MATERIALS & METHODS: Simultaneous EEG-fMRI recordings were carried out while 18 healthy volunteers
were performing a version of Sternberg paradigm in this study. EEG signals obtained during the retention phase
of STM/WM were decomposed into topographical components using independent component analysis.
Afterwards, components with significantly different power in various frequency bands between the retention
phase and other phases of the task have been identified, and those of these frequency components that
significantly differ among different memory load conditions (2/6) and the control condition were specified.
RESULTS: The decrease of frontal apha oscillation due to STM/WM retention phase is found correlated with
significant fMRI activations in right orbitofrontal and dorsolateral prefrontal area. The decrease of frontal theta
amplitude is found correlated with activations in bilateral inferior temporal gyri, left inferior frontal cortex and
cuneus-precuneus region.
CONCLUSION: The close relationship of these areas with memory processes and default mode network makes
it plausible that they can be responsible from the EEG activites related with the retention phase of the STM/WM.
Keywords: EEG, fMRI, Sternberg Paradigm, Short term memory, Alpha oscillation.
Supported by the Scientific Research Fund of Istanbul University (Project number. 7104).
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
85
S29
Görsel oddball paradigmasında el tercihi etkisinin değerlendirilmesi
Gökçer Eskikurt
1
, Ümmühan İşoğlu-Alkaç
2
1
İstanbul Üniversitesi, Deneysel Tıp Araştırma Enstitüsü, Sinirbilim Anabilim Dalı, İstanbul
2
İstanbul Üniversitesi, İstanbul Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, İstanbul
1
Istanbul University, Institute of Experimental Medicine, Department of Neuroscience, Istanbul, Turkey
2
Istanbul University, Istanbul Faculty of Medicine, Department of Physiology, Istanbul, Turkey
AMAÇ: Görsel Oddball paradigmasında elde edilen yanıtların baskın el tercihi açısından değerlendirilmesi
amaçlanmıştır.
GEREÇ ve YÖNTEM: Çalışmaya 26 sağlıklı gönüllü (13 sağ ve 13 sol el kullanan) katılmıştır. Beyin elektriksel
aktivitesi (EEG) 19 farklı bölgeden WinEEG programı ile (MITSAR) kaydedilmiştir. Görsel Oddball
paradigmasında, katılımcılardan ekrandaki gri zeminde altta mavi bir kare görüldüğünde düğmeye basmaları,
mavi kare üstte belirdiğinde düğmeye basmamaları istenmiştir. Katılımcılara ortalama 330 uyaran sunulmuştur.
İstatistiksel analizler tekrarlı ölçümler testi-ANOVA (SPSS 16.0) kullanıldı.
BULGULAR: Görsel Oddball paradigmasında, hedef uyaran yanıtı sağ ve sol elini kullanan katılımcılarda P300
bileşeninin genlik [F(1,12)=0.01, p=0.921] ve latans [F(1,12)=0.509, p=0.489] değerleri açısından istatistiksel
olarak anlamlı fark elde edilememiştir. Beyin yarıkürelerinin P300 bileşen yanıtları değerlendirildiğinde, sağ elini
kullanan kişilerde sağ yarıkürenin genlik değerleri sol yarıkürede elde edilen değerlere göre anlamlı şekilde farklı
bulunmuştur [F(1,12)=11.314, p <0.05]. Fakat sağ elini kullanan kişilerde sağ yarıkürenin latans değerleri ile
sol yarıkürenin değerleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmamıştır [F(1,12)=0.119, p=0.736].
Ayrıca genlik [F(1,12)=9.678, p<0.001] ve latans [F(1,12)=7.076, p<0.01] değerlerinde kanallar arası anlamlı
fark bulunmuştur. Sol elini kullanan katılımcıların P300 bileşeninin genlik [F(1,12)=2.409, p=0.147] ve latans
[F(1,12)= 1.370, p=0.265] değerleri yarıküreler arasında anlamlı bir fark göstermemektedir. Ayrıca genlik
[F(1,12)=12.567, p<0.001] ve latans [F(1,12)=5.656, p<0.05] değerlerinde kanallar arası anlamlı fark
bulunmuştur.
SONUÇ: Görsel Oddball paradigmasında elde edilen P300 yanıtının sağ yarıkürede baskın olması daha önceki
çalışmalarda, sağ elini kullanan kişilerde gösterilen bir bulgu olmakla birlikte, çalışmamızda bu bulgunun sağ
elini kullanan katılımcıların yanı sıra sol elini kullanan katılımcılarda da elde edilmiş olması önemlidir.
