Inter-regional connectivity in the human brain during visual search

İnsan beynindeki farklı bölgelerin görsel nesne sınıflarını temsil etmek ve görsel dikkati kontrol edip düzenlemek için işlevsel olarak özelleştiği düşünülmektedir. Bu bölgeler arasındaki bilgi akışının görsel arama sırasında değişime uğradığı düşünülmektedir. Yine de, görsel arama sırasında oluşan bu değişikliklerin büyüklüğü ve kapsamı yeterince bilinmemektedir. Bu tezde, doğal film sahneleri izlenirken sınıf-temelli görsel arama sırasında dikkat-kontrol ağı ve sınıf-seçici bölgeler arasındaki işlevsel bağlantıların değişimlerini değerlendirmekteyiz. Denekler doğal filmleri izlerken beyin aktiviteleri işlevsel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ile kaydedildi. Farklı beyin bölgesi çiftlerinin bağlantılılık miktarlarındaki değişimi incelemek için uyumluluk analizleri uyguladık. Uyumluluk, frekans uzayındaki ilişkiyi belirten, bağlantının yönsüz bir ölçütüdür. Dikkat-kontrol bölgelerinin sınıf-seçici bölgelere olan etkisini anlamak için Granger nedensellik analizi yapıldı. Granger nedenselliği zamansal öncüllük prensibini kullanır: Neden sonuca göre zamansal olarak öndedir. Ayrıca, dikkatin bölgeler-arası bağlantılılığa olan etkisini araştırmak için, doğal filmlere ait düşük-seviye yapısal ve yüksek-seviye sınıfsal özniteliklerin beyinde oluşturduğu tepkileri tahmin eden, L2-düzenlileştirilmiş doğrusal bağlanım kullanarak elde edilmiş iki ayrı kodlama modeli kullanıldı. Yapısal ve sınıf modellerine olan tepki tahminleri kan-oksijen-seviye bağımlı (BOLD) beyin tepkisinden çıkartılarak artık tepkiler elde edildi. Uyarıcı-bağımlı beyin aktivitesi çıkarıldıktan sonra bile bağlantılılıktaki dikkate bağlı değişikliklerin devam edip etmediğini anlamak için bağlantılılık analizleri artık tepkiler üzerinde tekrarlandı. Sonuçlara göre, özel bir nesne sınıfına görsel dikkat gösterilmesi yüksek-seviye dikkat-kontrol ağının, ventral-temporal korteksteki sınıf-seçici bölgelere olan etkiyi arttırmaktadır. Ayrıca, uyarıcı-bağımlı beyin aktivitesi çıkarıldıktan sonra bile bu bağlantılılık örüntüleri devam etmektedir.