DOKUNSAL OLAY İLİŞKİLİ YANITLAR IŞIĞINDA ÖĞRENME SÜRECİNİN İRDELENMESİ

Year 2009, Volume: 10 Issue: 2, 19 - 25, 01.08.2009

Adile Önız Çagdas Güdücü Onur Bayazıt Murat Özgören

Abstract

AMAÇ:Bu çalışmada basit dokunsal uyaranlar kullanılarak elektrofizyolojik yaklaşımla öğrenme ve bilişselsüreçlerin irdelenmesi hedeflenmiştir.GEREÇ ve YÖNTEMLER:değerlendirilmiştir. Basit dokunsal uyaran olarak 4-D Pnömatik Stimulatör cihazı içeren düzenekle farklı iki elişaret (hedef) ve üçüncü parmaklarına (hedef olmayan) dokunsal basınç uygulanmıştır. Hedef uyaranlarınsayılması istenmiş, hata oranları % 10 altında olan koşullardaki süpürümler elde edilmiştir. Post analizde bireyselve grup ortalaması yanıtları 14 elektrotta (F , F , F ,C , C , C , T , T , P , P , P , P , O ve O ) gösterilmiştir.BULGULAR:Tüm kafada yaygın olarak gözlenen, en yüksek genlikle Cz'de saptanan olaya ilişkinpotansiyeller (SERP) ve basit dokunsal uyarılma potansiyelleri (SEP) saptanmıştır. Bu yanıtlarda çok erken,erken ve geç zaman pencerelerinde dalga bileşenleri analiz edilmiştir. Analize göre, çok erken yanıtlar (50-120msn) ilk ve ikinci uygulamada değişmezken, erken yanıtlar (150-250 msn) belirgin olarak küçülmüştür (her birölçüm için, <0.05). Geç yanıt bileşenleri (300-450 msn) ise deney sonuna kadar korunmuştur. Geç yanıtbileşenleri hedef uyaran yanıtlarında hedef olmayanlara göre anlamlı olarak yüksek bulunmuştur (herbir ölçümiçin, <0.001).SONUÇ:Çok erken yanıtların değişmemesi, duyusal yanıtların korunması olarak değerlendirilmiştir. Erkenyanıtların belirgin azalması, bilişsel süreç olarak deneye katılımın ölçütü olarak ele alınmış ve bu koşul bireylerindeney desenini öğrenmesi olarak yorumlanmıştır. Geç yanıtların korunması ise bireylerin sayma ödevlerini tümdeney boyunca koruması ve bununla ilgili dikkat bileşenlerinin öne çıkması olarak değerlendirilmiştir

Keywords

SEP, SERP, dikkat, öğrenme, EEG

The Assessment of Learning Through the Scope of Somatosensory Event Related Potentials

Abstract

OBJECTIVE: The current study aims to investigate the cognitive processes through the scope of electrophysiological approach on the application of simple somatosensory stimuli. MATERIALand METHODS: Total of 23 subjects participated to the study (21.44±2.73 years; 8 females) for the analysis of 64 channel EEG data. Simple tactile stimuli were delivered using 4-D pneumatic stimulator, delivering a soft touch stimulus to the index (target) and middle fingers (non-target) of the subjects in two consecutive sessions. The subjects were requested to mentally count the target stimuli. The sweeps resulting from less than 10 percent error rate were accepted into the study. The individual and group event related responses were analyzed over 14 electrode (F , F , F ,C ,C ,C ,T ,T , P , P , P , P ,O andO ) sites in a post-analysis session. RESULTS: The responses (SEP and SERP) to the tactile stimuli were widely observed across the electrode sites with the the biggest amplitudes at Cz (central) electrode. Within the responses, very early, early and late time windows and their respective wave forms were analysed. The analysis revealed that very early waveforms (50- 120 msn) remained the same in two sessions, whereas, the early responses (150-250 msn) decreased significantly from the first session to the second (for each comparison, p<0.05). The late time components (300-450 msn) maintained their level throughout the experiment. The target and standard late responses were also found to differ significantly in two consecutive sessions (for each comparison, <0.001). CONCLUSION: No changes very early responses suggests the preservation of sensory responses. The significant decrease of early responses may be explained by the attendance of the subjects to the experiment, pointing their learning of the template of the experimental set-up. On the other hand, the maintaining of the late responses might be related to the task performance of the subjects, where they are demanded to keep their attention throughout the experiment.

