Nöroteknoloji terimleri sözlüğü: Türkçe–İngilizce

Nöroteknoloji terimleri sözlüğü; EEG, olaya ilişkin potansiyel, beyin bilgisayar arayüzü, fNIRS, biyosinyaller, beyin uyarımı, sinyal işleme ve senkronizasyon alanlarındaki temel kavramların Türkçe ve İngilizce adlarını, kısaltmalarını ve kısa tanımlarını bir araya getiren bir başvuru listesidir. Bir makaleyi okurken, tez yazarken, bir laboratuvar föyü ya da teknik şartname hazırlarken bir terimin Türkçe karşılığını ya da bir İngilizce kısaltmanın ne anlama geldiğini hızla bulmanız için hazırlanmıştır.

Terimler sekiz grupta, her biri “Türkçe terim (İngilizce terim, kısaltma)” biçiminde verilmiştir. Kısaltmalar literatürde yerleştikleri İngilizce biçimleriyle yazılır: EEG, ERP, fNIRS, TMS. Türkçe karşılıklar bilgi bankasındaki rehberlerde kullanılanlarla aynıdır; literatürde iki Türkçe karşılık yaygınsa ikisi de belirtilir. Tanımlar araştırma yöntemi açısından yazılmıştır; sayılar ilgili kılavuzlarda ya da ders kitaplarında verildiği biçimiyle ve tipik değer olarak aktarılır. Sözlük tanı ya da tedavi bilgisi vermez; klinik kullanımlar yalnızca bağlam olarak anılır ve bir kişiye ilişkin her karar hekim değerlendirmesi gerektirir. Bir konunun ayrıntısı için bilgi bankasındaki EEG, fNIRS, TMS, tDCS ya da 10-20 sistemi rehberlerine başvurabilirsiniz.

01EEG ve olaya ilişkin potansiyel (ERP) terimleri

EEG’nin ölçtüğü sinyal, beyin ritimleri, olaya ilişkin yanıtlar ve elektrotlarla ilgili temel kavramlar:

Elektroensefalografi (electroencephalography, EEG)

Saçlı deriye yerleştirilen elektrotlar arasındaki gerilim farklarını kaydederek beynin elektriksel etkinliğini milisaniye düzeyinde izleyen, invaziv olmayan ölçüm yöntemi. Sinyalin önemli bölümü, korteksteki piramidal nöron topluluklarının eş zamanlı postsinaptik etkinliğinden kaynaklanır.

Frekans bantları (frequency bands; delta, teta, alfa, beta, gama)

EEG’deki ritmik etkinliğin frekansa göre adlandırılması. IFCN sözlüğü delta için 4 Hz’in altını, teta için 4–<8 Hz’i, alfa için 8–13 Hz’i, beta için 14–30 Hz’i ve gama için 30 Hz’in üstünü verir; çalışmalar kullandıkları sınırları raporlar.

Alfa ritmi (alpha rhythm)

Uyanıklıkta başın arka bölgelerinde görülen 8–13 Hz’lik ritim. Gözler kapalıyken ve zihin görece boştayken en belirgindir; göz açma, dikkat ve zihinsel çabayla bastırılır.

Mu ritmi (mu rhythm)

Merkez bölgelerde görülen 7–11 Hz’lik ritim. Karşı taraftaki el hareketiyle, hareketin düşünülmesiyle ya da harekete hazırlanmayla azalır; motor imgeleme çalışmaları bu azalmayı ölçer.

Olaya ilişkin potansiyel (event-related potential, ERP)

Bir uyarana, yanıta ya da bilişsel bir olaya zaman kilitli EEG kesitlerinin ortalanmasıyla elde edilen potansiyel değişimi. Ortalama, olaya bağlı olmayan arka plan etkinliğini zayıflatır; bileşenler gecikme (latency) ve genlikleriyle tanımlanır.

