Kurs 4

Kurs 4: İşlevsel yakın kızılaltı spektroskopi yöntemi: Temel ve teknik bilgiler ile ileri uygulamalar
(Functional near infrared spectroscopy: technical fundamentals and advanced applications)
Alan: Nörogörüntüleme ve Nöromikroskopi
Eğiticiler: Aykut EKEN, Sinem Burcu ERDOĞAN
Hedef Kitle: Taşınabilir sensörler ile doğal ortamlarda bilişsel nörobilim çerçevesinde araştırma sorularına cevap arayan araştırmacılar
Format: Kuramsal
Süre: 4 saat
En az-en çok kursiyer: 5-15

Özet

İşlevsel yakın kızıaltı spektroskopisi (İYKAS) girişimsel olmayan ve son 20 yıldır beyin fonksiyonlarının ve çeşitli patolojilerin tanımlanmasında sıklıkla kullanılan bir işlevsel nörogörüntüleme yöntemidir. Bu yöntem işlevsel manyetik rezonans görüntüleme (İMRG), Elektroensefalografi (EEG), Magnetoensefalografi (MEG) gibi diğer işlevsel nörogörüntüleme teknikleri ile karşılaştırıldığında taşınabilirlik ve ucuz olması gibi avantajlara sahip olması sebebiyle nörobilim araştırmalarında gün geçtikçe artan bir yaygın kullanıma sahip olmuştur. Ağırlıklı kullanım alanları, psikiyatrik bozukluklara dair işlevsel bilgi elde edilmesi, algı ve biliş, motor kontrol, nöroloji ve anestezi araştırmalarıdır. Nörogörüntüleme sistemleri içerisinde, kortikal bölgelerde hemodinamik tepki odaklı çalışmalarda ağırlıklı olarak tercih edilen İYKAS, son yıllarda geliştirilen yoğun kanallı, giyilebilir sistemleri ile gerek deney ortamından bağımsız gerekse daha yüksek uzamsal çözünürlükte hemodinamik tepkinin elde edilmesini sağlamaktadır.

Bu kursun temel amacı, İYKAS yönteminin ve hemodinamik tepkinin temellerini, farklı İYKAS sistemlerini, deney tasarımı, prob yerleşimi, sinyal analizi ve işlenmesi, istatistiksel analiz, diğer nörogörüntüleme modaliteleri (EEG, İMRG) ile yapılan çalışmalar ve ileri analizler (Fonksiyonel bağlanırlık, makine öğrenmesi) hakkında bilgi vermektir.

Abstract

Functional near infrared spectroscopy (fNIRS) is a non-invasive functional brain imaging modality with a widespread use in neuroscience research. Compared to other functional neuroimaging modalities such as functional magnetic resonance imaging (fMRI), electoencephalography (EEG), magnetoencephalography (MEG), fNIRS is preferred in neuroscience research to due to having several advantages such as being mobile and inexpensive. In addition to this, it is well-suited for several patient populations compared with other neuroimaging modalities such as its unique ability to collect real time noninvasive data in natural settings without giving discomfort to the participant. fNIRS has been used to investigate a broad range of questions related to i) some psychiatric disorders, ii) understanding the underlying physiological mechanisms of perception and cognition, motor control, ii) some themes in neurology and anesthesia research. Among other neuroimaging modalities, fNIRS is strongly preferred in studies focused on cortical hemodynamic responses, enables hemodynamic response acquisition in task-free environmens with high-spatial resolution thanks to recently developed high density and wearable systems.

The main objective of this course is to familiarize the participants with physical and physiological principles underlying fNIRS methodology, hemodynamic response, various commercial fNIRS systems, experimental design, probe positioning, signal analysis and processing, statistical analysis, multimodal studies (with EEG and fMRI) and advanced analysis technıiques (Functional Connectivity and Machine Learning).