Anahtar Kelimeler: Görsel oddball paradigması, El tercihi, P300, Yarıkürelerin asimetrisi, Beyin yarıküreleri
İstanbul Üniversitesi Etik Kurulu tarafından onaylanmıştır (Dosya numarası: 2009/2648-43). İstanbul
Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir (Proje numarası: 4965).
Evaluation of the effects of hand preference on visual oddball paradigm
OBJECTIVES: The aim of this study is to evaluate the responses to Visual Oddball Paradigm in reference to
hand preference.
MATERIALS & METHODS: 26 healthy volunteers (13 right-handed, 13 left-handed) participated the study.
Brain electrical activity (EEG) was recorded using WinEEG program (MITSAR) from 19 different scalp positions.
Volunteers were instructed to press a button every time when they see the blue square at the bottom edge and
not to press button when they see the square at the top edge. In average 330 stimuli were presented.
Repeated measured ANOVA (SSPSS 16.0) test was used for the statistical analysis.
RESULTS: There were no significant difference between left- and right-handed volunteers in target stimulus
P300 amplitude [F(1,12)=0.01, p=0.921] or latency [F(1,12)=0.509, p=0.489] in Visual Oddball Paradigm.
When P300 responses of brain hemispheres were evaluated, the average of P300 amplitudes right hemisphere
of right-handed volunteers were significantly higher than the average of their left hemisphere P300 amplitudes
[F(1,12)=11.314, p <0.05]. However there was no significant difference between hemispheres latencies
[F(1,12)=0.119, p=0.736] of right-handed volunteers. In addition there were significant amplitude
[F(1,12)=9.678, p<0.001] and latency [F(1,12)=7.076, p<0.01] differences among channels. There were no
significant difference in P300 amplitudes [F(1,12)=2.409, p=0.147] or latencies [F(1,12)= 1.370, p=0.265]
between hemispheres of left-handed volunteers. On the other hand there were significant amplitude
[F(1,12)=12.567, p<0.001] and latency [F(1,12)=5.656, p<0.05] differences among channels.
CONCLUSION: Right hemisphere dominance of P300 response to Visual Oddball Paradigm in right handed
volunteers have been shown in previous studies. This study showed that this dominance is valid for both left-
handed and right-handed volunteers.
Keywords: Visual Oddball Paradigm, Hand preference, P300, Hemispheric asymmetry, Brain hemisphere
Approved by Istanbul University Ethics Commision (File number: 2009/2648-43). Supported by Scientific
Research Projects Coordination Unit of Istanbul University (Project number: 4965).
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
86
S30
Kortiko-striato-talamik devrelerin bir robot uygulaması
Berat Denizdurduran, Neslihan Serap Şengör
İstanbul Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü, İstanbul
Istanbul Technical University, Facülty of Engineering, Electronics and Communication Engineering Department, Istanbul, Turkey
AMAÇ: Bilişsel süreçlerin hesaplamalı modelleri canlıların davranışlarının süregelen mekanizmalarını açıklamaya
çalışmaktadır. Bu modeller özellikle son yıllarda insansı robot çalışmalarında da kullanılmaktadır. Bu çalışmada
vurgulanmak istenen ise karar verme ve pekiştirmeli öğrenmeye ilişkin bilişsel süreçlerin hesaplamalı
modellerinin robotik uygulamalarını gerçekleştirmektir.
GEREÇ ve YÖNTEM: Amaca yönelik davranışlar ve pekiştirmeli öğrenmeye dair bilişsel süreçlerin hesaplamalı
modelleri merkezi sinir sisteminin fonksiyonel birimleri ile nörotransmiterlere dair bulgulara dayanmaktadır.
Yapılan çalışmalar göstermiştir ki, bulunulan ortamdan alınan çeşitli uyaranlara bağlı olarak farklı seçenekler
içerisinden yapılan seçimlerde basal ganglionların önemli bir rolü vardır. Bu bilgiler ışığında bu çalışmada
değişen ortam şartlarına bağlı olarak uygun kararlar alabilmesini modelleyen bir hesaplamalı basal ganglionlar-
talamus-korteks modeli kullanılarak, bir farenin yaşam evresinin belirli bir kesiminin simulasyonu
gerçekleştirilmiş ve Khepera II adı verilen bir robot üzerinde sınanması yapılmıştır. Öğrenme sürecinin de
robotta gerçeklenmesi ile robotun değişen ortam şartlarına uyum sağlayabildiği gözlemlenmiştir.
