Başkalarının Davranışlarını Gözlemlerken Ölçülen Mu Baskılaması ile Çeşitli Uyaran Özellikleri Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

Abstract

Mu baskılanması, merkezi elektrotlarda bir hareketin gözlemi ve gerçekleştirilmesi sırasında nöral osilasyonların desenkronizasyonu ile karakterize edilen, insan beynindeki ayna nöron sisteminin göstergesi olarak, önemli bir araştırma noktasıdır. Alanyazındaki önemli bir eksiklik, çalışmaların çoğunluğun, geçmiş çalışmalardan sonra mu osilasyonlarını geleneksel alfa frekans aralığında (8-13 Hz) nicelendirmesidir. Bu çalışmada, literatürde genellikle göz ardı edilen çalışmaların dağınık bulgularından esinlenerek, el, yüz ve yapay desen hareketlerini içeren hareket videolarının gözlemi esnasındaki osilasyonel gücünün dinamikleri veri güdümlü bir yaklaşımla incelenmiştir. Çalışmaya, 19 ile 34 yaşları arasında (Ortalama=22, SD=3; kadın/erkek=24/6) toplam 30 katılımcı alınmıştır. EEG kayıtları, hareket değerlendirme görevi tamamlanırken, uluslararası 10-20 sistemini takip eden bir kapa yerleştirilmiş 32 aktif elektrotla Brain Vision actiCHamp sistemi kullanılarak Faraday kabininde toplanmıştır. Bu hareket değerlendirme görevinde kullanılmak üzere, el, yüz veya desen hareketlerini betimleyen 156 gri tonlamalı video içeren bir uyaran kümesi oluşturulmuştur. Hareket değerlendirme görevi, dört blokta yarı-random olarak dağıtılan 312 deneme için her biri 156 video uyaranın iki tekrarını içermektedir. Tüm denemelerin 1/4'ünde (78 deneme) video sona erdikten sonra katılımcılara bir hareket değerlendirme ekranı sunulmuş ve katılımcılar 9 puanlık bir ölçekte değerlendirmelerini yapmıştır. Yapılan zaman-frekans analizleri, hareketlerin gözlemi sırasında sadece düşük mu alt bantında (8-10.5 Hz) merkezi EEG elektrotlarındaki nöral osilasyonlarda anlamlı bir baskılama olduğunu göstermiştir. Ancak yüksek mu alt bantında (10.5-13 Hz) baskılama görülmemiştir. Alfa osilasyonlarındaki alt bant farklılaşması, oksipital elektrotlardan kaydedilen alfa osilasyonlarında belirgin olarak görülmemiştir. Düşük alt bantta, sensori-motor korteksin el bölgesi üzerinde yer alan merkezi elektrotlarda el hareketleri için ve yüz bölgesi üzerinde yer alan frontal-temporal elektrotlarda yüz hareketleri için belirgin ve seçici olarak daha güçlü baskılamalar bulunmuştur. Yüksek alt bantta, seçici baskılama sadece frontal-temporal elektrotlarında yüz hareketleri için görülmüştür. Ayrıca, düşük alt bantta osilasyonların, videolarda gösterilen biyolojik hareketin zamansal modellemesiyle uyumlu olduğu görülmüştür.

Mu suppression, the desynchronization of neural oscillations in central electrodes during action observation and execution, has garnered significant investigation as an indicator of mirror neuron system in the human brain. A limitation in the field has been that the majority of studies quantified mu oscillations in the conventional alpha frequency range (8-13 Hz). In the present study, we adopted a data-driven approach to investigate dynamics of oscillatory power during the observation of hand, face, and artificial pattern movement videos. Thirty participants aged between 19 and 34 years old (Mean=22, SD=3; female/male=24/6) were included. EEG recordings were collected in a Faraday cage using the Brain Vision actiCHamp system from 32 active electrodes placed in a cap following the international 10-20 system while the participants completed a motion rating task. A stimulus set comprising 156 grayscale videos depicting hand, face, or pattern movements was created. The motion task comprised two repetitions of each video stimuli for 312 trials distributed across four blocks. In 78 trials (1/4 of all trials), after the offset of the video, a motion rating screen was presented to the participants rated videos on a 9- point scale. Time-frequency analyses revealed a significant suppression in neural oscillations in central electrodes only in the lower mu subband (8-10.5 Hz) during action observation, with no suppression in the higher mu subband (10.5-13 Hz). In the lower subband, there were significantly and selectively stronger suppressions for hand actions in central electrodes positioned over the hand region of sensorimotor cortices and for facial actions in frontotemporal electrodes positioned over the face region of sensorimotor cortices. In the higher subband, such selective suppression was revealed only for facial actions in frontotemporal electrodes. Moreover, oscillations in the lower subband precisely aligned with the temporal patterning of biological motion depicted in the videos.