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

Duygu ile ilgili çalışmaların her alanda (psikofizyoloji, nöropsikoloji, psikoloji, psikiyatri, .. ) giderek genişlemesinin seyrini izlerken aslında geçmişe baktığımızda günümüz duygu ve yüz ifadeleri ile ilgili çalışmaların Darwin’e kadar uzandığını görmekteyiz. ‘The expression of Emotions in Man and Animals’ adlı kitabında (1872) Darwin hem insanlarda hem hayvanlarda yapılan yüz ifadeleri, duygu ve asimetri ile ilgili çalışmalara yer vermiştir. Ayrıca yüz kaslarını da bu kitabında irdelemiştir. Kitabında Dunchenne Smile’dan bahseden Darwin aynı zamanda Fransız bir nörolog olan Guillaume Duchenne’ın resimlerine de yer vermiştir. Duchenne asistanıyla birlikte hem duygusal yüz ifadelerini incelemiş hem de yüzlerin yarı alanlarını (hemifacial) iğneli EMG (elektromiyografi) elektrodları ile inceleyerek yüz ifadelerindeki hemisferik asimetriyi ortaya koymuştur. Günümüzde iğneli elektrodlar yerine yüzeysel (surface) elektrodlarla yüz kaslarının ölçümü yapılmaya çalışılmaktadır. Darwin, kitabında da yer vermiş olduğu gibi yüz ifadelerinin sadece iletişimde önemli bir rol oynamadığını, bazı duygusal yüz ifadelerinin doğuştan var olduğunu ve bu nedenle bütün evrende yüz ifadelerin aynı algılandığını söylemiştir. Günümüzün öncü psikologlarından Paul Ekman, yapmış olduğu çalışmalar ile evrensel yüz ifadelerinin (mutlu, kızgın, tiksinme, şaşkınlık, korku, üzüntü) farklı kültürler tarafından aynı algılandığını ortaya koymuştur (1). Dimberg ve arkadaşlarının yapmış olduğu çalışmalarda, mutlu ve kızgın yüz ifadelerinde yüz kaslarında bir ayrım olduğu ortaya konulmuştur (2) (3) (4). Mutlu yüz ifadelerinde zygomaticus major, orbicularis oculi, kızgın yüz ifadelerinde corrugator supercilii, levator palpebrae superioris, orbicularis oculi, şaşkın yüz ifadelerinde frontalis, levator palbebrae superioris, korkulu yüz ifadelerinde frontalis, corrugator supercilii, levator palbebrae superioris, üzgün yüz ifadelerinde frontalis, corrugator supercilii, depressor anguli oris, tiksinen yüz ifadelerinde levator labii superioris, levator labii superioris alaeque nasi kasları aktive olmaktadır (5). Duygusal yüz ifadelerinin yüz kas ölçümleri yapılırken dikkat edilmesi gereken birçok nokta bulunmaktadır. Günümüzde yüzeysel yapılan bu çalışmaların kas ölçümleri sırasında gürültüye (artifact) maruz kalması elde edilen verilerde ilgili değişken yaratmaktadır. Ölçülen duygunun aza indirgenmesi böylelikle ölçülen kas sayısının aza inmesiyle ölçülen kaslarının daha kontrollü olması ya da kullanılan elektrodların küçük olarak tercih edilmesi (4mm) bipolar ölçümlerde daha sağlıklı bir veri elde etme olanağı yaratmaktadır.

Bir iletişim aracı olan yüzlerimiz duygunun bir anahtarıdır. Duygularımıza sözel iletişimde yer vermesekte yüz ifadelerimiz bizi ele verir. 2009 yılında gösterilmeye başlanan Amerikan Tv dizisi olan Lie to me (Bana Yalan Söyle)’de, yüz ifadelerinin, mikro yüz ifadelerinin, beden dilinin çözümlenmeye çalışılarak bir takım suçları çözmeye çalışan bilim adamlarının oluşturduğu grubun hikayesi anlatılmaktadır. Bu dizide Paul Ekman’dan esinlenildiği ve Paul Ekman’ın çalışmalarına yer verildiği bilinmektedir. Hem fizyolojik (yüz kasları) hem de psikolojik (duygular) süreçlerin birlikte rol oynamasıyla yaşamsal fonksiyonlarımızı yerine getirmekteyiz. Her iki grubu birbirinden ayırmaya çalıştığımızda ya beynimizin ruhumuzu oluşturduğunu ya da ruhumuzun beynimizi oluşturduğunu öne sürmek durumunda kalacağız. Seçim sizin.

Sevgiler