BULGULAR: Robot üzerinde kullanılan uzaklık ve ışık sensörleri farenin dış dünyayı tanıyabilmesi,
duyumsayabilmesi için kullandığı koku alma ve görme duyularını sembolize etmeye, anlamlandırmaya
çalışmaktadır. Yapılan 30 simülasyon göstermiştir ki, bu çalışmada kullanılan hesaplamalı model ve pekiştirmeli
öğrenme algritması robota yem olarak tanıtmaya çalıştığımız silindirleri, engellerin olduğu bir ortamda, yaklaşık
6. ya da 7. denemesinde tanımış, sürecin devamında yani yemi öğrendikten sonra yuvasını ise 3. ya da 4.
denemesinde öğrenebilmiştir. Beklenildiği üzere robot bu 30 testin tamamını öğrenmeyle neticelendirmemiş,
değişen ortam şartlarına bağlı olarak öğrenememe ile de karşılaşmıştır.
SONUÇ: Bu çalışma, nöral yapılara dayanarak geliştirilen hesaplamalı modellerin robotik uygulamalarının,
bilişsel süreçlerin anlaşılmasının yanı sıra makine öğrenmesi için de gerçekleştirilecek çalışmalara yeni bakış
açısı kazandırabileceğine dair bir örnek teşkil etmektedir.
Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı model, Amaca yönelik davranış, Pekiştirmeli öğrenme, Robotik model
Implementation of cortico-striato-thalamic circuits on robot
OBJECTIVES: The computational models of cognitive processes affirm our understanding of the ongoing
mechanisms and robot models are a further step in computational modeling. The main point is to show the
potential use of robot models for tasks requiring high order processes like action selection and reinforcement
learning.
MATERIALS & METHODS: It has been shown that basal ganglia take part in selecting an action amongst
different choices based on the saliencies of each possibility. In this work, the aim is to investigate the
effectiveness of the basal ganglia-thalamus-cortex model in a scenario based on rat’s behavior, so behavior of a
rat is simulated on the mobile robot Khepera II. The proposed model has the ability of selecting the
appropriate actions under changing environmental conditions, thus it is suitable to implement learning to
become familiar with a new environment.
RESULTS: The differences between the sensory systems of the mobile robots and the rat is resolved in order to
mimic the behavior of a rat. The mobile robot is trained to learn to recognize the food and the place of the nest
and it is capable of completing the task even though the conditions in the environment changes. In all of 30
trials, mobile robot recognizes the food approximately in 6 or 7 steps and also approximately at its fourth trial
the robot learns the place of the nest and deposits the food there.
CONCLUSION: This works demonstrates that working on robot models based on biologically inspired models of
neural substrates could improve our understanding of cognitive processes.
Keywords: Computational model, Goal-directed behavior, Reinforcement learning, Robot model
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
87
Sözel Bildiriler 6 / Oral Presentations 6
S31
Genetik absans epilepsi sıçan modelinde amigdala kindling sürecinin tek bir
nöron ateşlemesi üzerine etkisinin incelendiği in-vivo çalışma
Nihan Çarçak
1
, Filiz Onat
2
, Didier Pinault
3
, Terence J. O’Brien
4
1
İstanbul Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Farmakoloji Anabilim Dalı, İstanbul
2
Marmara Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Farmakoloji ve Klinik Farmakoloji Anabilim Dalı, İstanbul
3
INSERM U666, Louis Pasteur Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Strazburg, Fransa
4
Melbourne Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Melbourne, VIC, Avustralya
1
Istanbul University, Faculty of Pharmacy, Department of Pharmacology, Istanbul, Turkey
2
Marmara University, Faculty of Medicine, Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Istanbul, Turkey
3
INSERM U666, Louis Pasteur University, Faculty of Medicine, Strasbourg, France
4
University of Melbourne, Department of Medicine, Melbourne, VIC, Australia
AMAÇ: İdiyopatik jeneralize epilepsinin en geçerli modellerinden biri olan Strazburg kökenli genetik absans
epilepsili sıçanlar (GAERS) kindling sürecine karşı direnç gösterirler. Absans nöbetlerinin ortaya çıkışında
talamus ve korteks arasındaki karşılıklı ritmik ateşlemeler önemli rol oynar. GAERS’lerde amigdala kindling
sürecinin konvülsif evreye geçişte talamustaki ritmik senkronize epileptiform ateşleme değişiklerinin rol
oynayabileceği hipotezinden hareketle bu çalışma planlamıştır.
