Predictability of cognitive performance based on functional neuroimaging via FNIRS

Abstract

Günümüze kadar nöropsikolojide birçok ödev, bireylerin bilissel yetenegini ve/veyaesnekligini belirlemek için kullanılmıstır. Bu ödevlerdeki amaç bireylerin psikolojik durumları hakkında herhangi bir önbilgiye sahip olmak ya da kisinin hastalık seviyesiniifade etmektir. Bu çalısma, Londra Kulesi Testi (LKT) ve renk-kelime eslestirmeStroop testlerinin kendi aralarındaki ve kendi içindeki davranıssal performanslar venöronal aktivasyonlar arasındaki ilintiyi sunar. Bu iki test, karar verme, planlama vedikkat üzerindeki bilissel esnekligi elde etmeyi amaçlar. Äslevsel Yakın kızılaltı Spektroskopi(iYKAS), nörogörüntüleme aracı olarak kullanılmıstır. iYKAS sonuçları, heriki ödevde de aktivasyonların yogunluklu olarak hem sag hem de sol prefrontal korteksinyanal yüzeylerinde görüldügünü söylemektedir. Bu sonuçlar ile, Londra kulesigörevindeki toplam planlama süresi ve Stroop görevinin girisim etkisinin tepki sürelerigibi davranıssal sonuçların birbirleriyle ilintileri karsılastırılmıstır. Uyumsuz-nötr girisimindenelde edilen verilerden, sag üst yanal prefrontal korteks aktivasyonunun, aynıgirisimin tepki süreleri arasında positif vir korelasyon izledigi görülmüstür. Bunlarınyanı sıra, 7-hamleli LKT görevinin sırasında olusan sag ve sol yanal prefrontal korteksaktivasyonu ile görevi tamamlama süresi arasında negatif bir ilinti oldugu gözlenmistir.Son olarak, stroop testinde uyumsuz-nötr girisiminden elde ettigimiz frontal aktivasyonunegatif olan deneklerin LKT esnasındaki prefrontal korteks aktivasyonlarının görecelidaha poizitif, yine aynı bölge için stroop test esnasındaki frontal aktivasyonu pozitifolan deneklerin, LKT esnasındaki sag ve sol yanal prefrontal korteks aktivasyonlarınıngörece daha negatif oldugunu ve yaptıgımız analizlere göre bu aktivasyonların Strooptest ve LKTden elde edilen performans kriterleriyle eslestigini gösterdik.

In neuropsychology many tasks have been used to determine the cognitiveability and/or flexibility of individuals to have any prior knowledge about the psychological condition or to state the level of neuropshcological disease of a person. This study presents the relations between behavioral performances and neuronal activationwithin and between two cognitive tasks; Tower of London (TOL) and color-wordmatching Stroop test which are utilize to obtain cognitive flexibility on decision making,attention and planning. Functional Near Infrared Spectroscopy method is used asfunctional neuroimaging tool. fNIRS results revealed that activations for both tasksmainly located in both left and right lateral side of prefrontal cortex. Behavioral outcomes such as reaction times of interference effect of stroop task and total planningtime of TOL tasks were compared with neuroimaging findings. Right superior lateralprefrontal cortex (RSLPFC) activity during incongruent-neutral interferance showedpositive correlation with difference of mean response times for correct answered incongruent and congruent trials. In addition we also observed negative corelation withactivation of 7-move TOL task and reaction time in left and right lateral prefrontalcortex. At last, it has been presented that subjects have negative brain response(NBR)which is related with good performance (according to results of correlation analysis)during stroop task showed relatively positive brain response (PBR) during TOL taskwhich indicates also good performance, whereas, lateral activation during TOL task isreduced for subjects have PBR in stroop task which can be stated as bad performance