Psykologi – Metoder i kognitiv nevrovitenskap

Lastet opp i kategorien Psykologi den 15.04.2013

 

Hvor mye man vet man vet om et emne avhenger i stor grad av hvilke metoder man har tilgjengelig for å studere dette emnet. Man kan kun studere noe effektivt hvis man har velformulerte spørsmål – empiri drives av teori.

 

Kognitiv psykologi går ut i fra den antakelsen at vi ikke oppfatter verden slik vi er – hjernen fortolker det vi persiperer

  • To nøkkelkonsepter innen kognitiv psykologi: informasjonsprosessering  avhenger av forhold innad mennesket og mentale representasjoner gjennomgår transformasjoner à kognitiv psykologi forsøker å forstå dette

 

Vi kan også studere hjernens struktur og funksjon ved hjelp av dyrestudier (single cell recordings, lesjoner, genetiske manipulasjoner – knockout og knockin prosedyrer; henholdsvis å gjøre gener inaktive eller sette inn nye gener)

 

Neuroimaging

Nyttig ved for eksempel hjerneskade for å kartlegge pasientens tilstand (kan skje ved vaskulære problemer, svulster, slag, degenerative lidelser eller hodeskader)

 

Struktur: CT og MRI

Funksjon: EEG/ERP, MEG, PET og fMRI

Direkte: EEG/ERP

Indirekte; fMRI

 

CT/CAT – Computed axial tomography

-          Svært vanlig i sykehus, brukes gjerne først dersom mistanke om hjerneskade

-          Røntgenteknologi (røntgenkilde og strålingsdetektorer rundt hele hodet, roterende)

-          Ulike vev har ulik tykkelse, og grad av absorbering er korrelert med vevstykkelse – tykt absorberer mye og området blir lyst

-          Bedre spatial oppløsning enn vanlig røntgen, men ikke så god

  • Vanskelig å skille nære områder fra hverandre
  • Vanskelig å finne grå-hvit-skiller pga lik absorbans
  • Mulige bivirkninger

 

MRI – magnetic resonance imaging

-          Benytter seg av de magnetiske egenskapene hos organisk vev

-          H-atomer påvirkes av magnetisk felt, radiobølger absorberes av atomene, radiobølgene slås av og H-atomene slipper fri den tidligere absorberte energien som måles av detektorer

  • Svært høy spatial oppløsning, lett å skille vevstyper osv.
  • Ingen kjente bivirkninger
  • Høye kostnader
  • Må ligge stille over lengre tid – uegnet for barn?

 

EEG/ERP – electroencephalography /event related potentials

Når flere elektroner er aktive samtidig oppstår det elektriske potensialer som er store nok til å måles av elektroder som festes på hodeskallen

-          Måler hjernens kontinuerlige aktivitet

-          Ulike EEG-mønstre er koplet til ulike tilstander (etc. slow-wave sleep) – unormale mønstre kan derfor i en viss grad avdekke abnormaliteter i hjernen

-          EEG måler global hjerneaktivitet, forteller oss generelt ganske lite; derfor har man koplet EEG til spesielle oppgaver à ERP

-          Gjør en serie opptak og tar gjennomsnitt av disse for å vaske ut støy – finner hvordan hjerneaktivitet forandres når et stimulus presenteres eller en respons utføres

  • God temporal oppløsning, dårlig spatial

 

Inverse problem – man kan måle ladning utenfor skallen, men det er umulig å vite hvilke distribusjoner av ladninger det kan være som har forårsaket mønsteret man observerer på utsiden.

 

MEG – magnetoencephalography

-          Måler magnetfelt hos aktive nevroner (aktive nevroner skaper et lite magnetfelt som kan plukkes opp av magnetdetektorer på skallen), gjennomsnitt av flere stimuluspresentasjoner – event related fields

-          Nyttig ved nevrokirurgi, kan kartlegge for eksempel somatosensory cortex ved å stimulerer ulike deler av kroppen og se på MEG-recordings

  • Like god temporal oppløsning som EEG
  • Bedre spatial oppløsning da magnetfelt ikke forstyrres når de passerer skallen
  • Kan kun se på nevroner som ligger parallelt med skallen (som i sulci)

 

Metabolske signaler – indirekte målinger

Nervesystemet bruker ca 20% av alt oksygenet vi puster inn, selv om det opptar kun 2% av kroppsmassen

 

PET – positron emission tomography

-          Radioaktiv tracer i blodstrøm – ustabilt, fører til at det sendes ut gammastråler

-          Oksygen/glukosebruk måles

-          Forandring i regional cerebral blood flow (rCBF) måles – blodstrøm når hjernen er engasjert i en oppgave – når den ikke er engasjert

  • Mindre tilgjengelig, vanskeligere å operere
  • Siden radipaktivt stoff sprøytes inn kan ikke samme fp brukes mange ganger (12-16 ganger med det mest avanserte utstyret)
  • Ikke spesielt god spatial eller temporal oppløsning (radioaktivt stoff tar lengre tid)
  • Tar gjennomsnitt på tvers av individer/over tid hvis man for eksempel skal se på oppgaveprestasjon

 

fMRI – funvtional magnetic resonance imaging

Samme prinsipp som ved MRI, men i stedet for å utnytte seg av H-atomets magnetisme benytter man seg av hemoglobin.

  • BOLD (blood oxygenation level-dependent) effect – forskjellen mellom hemoglobin som er brukt/ikke brukt (brukt er mer sensitiv enn ikke brukt) à denne forskjellen er hva fMRI-detektorer måler
  • Blodstrømning beveger seg mye saktere enn nervesignaler, så det er vanskelig å bruke fMRI-studier til å trekke tidsbaserte konklusjoner
  • Har revolusjonert feltet
    • Enklere enn PET, lett tilgjengelig da de fleste MRI-scannere også har fMRI-funksjon
    • Ingen midler sprøytes inn, forsøkspersoner kan brukes flere ganger
    • Velig god spatial oppløsning
    • God spatial oppløsning sammenliknet med PET, kan måle i sammenheng med hendelser à event related fMRI (ved å ta gjennomsnitt)

 

Generelle svakheter med funksjonelle avbildningsteknikker:

-          fMRI og PET har dårlig temporal oppløsning sammenliknet med ERP osv.

-          Ser korrelasjon – ikke kausalitet (kan være aktivitet i et område ikke har noe med oppgaven å gjøre, kan være en bieffekt, del av et funksjonelt nettverk osv.)

-          Viktig å bruke ulike teknikker for å teste hypoteser

 

TMS – transcranial magnetic stimulation

-          Kan aktivere eller forstyrre hjerneaktivitet

-          Sender et sterkt elektrisk signal gjennom en coil (plasseres over en del av hodet) à et sterkt magnetfelt oppstår. Dette trenger gjennom skallen og skaper en fysiologisk strøm som får nevroner til å avfyres (uvisst hvordan, genererer aksjonspotensiale i soma eller stimulerer aksoner direkte?)

-          Hindre normal hjerneaktivitet.

  • Finne ut om grunnen til at V1 aktiveres når man skal prøve å identifisere noe ved berøring er (1) at man ser objektet for seg som en bivirkning eller om (2) det er nødvendig å se objektet for seg for å klare å identifisere det
  • Ved å forstyrre aktivitet i V1 på rett tidspunkt fant man ut at fp ikke klarte oppgavene lenger. Støttet hypotese 2.

 

Et område i sterk vekst, vi kan vente oss store forandringer innen feltet i årene som kommer.