GEREÇ ve YÖNTEM: GAERS ve epileptik olmayan kontrol (NEK) sıçanların amigdalalarına uyarı elektrodu
yerleştirilmiş ve hayvanlar art-deşarj eşik şiddetinde bir elektriksel akım ile günde 2 defa, maksimum uyarı
sayısı 30 olacak şekilde uyarılmışlardır. Daha sonra, talamik retiküler çekirdek (TRN), ventrobazal thalamus
(VB), hipokampus ve korteksten in-vivo koşullarda nörolept anestezisi altında hücre dışı tek hücre nöron
kayıtları alınmıştır.
BULGULAR: Kontrol-NEK ve kontrol-GAERS gruplarında, korteks, hipokampus ve TRN’den kaydedilen
nöronların interiktal ateşleme özellikleri benzer bulunmuştur. Ancak VB talamustaki talamokortikal hücrelerin
interiktal ateşleme frekansı kontrol-NEK grubunda kontrol-GAERS grubuna kıyasla daha düşüktür. Kindling
sonrasında kindling-NEK grubunda TRN nöronlarında patlama tarzında (epileptiform) düşük frekanslı ateşleme
değişikliği gözlenirken bu durum eşit sayıda uyarı alan kindling-GAERS grubunda gözlenmemiştir. Kindling-NEK
grubundaki VB ve hipokampal nöronlar kindling-GAERS grubundaki nöronlara göre daha epileptiform bir hal
alırken, kortikal nöronlarda kindling sonrasında iki grup arasında böyle bir ateşleme değişikliği gözlenmemiştir.
SONUÇ: Amigdala kindling sürecinin talamusta (VB ve TRN) ve daha az olarak da hipokampusta patlama
tarzında ateşleme değişikliğine neden olması, limbik nöbetlerin sekonder jeneralizasyonunda talamus ve
hipokampusun rolünü aydınlatma bakımından yeni bir yaklaşım sağlamıştır.
Anahtar Kelimeler: Kindling, GAERS, Talamus, Hücre dışı kayıt, Absans epilepsi
In-vivo study of the impact of amygdala kindling on the firing pattern of single
neuron in a genetic absence epilepsy rat model
OBJECTIVES: Genetic Absence Epilepsy rats from Strasbourg (GAERS), a well validated model of idiopathic
generalized epilepsy, are resistant to the progression of kindling. Rhythmic reciprocal oscillatory firing between
the cortex and the thalamus plays a critical role in absence seizures. We hypothesized that, the progression to
the convulsive stages of amygdala kindling arises from acquired alterations of firing properties in the thalamus
that predisposes to rhythmic synchronized epileptiform firing in GAERS.
MATERIALS & METHODS: Stimualtion electrode was implanted in amygdala of GAERS and non-epileptic
control (NEC) rats and stimulation was performed at afterdischarge threshold twice daily to a maximum of 30
stimulations. Thereafter extracellular single neuron recordings were performed in-vivo under neurolept
anesthesia from the thalamic reticular nucleus (TRN), ventrobasal thalamus (VB), hippocampus and the cortex.
RESULTS: Interictal firing patterns recorded in the cortex, hippocampus and TRN were similar between control-
NEC and control-GAERS groups. However the thalamocortical cells in VB thalamus in control-NECs interictally
had a lower firing frequency compared to control-GAERS. Following kindling the TRN firing had evolved a
bursting (epileptiform) low frequency pattern interictally in kindling-NEC but this was not seen in kindling-
GAERS subjected the same number of stimulations as NEC. In the VB and hippocampus, neurons in kindling-
NEC, developed more burst pattern than kindling-GAERS group but the cortical neurons did not show this
alteration.
CONCLUSION: Amygdala kindling induces the thalamus (TRN and VB) and lesser the hippocampus to fire in
burst pattern, which provide the new insight of involvement of the thalamus and hippocampus during secondary
generalization of limbic seizures.
Keywords: Kindling, GAERS, Thalamus, Extracellular recordings, Absence epilepsy.
