11. KesitleriBoyama (Staining) cresyl violet Nissl Body Staining Golgi Staining: GümüşNitrat)

12. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER noninvasive TranskranialManyetikUyarım(Transcranial Magnetic Stimulation: TMS). Radyofrekanslarımanyetikalandeğişimlenmesi BirçeşitSanallezyon Yüksekfrekanslarsinaptikaktarımıarttırıken; Düşükfrekanslarsinaptikaktarımıazaltıyor Epilepsinöbetinenedenolabilir. Yüzeydeki (kabuk-cortex) bölgeleriincelemede kullanılabilir.

13. BAŞLIK df

15. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER Mikroelektrodteknikleri Makroelektrodteknikleri

16. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER Elektoensefalografi (Electroencephalography) EEG: Epilepsi Uykuçalışmaları ZamansalÇözülüm: ms

17. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER ElektoEnsefaloGrafi (electroencephalography) EEG: Richard Caton 1875: Beyinelektrikseldeğişikliklerderiüzerindenkaydedilebilir (hayvanlarda) Hans Berger 1929: Alfa dalgası (insanlarda) Milyonlarcanörondankaydedilenaktivite (Makroelektrod-Mikroelektrot) Mikro Volt (µV) düzeyinde aktivite Milisaniyedüzeyindezamansal çözünürlük

18. noninvasive • Belirlibiruyaranakilitlitepki. • N100, P200, N200 ve P300 • Zamansalçözülüm: ms • BilişselSüreçler • (Dikkat, Algıçalışılabilir) • Uzaysalçözülümükötü • Mutlaknöronalaktivite • Hareketedahaazduyarlı • Şizofreni Fizyopsikoloji YÖNTEMLER Elektoensefalografi (electroencephalography) EEG: Olay-İlişkiliPotansiyeller (ERP) Alzheimer Sağlıklı

19. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER EEG/ERP  Girişimseldeğil Çokiyizamansal (temporal) çözülüm Ucuzvekolayuygulanabilir Hem hasta hem de sağlıklılardauygulanabilir Gerçekzamanlıölçüm Birtakımpsikolojikuyarıcılarakarşıoluşantepkiyiölçme (ERP)  Uzaysal (Spatial) çözülümükötü Global aktiviteölçümü Sinyalinsaçlıderiyeulaşanakadarbozulması Harekketeduyarlı

20. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER • Girişimseldeğil • Zamansalçözülümüçokçokiyi (ms, mikrosn) • Milyonlarcanöronunaktivitesi • BilişselSüreçler • (Dikkat, Algıçalışılabilir) • Uzaysalçözülümüiyi (EEG/ERP’yegöre) • Mapping: Haritalama (duyusalkabuk) • Mutlaknöronalaktivite •  • Pahalı, Hareketeduyarlı Magnetoensefalografi (Magnetoencephalography) MEG:Sinirhücrelerininsinyalüretimisırasındaortayaçıkanmanyetikalanlarıölçer. Event Related Fields

21. Düşükşiddetli X ışınıkullanır. • Göreceligirişimselolmayanteknik • Beyinyapılarınıgörüntülemede (diğer organ sistemlerini de) • Hem sağlıklı hem de klinikörneklem •  • Kanserriskioluşturabilir • Hareketedilmemeli • İşlevölçemiyor Fizyopsikoloji YÖNTEMLER YAPISAL GÖRÜNTÜLEME BilgisayarlıTomografi (CT):

22. GörüntülemekistenendokuyaRadyoFrekanslarıyollar. • Hidrojenatomlarındakiprotonlarınyüksekmanyetikalaniçerisindeortayakoyduğuözelliklerdenfaydalanarakgörüntüoluşturur. • CT’yegöredahaayrıntılı (çözünürlüklü) resimleroluşturur. • Zararsızdır(girişimseldeğil?) • Sağlıklıya da hastalarauygulanabilir. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER YAPISAL GÖRÜNTÜLEME ManyetikRezonansGörüntüleme 1 Tesla 10000 Gauss; Dünyanınçekimgücüsadece 0.5 Gauss

23. NöropsikolojideKullanılanTeknikler • Ferromagnetik (demir) materyallertehlike • oluşturur. • Gürültülü • Hareketedilmemeli • Kapalıalanfobisiolanlariçinproblematik • Serin-soğukbirortam • Tarayıcınınbakımıpahalı YAPISAL GÖRÜNTÜLEME ManyetikRezonansGörüntüleme

24. FizyoPsikolojiAraştırmaTeknikleri • Yarıömrükısa (ör. 2 dakika) birradyoizotobun(oksiyen-15) dokuyaenjekteedilmesivesonrasındabudokudanyayılan gamma ışınlarınınölçümlenmesiesasınagöreçalışır. (Oksijentüketimi) • Şekereçokbenzeyenbirmaddenin (2-deoxyglucose ) kullanılmasıhangibeyinbölgelerinindahaçokşekertüketimiolduğunubizegösterebilir. • Kanakımı(Kanınbirbölgedeyoğunlaşması) ölçümü • Raclopride: Dopaminreseptörlerinebağlanır. İŞLEVSEL GÖRÜNTÜLEME PozitronEmisyonTomografi (Positron Emisson Tomography: PET) “to the man who has only a hammer, the whole world looks like a nail”