Uyarılmış potansiyel (evoked potential, EP)

Görsel, işitsel ya da somatosensoriyel bir uyaranın duyusal yollarda ve kortekste oluşturduğu, uyarana zaman kilitli yanıt; VEP, AEP ve SEP kısaltmalarıyla anılır. ERP daha geniş bir terimdir ve dikkat ya da karar gibi bilişsel süreçlere bağlı bileşenleri de kapsar.

P300 (P3)

Seyrek ve görev için önemli bir uyaran fark edildiğinde parietal ve merkezi bölgelerde en belirgin görülen pozitif ERP bileşeni; adını yaklaşık 300 ms’lik gecikmesinden alır. Çoğunlukla sık standart uyaranlar arasında seyrek hedeflerin sunulduğu oddball paradigmasıyla ölçülür.

10-20 sistemi (10–20 system)

Elektrot konumlarının nasion, inion ve iki kulak önü noktası arasındaki mesafelerin yüzde 10’u ve yüzde 20’si aralıklarla tanımlandığı uluslararası yerleşim sistemi. Harf bölgeyi (Fp, F, C, T, P, O), tek sayı sol, çift sayı sağ yarıküreyi, “z” orta hattı gösterir; ACNS’nin standart adlandırmasında klasik T3, T4, T5 ve T6 konumları sırasıyla T7, T8, P7 ve P8 adını alır.

Referans elektrot (reference electrode)

Her EEG kanalı, bir elektrot ile referans noktası arasındaki potansiyel farkıdır; referans, bu farkın ortak karşılaştırma noktasıdır. Mastoid ya da kulak memesi, Cz ve analizde hesaplanan ortalama referans yaygın seçeneklerdir; seçim, potansiyel dağılımını değiştirdiği için raporlanır.

Toprak elektrodu (ground electrode)

Katılımcıyı amplifikatörün ortak potansiyeline bağlayarak ortak mod gürültüsünün bastırılmasına yardım eden elektrot. Referansla aynı şey değildir; kanal değerleri ona göre hesaplanmaz.

Empedans (impedance)

Elektrot ile deri arasındaki temasın alternatif akıma karşı gösterdiği direnç; kiloohm (kΩ) cinsinden ölçülür. Yüksek ya da elektrotlar arasında dengesiz empedans gürültüyü artırır; hedef değer, elektrot ve amplifikatör türüne göre üreticinin kılavuzunda verilir.

Aktif elektrot (active electrode)

Sinyali, elektrodun içindeki ön yükselteçle kaynağa en yakın noktada güçlendiren elektrot; kablo hareketinin ve çevresel parazitin etkisini azaltır. İçinde yükselteç bulunmayan elektrotlara pasif elektrot denir.

Kuru ve ıslak (jelli) elektrot (dry electrode, wet or gel electrode)

Islak elektrotta iletken jel, elektrotla deri arasında düşük ve kararlı bir temas sağlar. Kuru elektrot jelsiz, pimli ya da iletken polimer yüzeylidir; hazırlığı hızlıdır, temas empedansı daha yüksek olduğu için genellikle aktif tasarlanır.

Artefakt (artefact)

Kayda karışan, beyin dışı kaynaklı sinyal: göz kırpma ve göz hareketleri, kas etkinliği, kalp atımı, terleme, elektrot ya da kablo hareketi ve şebeke gürültüsü. Fizyolojik ve teknik artefaktlar olarak ikiye ayrılır; temizlenmesi analizde ayrı bir adımdır.

02Beyin bilgisayar arayüzü (BCI) terimleri

BCI paradigmaları, döngünün parçaları ve bir sistemin başarısını anlatan ölçütler:

Beyin bilgisayar arayüzü (brain–computer interface, BCI)

Beyin etkinliğinden ölçülen sinyalleri gerçek zamanlı çözümleyip kas hareketine gerek duymadan bir bilgisayara ya da cihaza komut olarak ileten sistem. Düşünce okumaz; belirli bir görevle ya da uyaranla oluşan ölçülebilir yanıtları tanır. Literatürde beyin–makine arayüzü (brain–machine interface, BMI) adı da kullanılır.

