İnsanda farklı problem çözme stratejileri ve serebral hemodinamik & elektrofizyolojik karşılıkları

Abstract

Problem çözme, zorlu konulara veya durumlara cevap aramak için gerçekleştirilen bilişsel bir süreci gerektirmektedir. Bu çalışmanın amacı farklı tip problem çözme stratejileri esnasında hem beyindeki elektrofizyolojik yanıtı Elektroensefalografi (EEG) tekniği ile hem de hemodinamik yanıtı Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopi (fYKS) tekniği ile kaydetmek, problem çözme stratejileri arasındaki farkı ve bu farkın yaşa bağlı değişimini araştırmaktır. Çalışmaya 20-30 yaş arası sağlıklı genç grup (n=40) ve 50-60 yaş arası sağlıklı orta yaşlı grup (n=31) dahil edildi. Katılımcılara eş zamanlı olarak 17 kanal EEG ve 48 kanal fYKS çekimi sırasında aritmetik sorular, genel bilgi soruları, iç görü soruları ve dört işlem soruları soruldu. EEG bulgularımızda, delta ve teta yanıtlarında hem soru tiplerinde hem de gruplar arasında anlamlı farklılık olduğu görüldü (p<0,05). Genç grupta, aritmetik sorular için Fronto-Temporal bölgenin, genel bilgi soruları için Parieto-Temporal bölgenin, iç görü soruları için Fronto-Oksipito-Temporo-Parietal bölgenin, dört işlem soruları için Temporo-Parietal bölgenin etkili olduğu; orta yaşlı grupta, aritmetik sorular için Oksipito-Temporal bölgenin, genel bilgi soruları için Oksipito-Temporal bölgenin, iç görü soruları için Oksipito-Temporo-Parietal bölgenin, dört işlem soruları için Santral-Temporal bölgenin etkili olduğu görüldü (p<0,05). Problem cevaplama sürecinde temel bir nöral ağın varlığıyla birlikte soru tipine spesifik olarak ayrı bölgelerin farklı aktivasyon dereceleri ile görev aldığı görüldü. Yaşlanma ile elektrofizyolojik gücün, aktifleşen bölge sayısının, oksihemoglobin oranının azaldığı bulundu. Bulgularımız, genç bireylerin problem çözmede akıcı zeka becerilerinden, yaşlı bireylerin ise kristalize zeka becerilerinden baskın olarak faydalandığına işaret etmektedir.

Problem-solving requires a cognitive process performed to seek answers to challenging issues or situations. The aim of this study is to record both the electrophysiological response in the brain with the Electroencephalography (EEG) technique and the hemodynamic response with the Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) technique during different types of problem-solving strategies and to investigate the difference between problem-solving strategies and the age-related change of this difference. The healthy young group aged 20-30 (n=40) and the healthy middle-aged group aged 50-60 years (n=31) were included in the study. Arithmetic questions, general knowledge questions, insight questions, and four operation questions were asked to the participants during the simultaneous 17-channel EEG and 48-channel fNIRS recording. In our EEG findings, it was observed that there was a significant difference in delta and theta responses both in question types and between groups (p<0,05). In the younger group, the Fronto-Temporal region for arithmetic questions, the Parieto-Temporal region for general knowledge questions, the Fronto-Occipito-Temporo-Parietal region for insight questions, Temporo-Parietal region for four operation questions; In the middle-aged group, the Occipito-Temporal region for arithmetic questions, the Occipito-Temporal region for general knowledge questions, the Occipito-Temporo-Parietal region for insight questions, and the Central-Temporal region for four operation questions were found to be effective (p<0,05). In the problem-answering process, it was observed that separate regions, specific to the question type, were involved with different activation degrees, together with the existence of a basic neural network. It was found that electrophysiological power, the number of activated regions, and the oxyhemoglobin ratio decreased with aging. In addition, our findings indicate that young individuals predominantly benefit from fluent intelligence skills in problem-solving, while older individuals predominantly benefit from crystallized intelligence skills.