Keywords

SEP, SERP, attention, learning, EEG

References

• 1. Jousmäki V. Tracking functions of cortical networks on a millisecond timescale. Neural Network 2000;13(8- 9):883-9.
• 2. Schnitzler A, Rüidiger JS, Freund HJ. The somatosensory system. In: Toga AW, editor. Brain mapping: the systems, Academic Pr Inc., USA, 2000: 291-329.
• 3. De Pascalis V, Magurano MR, Bellusci A, Chen AC. Somatosensory event-related potential and autonomic activity to varying pain reduction cognitive strategies in hypnosis. Clin Neurophysiol 2001;112:1475-85.
• 4. Forss N, Narici L, Hari R. Sustained activation of the human SII cortices by stimulus trains. Neuroimage 2001;13(3):497-501.
• 5. Özgören M. Beyin biyofiziği. In: Karakaş S, editor. Kognitif Nörobilimler, MN Medikal & Nobel, Ankara, 2008;125-48.
• 6. Ka rni A, Bentini G. Lea rning pe rceptual skills:behavioral probes into adult cortical plastisity. Curr Opin Neurobiol 1997;7:530-5.
• 7. Hawkey DJC, Amitay S, Moore DR. Early and rapid perceptual learning. Nature Neuroscience 2004;7:1055-6.
• 8. Alain C, Snyder JS, He Y, Reinke KS. Changes in auditory cortex parallel rapid perceptual learning. Cerebral Cortex 2007; 17(5):1074-84.
• 9. Gaser C, Schlaug G. Brain structures differ between musicians and non-musicians. The J Neurosci 2003; 23(27):9240-45.
• 10. Öniz A, Güdücü Ç, Aydın B, Özgören M. Dokunsal uyaranlara karşı olay ilişkili delta ve teta yanıtları. Journal of Neurological Sciences Turkish 2008(a);25(15):117-27.
• 11. Pihko E, Lauronen L. Somatosensory processing in healthy newborns. Experimental Neurology 2004;190(1):2-7.
• 12. Yılmaz Ö. Fizyoterapide kullanılmak üzere somatosensoriyel uyaranların değerlendirilmesine yönelik elektrofizyolojik bir metodun geliştirilmesi. Fizik Tedavi ve Rehabilitasyon Doktora Tezi, 2006.
• 13. Huttunen J. Are Frontal and parietal somatosensory evoked potentials functionally dissociated by changing stimulus rate? Int J Neurosci 1994;78(3):207-13.
• 14. Simões C, Hari R. Relationship between responses to contra- and ipsilateral stimuli in the human second somatosensory cortex SII. Neuroimage 1999;10:408- 16.
• 15. Nakashima K,Takahashi K. Topographical displays of somatosensory evoked potentials. Jpn J Psychiatry Neurol 1988;42(2):297-306.
• 16. Rektor I, Brázdil M, Nestrasil I, Bares M, Daniel P. Modifications of cognitive and motor tasks affect the occurrence of event-related potentials in the human cortex. Eur J Neurosci 2007;26(5):1371-80.
• 17. Valeriani M, Fraioli L, Ranghi F, Giaquinto S. Dipolar source modeling of the P300 event-related potential after somatosensory stimulation. Muscle Nerve 2001;24(12):1677-86.
• 18. Kida T, Nishihira Y, Hatta A, Wasaka T, Nakata H, Sakamoto M, Nakajima T. Changes in the somatosensory N250 and P300 by the variation of reaction time. Eur JAppl Physiol 2003;89(3-4):326-30.
• 19. Öniz A. Beyinde delta, teta ve alfa osilasyon yanıtlarının ışığında öğrenme süreçleri. Biyofizik Doktora Tezi, İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, 2006.
• 20. Eimer M, Driver J. Crossmodal links in endogenous and exogenous spatial attention: evidence from eventrelated brain potential studies. Neurosci Biobehav Rev 2001;25(6):497-511.
• 21. Başar E. Memory and brain dynamic. Oscillations integrating attention, perception, learning and memory. CRC Press, Boca Rato, 2004.
• 22. Karakaş S. A descriptive framework for information processing: An integrative approach. Int J Psychophysiol 1997;26(1-3):353-68.