Emin Çelik, “Spatially Informed Voxelwise Modeling and Dynamic Scene Category Representation in the Human Brain” başlıklı doktora tezini 15 Aralık 2021 tarihinde sunmuştur.
ÖZET
İnsanlar doğal sahnelerdeki genel bilgiyi hızla işleyerek sahnenin kategorisini çıkarabilir. Ancak doğal dünyada dinamik olarak gözlenen sahne kategorilerinin, sahneye seçici birkaç bilinen bölgenin ötesinde beyin korteksinde temsil edilip edilmediği ve nasıl temsil edildiği açık değildir. Bu soruyu yanıtlamak için katılımcılar doğal filmler izlerken tüm beyinden kan oksijenlenme düzeyine bağlı (BOLD) yanıtlar kaydedilmiş ve dinamik görsel sahnelerin temsili incelenmiştir. Doğal dünyadaki nesne ve eylemlerin istatistiksel topluluklarını yansıtan sahne kategorilerine ayarlanmayı kestirmek için voksel düzeyinde kodlama modelleri uydurulmuştur. Voksel düzeyinde modelleme (VM), karmaşık doğal uyaranlardaki zengin öznitelik kümesinin oluşturduğu tek voksel yanıtlarını öngörmek için güçlü bir çerçevedir. Ancak VM komşu vokseller arasındaki ilişkileri göz ardı ettiğinden, ölçüm gürültüsü yüksek olduğunda işlevsel seçiciliği saptama duyarlılığı azalabilir. Bu tezde, voksellerin uzamsal komşuluklarındaki yanıt ilişkilerinden yararlanan uzamsal bilgili voksel düzeyinde modelleme (SPIN-VM) önerilmektedir. Ortak bilgiden en iyi biçimde yararlanmak için SPIN-VM, tek voksel yanıt öngörüleri üretmeye devam ederken model özniteliklerinin yanı sıra uzamsal komşuluklar boyunca da düzenlileştirme uygular. VM’ye göre SPIN-VM daha yüksek öngörü doğruluğu sağlamakta ve korteks boyunca yerel olarak tutarlı bilgi temsillerini daha iyi yakalamaktadır. Sahne kategorisi modelinin beyin korteksinin geniş bir bölümünde yanıt varyansının önemli bir kısmını açıkladığı bulunmuştur.
Korteks boyunca sahne kategorisi ayar profillerinin kümeleme analizi, katılımcılar arasında tutarlı olan ve uzamsal olarak birbirinden ayrılan dokuz beyin bölgesi ağı ortaya koymaktadır. Bu ağlar yön bulma, insan etkinliği, sosyal etkileşim, uygarlık, doğal çevre, insan dışı hayvanlar, hareket enerjisi ve doku ile ilgili çok çeşitli dinamik sahne kategorilerine farklı ayarlanma göstermektedir. Bu bulgu, sahne kategorisi temsilinin düzeninin oldukça karmaşık olduğuna işaret etmektedir.
Anahtar sözcükler: fMRI, voksel düzeyinde modelleme, hesaplamalı nörobilim, uzamsal düzenlileştirme, tutarlı temsil, dinamik sahne kategorisi temsili, kümeleme analizi.
Danışman: Doç. Dr. Tolga Çukur