Kararlı durum görsel uyarılmış potansiyel (steady-state visually evoked potential, SSVEP)

Sabit frekansta titreşen bir görsel uyarana bakıldığında oksipital bölgede o frekansta ve harmoniklerinde ortaya çıkan EEG yanıtı. Türkçe kaynaklarda “durağan durum” karşılığı da geçer; BCI’da, farklı frekanslarda titreşen hedeflerden hangisine bakıldığını belirlemek için kullanılır.

Olaya ilişkin desenkronizasyon ve senkronizasyon (event-related desynchronisation and synchronisation, ERD/ERS)

Bir olayla birlikte belirli bir frekans bandındaki gücün, olay öncesi referans döneme göre azalması (ERD) ya da artması (ERS); referans döneme göre yüzde değişim olarak verilir. Hareket ya da hareket hayalinde mu ve beta bantlarında ERD, hareket bittikten sonra beta bandında ERS tipik örneklerdir.

Motor imgeleme (motor imagery, MI)

Bir hareketi yapmadan zihinde canlandırma. Karşı yarıküredeki sensörimotor korteks üzerinde mu ve beta ERD’sine yol açar; dış uyaran gerektirmeyen, kendi hızında BCI kontrolü için kullanılır ve çoğu kullanıcıda eğitim gerektirir.

P300 heceleyici (P300 speller)

Harflerin bir matriste gösterildiği, satır ve sütunların rastgele sırayla yanıp söndüğü BCI düzeni. Hedef harfi içeren satır ya da sütun yandığında oluşan P300, birçok tekrarda biriktirilerek seçilen harf belirlenir (Farwell ve Donchin, 1988).

Senkron ve asenkron BCI (synchronous, asynchronous or self-paced BCI)

Senkron BCI’da kullanıcı yalnızca sistemin belirlediği zaman pencerelerinde komut verir. Asenkron, yani kendi hızında çalışan BCI ise kullanıcının ne zaman komut vermek istediğini de kendisi anlamak zorundadır; dinlenme sırasında yanlış komutları önlemek daha zordur.

Bilgi aktarım hızı (information transfer rate, ITR)

Doğruluk, sınıf sayısı ve seçim süresinden hesaplanan, dakikada bit cinsinden iletişim hızı. BCI’ları karşılaştırırken doğruluk, şans düzeyi ve gecikmeyle birlikte raporlanır.

Kapalı döngü (closed loop)

Ölçülen sinyalden çıkarılan kararın gerçek zamanlı olarak katılımcıya ya da bir cihaza geri döndüğü düzen. Katılımcı geri bildirimi görür ve stratejisini ayarlar; çevrim dışı doğruluk, kapalı döngüdeki kontrol başarısının yerine geçmez.

Nörofeedback (neurofeedback)

Katılımcının belirli bir beyin sinyali özelliğini, örneğin bir EEG bandındaki gücü, gerçek zamanlı geri bildirimle düzenlemeyi öğrendiği kapalı döngü yöntemi. Araştırmada öğrenme ve öz düzenleme süreçlerini incelemek için kullanılır.

Hibrit ve pasif BCI (hybrid BCI, passive BCI)

Hibrit BCI, EEG’yi göz takibi, EMG ya da fNIRS gibi başka bir sinyalle ya da iki paradigmayı birleştirir. Pasif BCI komut almak yerine iş yükü ya da dikkat gibi durumları izler.

03fNIRS ve optik beyin görüntüleme terimleri

Yakın kızılötesi ışıkla yapılan ölçümün donanımı, fiziği ve sinyaliyle ilgili kavramlar:

Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (functional near-infrared spectroscopy, fNIRS)

Saçlı deriden gönderilen yakın kızılötesi ışığın dokudan geçip dedektörlere ulaşan bölümünü ölçerek korteksteki oksijenli ve oksijensiz hemoglobin yoğunluğu değişimlerini izleyen, invaziv olmayan optik beyin görüntüleme yöntemi. Türkçe ihale ve şartnamelerde “optik beyin görüntüleme sistemi” olarak da geçer.