Sözel Bildiriler / Oral Presentations
88
S32
Genetik absans modellerinin sekonder jeneralizasyona direnç göstermelerinin
altında yatabilecek olası mekanizmalar
M.Tansel Kendirli
1
, Filiz Onat
2
, Edward H. Bertram
3
1
Eskişehir Asker Hastanesi, Eskişehir
2
Marmara Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Farmakoloji ve Klinik Farmakoloji Anabilim Dalı, İstanbul
3
Virginia Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Nöroloji Anabilim Dalı, Virginia, ABD
1
Eskişehir Asker Hospital, Eskişehir, Turkey
2
Marmara University, Faculty of Medicine, Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, Istanbul, Turkey
3
University of Virginia, Faculty of Medicine, Neurology Department, Virginia, USA
AMAÇ: Genetik absans epilepsili sıçanların, farkli limbik yapıların uyarılması ile tetiklenen kindling uygulamasina
karsi direnç gösterdikleri bilinmektedir.Çalışmamız ile WAG/Rij modelinde de görülen bu direncin genel bir
fenomen mi olduğu ya da farklı ileti yollarının kullanılmasından mı kaynaklandığını araştırdık.
GEREÇ ve YÖNTEM: Kindling: Diken-ve-dalga deşarjlarına sahip olan WAG/Rij sıçanlar, hipokampus ve
talamusun mediodorsal çekirdeği uyarılarak yapilan kindling sürecinde Sprague-Dawley (SD) sıçanlar ile
karşılaştırıldı. Uyarıcı elektrodlar tek taraflı olarak hipokampus (WAG/Rij (n=9), SD (n=9)) ve talamusa
(WAG/Rij (n=7), SD(n=5)) yerleştirildi. Derlenme döneminden sonra gruplara video monitorizasyon eşliğinde
kindling uygulandı. Oluşan nöbet aktivitelerinde artdesarj süreleri ve kindling evreleri karşılaştırıldı.
In Vivo Fizyoloji: Bipolar uyarıcı elektrod sırasıyla subikulum ve talamusun mediodorsal çekirdeğine yerleştirildi.
Kayıtlama cam elektrod kullanılarak prefrontal korteksden yapıldı. Elde edilen potansiyeller, WAG/Rij (n=6) ve
SD (n=7) sıçanlar arasında karşılaştırıldı.
Çalışma protokolü Viriginia Üniversitesi tarafından onaylanmıştır.
BULGULAR: Hipokampus uyarımı ile SD sıçanların ortalama 26 deneme sonrasında jeneralize nöbet
potansiyeline ulaştıkları görüldü. Dört adet WAG/Rij sıçan 50 defa uyarılmış olmalarına rağmen jeneralize nöbet
geçirmedi. Talamustan yapılan kindling sürecinde her iki grup arasında belirgin bir fark saptanmadı. Fizyolojik
çalışmada mediodorsal çekirdek uyarılarak elde edilen potansiyeller açışından her iki grup arasında belirgin bir
fark saptanmaz iken; WAG/Rij sıçanlarda kontrol grubunun aksine subikulum uyarılarak elde edilen
potansiyellerin ilk komponentinde tekrarlayan uyarılara rağmen bir değişim olmadığı gözlendi.
SONUÇ: Kindling çalışmasından elde edilen bulgular, WAG/Rij sıçanlarda sekonder jeneralizasyona karşı direnç
göstermelerinin altında farklı nöronal bağlantıların var olabileceğini düşündürmüştür. Ayrıca WAG/Rij grubunda
subikulum uyarılarak prefrontal korteksden kaydedilen uyandırılmış potansiyellerin fasilitasyon göstermemesinin
bu sürece katkısı olabileceği akla gelmektedir.
Anahtar Kelimeler: Kindling, Absans, Direnç, Sekonder jeneralizasyon
Possible underlying mechanisms of resistance to secondary generalization in
genetic absence rat models
OBJECTIVES: Rats with genetic absence epilepsy are resistant to traditional kindling. We aimed to determine
whether WAG/Rij resistance to kindling was a global phenomena or whether the resistance was circuit specific.
MATERIALS & METHODS: Kindling: WAG/Rij rats with spike-and-wave seizures were compared to non
epileptic Sprague-Dawley (SD) rats during hippocampal and mediodorsal thalamic kindling. Following the
implantation of a unilateral hippocampal (WAG/Rij (n=9), SD (n=9)) and thalamic (WAG/Rij (n=7), SD (n=5))
electrodes rats were kindled while under continuous video EEG monitoring. Kindled seizures were evaluated
with their after-discharge durations and behavioral seizure severity. In Vivo Physiology: Bipolar stimulating
electrode was placed in the subiculum and then in the mediodorsal thalamus. Recordings were made from
prefrontal cortex by saline filled glass electrodes. Generated evoked potentials were compared between groups
(WAG/Rij (n=6), SD (n=7)) Protocol approved by the University of Virginia animal care and use committee.
Dostları ilə paylaş: |