Mobil nörogörüntüleme: Gerçek dünyada insan beynini görüntülemek

11 Temmuz 2023

Son on yıllarda beyin aktivitesinin çeşitli yöntemlerle kaydı kognitif (bilişsel) nörobilim çalışmalarına büyük katkılar sağlamış olsa da, bugüne dek yapılan araştırmaların laboratuvar ortamında hareketsiz bireylerde yapılması elde edilen bulguların dinamik dünyadaki gerçek yaşama uyarlanabilirliği konusunda soru işaretleri yaratmaktadır.

Spontan davranışın ve doğal uyaranların beyin aktivitesi üzerine güçlü etkileri olduğu saptandığından, beyin aktivitesinin laboratuvar dışı ortamlarda kaydedilmesini sağlayabilecek yöntemlerin geliştirilmesi önemlidir ve elde edilen veriler nöropsikiyatrik hastalıkların tanı ve tedavisine katkı sunabilir.

Bugüne dek insan bilişselliği üzerine yapılan araştırmalarda fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme, fonksiyonel yakın-kızılötesi spektroskopi, elektroensefalografi, magnetoensefalografi yöntemleri kullanılagelmiştir. Bu araştırmalarda birey, laboratuvar ortamında ekran karşısında hareketsiz biçimde uyaranları izler, birtakım aktiviteleri hayal eder veya artırılmış gerçeklik aracılığıyla sınırlı fiziksel aktivitede bulunur.

Bu yöntemlerle elde edilen veriler değerlidir ve felçli kişilerde beyin-bilgisayar arayüzü programlarının geliştirilmesini sağlamıştır. Bununla birlikte, verilerin doğal insan davranışlarını yansıtmakta kısıtlılıkları mevcuttur. Bu yöntemlerle, motor fonksiyonların ve hareket bozukluklarının doğasının anlaşılması, mekansal navigasyon ve belleğin, duygusal tepkilerin ve sosyal iletişimin değerlendirilmesi güçtür.

Giyilebilir sensörler

Dış dünyada insan aktivitesini kaydetmeye yönelik giyilebilir sensörler (göz hareketleri ve kalp hızı gibi verilerin kaydını sağlar) ve akıllı telefon uygulamaları gibi başka birtakım yöntemler de kullanılmış olsa da bu yöntemlerle beyin aktivitesini kaydetmek mümkün olmamıştır. Son yıllardaki teknolojik gelişmeler, laboratuvar ortamı dışında beyin aktivitesinin kaydını mümkün kılabilir ve bilişsel nörobilim ve klinik nöroloji ve psikiyatri araştırmalarında çığır açabilir.

Minyatür ve giyilebilir elektroensefalografi ve magnetoensefalografi ekipmanları beynin elektriksel aktivitesinin gerçek dünyada kaydedilmesini sağlar. Son teknolojik gelişmeler sayesinde ileri analiz teknikleri ile artefaktlar giderilebilir ve yeni kayıt yöntemleri ile daha derin beyin bölgelerinin aktivitesinin kaydedilmesi mümkün olabilir.

Girişimsel olmayan, giyilebilir bu teknolojilere ek olarak beyine yerleştirilen elektrotlarla da laboratuvar dışı ortamda beyin aktivitesinin kaydedilmesi mümkündür. Son on yıl süresince geliştirilen kapalı devre beyin stimülasyon cihazları süresiz biçimde beyin dokusu içerisinde kalabilir. Bugüne dek epilepsi, Parkinson hastalığı ve son za- manlarda birtakım nöropsikiyatrik hastalıkları olan bireylerde kullanılan bu cihazlar, günlük yaşam aktiviteleri sırasında beyin aktivitesinin sürekli kaydedilmesini sağlayabilir. Elektrotların aynı zamanda uyarıcı etkisi olması, belirli beyin bölgelerinin uyarımının bilişsel aktiviteler ve insan davranışı üzerine etkilerinin anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Beyin aktivitelerinin kontrollü laboratuvar ortamı dışında doğal insan yaşamı süresince kaydedilmesi hem beyin fonksiyonları ve insan davranışlarının doğasının anlaşılmasında hem de nöropsikiyatrik bozuklukların mekanizmasının anlaşılmasında değerli veriler sağlayacaktır. Veriler, kompleks dış çevrede dinamik dünyayı, motor hareketlerimizi, başkalarının hareketlerini nasıl algıladığımızı, farklı duysal sistemlerimizden elde ettiğimiz verileri nasıl birleştirdiğimizi, gerçek senaryolarda karar verme süreçlerimizi, sosyal etkileşimlerimizi, bireysel deneyimlerimizi ve anılarımızı nasıl oluşturduğumuzu anlamanın yanı sıra örneğin Alzheimer hastalığında bilişsel yeti yitiminin mekanizmasını ya da hareket bozuklukları olan bireylerde bozukluğun temel mekanizmasını da anlamamıza yardımcı olacaktır.

Özlem Kayım Yıldız

*Bu yazı, HBT Dergi 369. sayıda yayınlanmıştır.