Optot ya da optod (optode)

Başa yerleştirilen ışık kaynağı ya da dedektörün ortak adı. Bir başlıktaki optotların düzenine optot geometrisi denir; yayın önerileri bu geometrinin açıkça raporlanmasını ister.

Kaynak, dedektör ve kanal (source, detector, channel)

Kaynak, belirli dalga boylarında ışık yayan LED ya da lazer diyottur; dedektör, örneğin bir fotodiyot, dokudan dönen ışığın şiddetini ölçer. Bir kaynak ile bir dedektör arasındaki ölçüm çiftine kanal denir; ışık ikisi arasında muz biçimli bir yol izler ve kanalın ölçtüğü bölge yaklaşık orta noktanın altındadır.

Kaynak–dedektör mesafesi (source–detector separation)

Kaynak ile dedektör arasındaki uzaklık. Mesafe arttıkça ölçüm daha derine duyarlı olur ama dedektöre ulaşan ışık azalır; yetişkinlerde standart kanallar için tipik değer 3 cm civarındadır, bebeklerde daha kısa mesafeler kullanılır.

Kısa mesafe kanalı (short-separation channel)

Kaynağa çok yakın bir dedektörle oluşturulan ve neredeyse yalnız saçlı deri ile kafatasındaki değişimleri ölçen kanal. Yücel ve ark. (2021) 15 mm’den kısa kanalları bu sınıfta sayar ve yetişkinler için yaklaşık 8 mm önerir; sinyali, uzun kanallardan yüzeysel bileşeni çıkarmak için kullanılır.

Oksijenli ve oksijensiz hemoglobin (oxygenated and deoxygenated haemoglobin, HbO/HbR)

fNIRS’in yoğunluk değişimlerini ölçtüğü iki kromofor; literatürde HbO2 ve HHb ya da oksihemoglobin ve deoksihemoglobin adları da geçer. İkisinin soğurma eğrileri yaklaşık 800 nm’de kesişir (izosbestik nokta); bu yüzden sistemler bu noktanın altında ve üstünde en az iki dalga boyu kullanır.

Hemodinamik yanıt (haemodynamic response)

Nöral etkinliğe eşlik eden kan akışı ve oksijenlenme değişimi; nöral etkinlik ile yerel kan akışı arasındaki bu bağa nörovasküler eşleşme (neurovascular coupling) denir. Kısa bir uyarandan sonra yanıt tipik olarak 1–2 s içinde başlar, yaklaşık 5–6 s’de tepe yapar ve 15–20 s içinde başlangıca döner; beklenen örüntü, HbO artışına daha küçük bir HbR azalmasının eşlik etmesidir.

Değiştirilmiş Beer–Lambert yasası (modified Beer–Lambert law, MBLL)

Her dalga boyunda ölçülen optik yoğunluk değişimini HbO ve HbR yoğunluk değişimlerine bağlayan ilişki; soğurma katsayılarını, kaynak–dedektör mesafesini ve diferansiyel yol uzunluğu faktörünü içerir. Sürekli dalga sistemlerinde sonuç mutlak değil, göreli değişimdir.

Diferansiyel yol uzunluğu faktörü (differential pathlength factor, DPF)

Işığın saçılma nedeniyle dokuda katettiği ortalama yolun kaynak–dedektör mesafesine oranı. Yaşa ve dalga boyuna göre literatürden alınır; kullanılan değer raporlanır.

Sürekli dalga, frekans alanı ve zaman alanı fNIRS (continuous-wave, frequency-domain, time-domain; CW, FD, TD)

Sürekli dalga sistemleri yalnız ışık şiddetini ölçer ve göreli değişim verir; ticari sistemlerin çoğu bu türdendir. Frekans ve zaman alanı sistemleri ışığın faz kaymasını ya da uçuş süresini de ölçerek dokunun optik özelliklerini tahmin edebilir.

Yüksek yoğunluklu difüz optik tomografi (high-density diffuse optical tomography, HD-DOT)

Sık bir ızgarada yerleştirilen çok sayıda kaynak ve dedektörden alınan, örtüşen ve farklı mesafelerdeki ölçümleri bir ışık yayılım modeliyle birleştirerek hemoglobin değişimlerinin üç boyutlu haritasını çıkaran yöntem.