25. İŞLEVSEL GÖRÜNTÜLEME PozitronEmisyonTomografi (Positron Emisson Tomography: PET) Fizyopsikoloji YÖNTEMLER • Hem sağlıklı hem de klinikörneklemdekullanılabilir. • Göreceyüksekuzaysalçözünürlük • İşlevvebeyindekisorumlualanlailişkilendirebilme • 3 Boyutlugörüntü • In vivo • Girişimsel, • Düşükzamansalçözünürlük (dakika) • Çocukvehamilelerdekullanılmamalı • Pahalı • Hareketeduyarlı

26. PET df • Görelinöralaktiviteölçümü (Çıkarmaişlemi) • Zamansalçözülümükötü, • Uzaysalçözülümügöreceliolarakiyi • Çokzamanalmakta • Pahalı • Radyasyonamaruzkalma

27. KanOksiyenDüzeyiölçümünebağlıbirteknik(Blood Oxygen Level Depended: BOLD) Hemoglobin • Görelinöralaktiviteölçümü (Çıkarmaişlemi). • Uzaysalçözülümüiyi • Zamansalçözülümügöreceiyi (2 saniye) Fizyopsikoloji YÖNTEMLER İŞLEVSEL GÖRÜNTÜLEME FonksiyonelManyetikRezonanzGörüntüleme (Functional Magnetic Resonance Imaging: fMRI) • Hem sağlıklı hem de klinikörnlm. • İşlevilebeyindekisorumlualanıilişkilendirebilme • 3 Boyutlugörüntü • In vivo

28. Katılımcıhareketsizkalmalı • Soğuk • Gürültülü • Göreceucuz (PET’ten) • Görevlerinöğretilmesigerekmekte • Kapalıalankorkusuolanlardaproblematik • Ferromagnetikobjelertehlikeoluşturmakta • Büyükboşluklarayakınalanlardagörüntüdenetlikkaybı Fizyopsikoloji YÖNTEMLER İŞLEVSEL GÖRÜNTÜLEME FonksiyonelManyetikRezonanzGörüntüleme (Functional Magnetic Resonance Imaging: fMRI)

29. fMRI noninvasive df

30. İşlevseltekniklerinbirçoğu BÇ esasınagöreçalışmaktadır. Buradayapılangenelliklebirgörevsırasındaoluşanbeyinaktivitesibirkontrol (genelliklebirşeyyapılmayan, dinlenilen) sırasındaoluşanbeyinaktivitesindençıkarılır. Böyleliklehesaplananaktiviteasılgöreviyapanbeyinbölgelerinigöstermektedir. • Safekleme(Pure insertion) varsayımınadayalıolarak BÇ yapılmakta. SE: her süreçbirbirindenbağımsızdıryaklaşımı. • Bu kısıtlılıklarınüstesindengelmekiçinBilişselBirleşimyaklaşımı:Benzergörevler… BİLİŞSEL ÇIKARMA (Cognitive Substraction)

31. Örneğin • Objealgılama (A) veisimlendirme (i) süreçleriyleilgiliolarak • Objelergöstermeveisimlendirme (A+, İ+) • Anlamsızşekillergösteriprenginisöyletme (A-, İ+) • Objelergösterme(A+, İ-) • Anlamsızşekillergösterme (A-, İ-) BİLİŞSEL ÇIKARMA (Cognitive Substraction)

32. Fizyopsikoloji YÖNTEMLER DiffüzyonTensörGörüntüleme(Diffusion Tensor Imaging: DTI) Difüzyonağırlıklıgörüntülemedesumoleküllerininhareketimodellenmeyeçalışılır. Aksonlarınbelirlenmesindedahaetkinbirteknik….

33. Kimyasal Teknikler • Mikrodiyaliz: beyindeki kimyasalların örneklerinin alınması (in vivo) • İlaçların Davranışsal Etkileri • İmmunocytochemistry: beyin aktivitelerini takip için bağışıklık sisteminin reaksiyonlarından yararlanılır. • Radyoaktif İzleyiciler:Görüntüleme teknikleriyle ya da Histolojik tekniklerle birlikte

34. Davranış Genetiği Araştırmaları • Genetik Analiz Araştırmaları Aile çalışmaları İkiz Çalışmaları Evlat edinme çalışmaları İstatistiksel modellemeler • Davranış Genetiği Araştırmaları: • Davranışın genetik temelleri incelenerek bu bilgi tedavi için kullanılır. “Knockout” modeli: belli bir davranışta oynadığı rolün anlaşılabilmesi için tek bir genin elimine edilmesi ve daha sonra bu canlının sahip olduğu davranışsal özelliklerin saptanması.

35. Aile çalışmaları: bir bozukluğun o bozukluğa sahip ailelerdeki görülme oranı incelenir. İkiz çalışmaları: bir bozukluğun tek yumurta ve çift yumurta ikizlerinde görülme oranları karşılaştırılır. Konkordans oranı Evlat edinme çalışmaları:bir bozukluğun biyolojik ebeveynler ile evlat edinen ebeveynlerde görülme oranları karşılaştırılır. İstatistiksel Modellemeler “Segregation” (Ayrışma) analizi: Bir ailedeki bozukluğun kalıtım örüntüsü ile beklenen kalıtım örüntüsünü karşılaştırır. Genetik Analiz Araştırmaları