Beyin dinamiği incelenen çalışmalarda, biyolojik dokuların ölçümü yapılırken işlevsel yakın kızılaltı görüntüleme (functional near-infrared spectroscopy) yöntemi kullanılmaktadır. fNIR ile ölçülmek istenen, beyin dokularının hemoglobin konsantrasyonundaki değişimlerdir. Yöntemde ön beyin bölgesindeki kan akışı görüntülenerek, non-invaziv oksijenlenme, kan oksijenlenmesindeki değişiklikler ve kan yoğunluğuyla ilgili beyin fonksiyonları görüntülenir. Beyin aktivitesi boyunca deoksihemoglobin ve oksihemoglobin oranlarıyla ilişkili değişikliklerin ölçümünde non-invaziv niteliği sağlamak için ışıktaki özel dalgalar (kızılötesi) kullanılır.
Biyolojik dokularda saydam yakınsal kızılaltı ışık 730-850 nm arasındadır. Elde edilen veriler uyaran öncesi ve sonrasında ön beyindeki kan değeri ve oksijenlenmesindeki değişiklikleri bize bildirir. fNIR sinyalleri taranan bölgedeki oksijenli (HbO2) ve oksijensiz (Hb) hemoglobin yığılmalarının zaman içindeki değişimini ifade eder. Bir uyaran verildiğinde etkinliğin arttığı bölgelerde oksijen gereksinimi artacağından, ölçülmek istenen bölgede HbO2 miktarı artar ve Hb miktarı azalır. Elde edilen veriler prefrontal ön beyin bölgesinden emilme ve saçılma yöntemi ile elde edilmektedir. İşlevsel yakın kızılötesi görüntüleme yönteminde kullanılan esneyebilir sensör yardımıyla kişinin ön beyin bölgesinden veri alınabilmektedir. Sensör 16 kanala, 4 LED’e ve 10 detektöre sahiptir. Modifiye edilmiş Beer-Lambert yasasına göre veri hesaplamakta ve bize hemoglobin konsantrasyon (Hb, HbO2) değerlerini vermektedir. Ölçülebilirlik alanlarının kısıtlı olmasının nedeni ise saçın ilgili bir değişken oluşturmasından kaynaklanmaktadır. Kızılötesi ışığın ön beyin bölgesinde ulaştığı derinlik maksimum üç santimetredir.
İşlevsel yakın kızılötesi görüntüleme yöntemi ile ilgili yapılan çalışmalara baktığımızda, bu yöntem working memory (çalışan bellek), attention (dikkat), visual-spatial memory (görsel-uzamsal bellek) ve benzeri bilişsel aktivitelerde başvurulmakla birlikte motor aktivitelerde de kullanılabilmektedir (1). Araştırmacı Meiri ve Drexel Üniversitesi (2012) araştırma grubunun birlikte yapmış olduğu bir çalışmada aritmetik hesaplamanın ön beyin bölgesindeki etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre sol beynin ayrıntılı bilgi işlemede dominant rol oynadığı ve sağ beynin bütünsel bilgi işleme dominantlık sergilediği gözlenmiştir. Aynı zamanda sembolik bilgi işleme süreçlerinde sağ beyin dominant bir rol göstermektedir.
Kaynaklar
1Izzetoglu, K., Bunce, S., Onaral, B., Pourrezai, K. & Chance, B. (2004). Functional optical brain imaging using near infrared during cognitive tasks. International journal of human computer interaction, 17(2); 211-227.
2Meiri, H., Sela, I., Nesher, P. Izzetoglu, M., Izzetoglu, K., Onaral, B., and Breznitz, Z. (2012). Frontal lobe role in simple arithmetic calculations: An fNIR study. Neuroscience Letters, 510; 43-47.
3http://www.biopac.com/fnir-spectroscopy-new-video-publication