04Biyosinyal terimleri: EMG, ECG, EDA, PPG, solunum ve göz

Biyosinyal, canlı bir organizmadan ölçülen ve zaman içinde değişen fizyolojik sinyaldir; elektriksel (EMG, ECG, EDA), optik (PPG) ya da mekanik (solunum, hareket) kökenli olabilir. Bu gruptaki terimler kas, kalp, deri, solunum ve göz ölçümleriyle ilgilidir:

Yüzey elektromiyografisi (surface electromyography, sEMG)

Kas liflerinin elektriksel etkinliğinin deri üzerindeki elektrotlarla kaydı; kasın içine yerleştirilen elektrotlarla yapılan iğne EMG’den ayrılır. Araştırmada elektrot yerleşimi ve deri hazırlığı için SENIAM önerileri sık kullanılır.

Motor ünite aksiyon potansiyeli (motor unit action potential, MUAP)

Bir motor nöron ve uyardığı kas liflerinin tümü motor üniteyi oluşturur; motor nöron ateşlendiğinde lifler boyunca yayılan elektriksel dalga MUAP’tır. Yüzey EMG tek bir üniteyi değil, elektrot altındaki çok sayıda MUAP’ın toplamını ölçer.

Maksimal istemli kasılma (maximum voluntary contraction, MVC)

Katılımcının bir kasta standart koşullarda üretebildiği en büyük istemli kasılma. EMG genlikleri kişiler ve oturumlar arasında karşılaştırılabilsin diye çoğunlukla MVC’nin yüzdesi (%MVC) olarak normalleştirilir; genlik ise çoğunlukla doğrusal zarf ya da RMS ile özetlenir.

Elektrokardiyografi (electrocardiography, ECG)

Kalbin elektriksel etkinliğinin deri üzerindeki elektrotlarla kaydı; Türkçede yaygın kısaltması EKG’dir. Araştırmada çoğunlukla R tepeleri bulunur, kalp hızı ve ardışık atımlar arasındaki RR aralıkları çıkarılır.

Kalp hızı değişkenliği (heart rate variability, HRV)

Ardışık kalp atımları arasındaki sürenin zaman içindeki değişimi. Zaman alanında SDNN ve RMSSD gibi ölçülerle, frekans alanında düşük frekans (LF, 0,04–0,15 Hz) ve yüksek frekans (HF, 0,15–0,4 Hz) bantlarındaki güçle özetlenir.

Elektrodermal aktivite (electrodermal activity, EDA)

Ter bezlerinin sempatik sinir sistemince denetlenen etkinliğine bağlı olarak derinin elektriksel özelliklerindeki değişim; çoğunlukla deri iletkenliği olarak, mikrosiemens (µS) cinsinden ölçülür. Eski ve yaygın adı galvanik deri tepkisidir (galvanic skin response, GSR).

Deri iletkenlik düzeyi ve yanıtı (skin conductance level and response, SCL/SCR)

SCL, EDA’nın dakikalar içinde yavaşça değişen tonik taban düzeyidir. SCR ise bir uyarandan tipik olarak 1–3 s sonra başlayan, birkaç saniyede tepe yapıp daha yavaş sönen fazik yükselmedir; görünür bir uyaran olmadan oluşanlara kendiliğinden ya da non-spesifik SCR (NS-SCR) denir.

Fotopletismografi (photoplethysmography, PPG)

Dokuya gönderilen ışığın soğurulmasındaki değişimden mikrodolaşımdaki kan hacmi değişimini ölçen optik yöntem; nabız dalgası ve nabız hızı bu sinyalden çıkarılır. Bazı sensörlerin adında kan hacmi nabzı (blood volume pulse, BVP) olarak geçer.

Solunum kaydı (respiration; RIP, PZT)

Göğüs ya da karın çevresine takılan bir bantla nefes alıp vermeye bağlı hacim değişimini ölçen yöntemler: endüktif pletismografi (respiratory inductance plethysmography, RIP) ve piezoelektrik (PZT) sensörler. Solunum hem kendi başına incelenir hem de EDA, HRV ve fNIRS verisindeki solunum etkisini izlemek için kaydedilir.

Elektrookülografi (electrooculography, EOG)

Kornea ile retina arasındaki potansiyel farkından yararlanarak göz hareketlerini ve göz kırpmalarını göz çevresindeki elektrotlarla ölçen yöntem. EEG kayıtlarında göz artefaktlarını izlemek ve temizlemek için de kaydedilir.

Göz takibi (eye tracking)

Bakışın nereye ve ne zaman yöneldiğini ölçen yöntem; video tabanlı sistemler çoğunlukla kızılötesi aydınlatmayla göz bebeğini ve kornea yansımasını izler. Ekran tabanlı ve giyilebilir (gözlük) sistemler vardır; Türkçede göz izleme adı da kullanılır.

Fiksasyon (fixation)

Bakışın bir noktada kısa süre görece sabit kaldığı dönem; görsel bilgi büyük ölçüde fiksasyonlar sırasında alınır. Bir fiksasyon tipik olarak 200–300 ms sürer.

Sakkad (saccade)

Bakışı bir noktadan diğerine taşıyan hızlı göz hareketi; genellikle birkaç on milisaniye sürer ve bu sırada görsel algı büyük ölçüde baskılanır. Sakkadların hızını ve süresini incelemek yüksek örnekleme hızı gerektirir.

İlgi alanı (area of interest, AOI)

Uyaran üzerinde analiz için tanımlanan bölge, örneğin bir logo ya da bir ürün. İlk fiksasyona kadar geçen süre, bakış süresi (dwell time) ve fiksasyon sayısı gibi ölçüler AOI başına hesaplanır.

05Beyin uyarımı terimleri: TMS, tDCS ve FES

Manyetik ve elektriksel uyarım yöntemleri, protokolleri ve kontrol koşullarıyla ilgili kavramlar. Bu terimler araştırma protokollerini anlatır; klinik uygulamalar hekim değerlendirmesine bağlıdır.

Transkraniyal manyetik stimülasyon (transcranial magnetic stimulation, TMS)

Başın üzerine tutulan bir bobinden geçen kısa akım darbesinin oluşturduğu değişken manyetik alanla beyin dokusunda elektrik alanı indükleyen, invaziv olmayan uyarım yöntemi. Yeterli şiddette nöronları doğrudan ateşleyebilir; sekiz biçimli (kelebek) bobinler odaklı, dairesel bobinler daha geniş bir alan oluşturur.

Motor uyarılmış potansiyel (motor evoked potential, MEP)

Motor korteksin uyarılmasıyla karşı taraftaki hedef kasta oluşan ve yüzey EMG ile kaydedilen yanıt. Tepeden tepeye genliği kortikospinal uyarılabilirliğin, gecikmesi iletimin bir ölçüsüdür; genlik denemeden denemeye belirgin biçimde değiştiği için çok sayıda deneme ortalanır.

Motor eşik (motor threshold; RMT, AMT)

Dinlenim motor eşiği (RMT), geleneksel tanımla kas gevşekken ardışık 10 uyarımın en az 5’inde yaklaşık 50 µV’un üzerinde MEP oluşturan en düşük stimülatör çıkışıdır. Aktif motor eşik (AMT) hafif bir kasılma sırasında belirlenir ve daha düşüktür; diğer protokollerin şiddeti bu eşiğin yüzdesiyle verilir.

Tekrarlayıcı TMS (repetitive TMS, rTMS)

Darbelerin belirli bir frekansta diziler hâlinde verildiği protokol. Grup ortalamalarında düşük frekanslı (yaklaşık 1 Hz) rTMS kortikal uyarılabilirliği azaltma, yüksek frekanslı (5 Hz ve üzeri) rTMS artırma eğilimindedir; etkiler kişiden kişiye belirgin biçimde değişir.

Theta-burst stimülasyonu (theta-burst stimulation, TBS; cTBS, iTBS)

50 Hz’lik üç darbelik kümelerin saniyede beş kez tekrarlandığı rTMS biçimi. Motor kortekste sürekli TBS (cTBS) uyarılabilirliği azaltma, kesintili TBS (iTBS) artırma eğilimindedir (Huang ve ark., 2005).

Nöronavigasyon (neuronavigation)

Bobinin konumunu ve yönelimini katılımcının MRI görüntüsü ya da şablon bir beyin üzerinde gerçek zamanlı izleyen hedefleme sistemi. Oturumlar arasında aynı hedefe dönmeyi ve gerçek uyarım konumlarının raporlanmasını sağlar.

TMS–EEG ve TMS ile uyarılmış potansiyel (TMS–EEG, TMS-evoked potential, TEP)

TMS darbelerine verilen kortikal yanıtın EEG ile eş zamanlı kaydı; darbeye zaman kilitli yanıta TEP denir. TMS uyumlu amplifikatör ve elektrotlar gerektirir; darbe, kas, işitsel ve somatosensoriyel bileşenler kortikal yanıttan ayrıca ayırt edilir.

Transkraniyal doğru akım uyarımı (transcranial direct current stimulation, tDCS)

Saçlı deriye yerleştirilen elektrotlar arasından zayıf ve sabit bir doğru akım geçirerek kortikal uyarılabilirliği geçici olarak değiştiren yöntem. Nöronları doğrudan ateşlemez, zar potansiyelini kaydırarak ateşleme olasılığını değiştirir; akım şiddeti (mA), elektrot boyutu, akım yoğunluğu (mA/cm²), süre ve montaj raporlanır.

Anodal ve katodal uyarım (anodal, cathodal stimulation)

Akımın girdiği elektrot anot, çıktığı elektrot katottur. Motor korteks üzerindeki temel çalışmalarda anodal uyarım uyarılabilirliği artırma, katodal uyarım azaltma eğilimindedir; etki şiddete, süreye ve kişiye göre değişebilir.

Transkraniyal alternatif akım uyarımı (transcranial alternating current stimulation, tACS)

Belirli bir frekansta salınan akımla beyin ritimleriyle etkileşmeyi amaçlayan uyarım. tDCS ve rastgele gürültü uyarımı (tRNS) ile birlikte transkraniyal elektrik uyarımı (tES) ailesine girer.

Sham (yalancı uyarım; sham stimulation)

Gerçek uyarımın hissini taklit eden kontrol koşulu. tDCS’te akım rampayla yükseltilip hedef şiddette yalnızca kısa bir süre tutulduktan sonra indirilir, TMS’te sham bobini kullanılır; amaç etkiyi beklenti ve plasebodan ayırmaktır ve körlemenin başarısı oturum sonunda sorgulanır.

Fonksiyonel elektriksel stimülasyon (functional electrical stimulation, FES)

Periferik sinirleri ya da kasları elektrik akımıyla uyararak işlevsel bir kas kasılması oluşturan yöntem. BCI araştırmalarında, motor imgelemenin algılanmasıyla tetiklenen kapalı döngü düzenlerde kullanılır.

06Sinyal işleme ve analiz terimleri

Ham kayıttan sonuca giden işlem hattının adımları ve sınıflandırma yöntemleri:

Yüksek, alçak ve bant geçiren filtre (high-pass, low-pass, band-pass filter)

Belirli bir frekansın altını, üstünü ya da bir aralığın dışını zayıflatan işlemler. Kesim frekansı, filtre türü ve derecesi raporlanır, çünkü filtre zaman alanındaki yanıtların biçimini de değiştirebilir.

Çentik filtre (notch filter)

Dar bir frekans aralığını, çoğunlukla şebeke gürültüsünü bastıran filtre; Türkiye’de şebeke frekansı 50 Hz’tir. Kullanıldıysa raporlanır; şebeke bileşenini kestirip çıkaran yöntemler de bir seçenektir.

Yeniden referanslama ve ortalama referans (re-referencing, average reference)

Kayıt referansının analizde başka bir referansa çevrilmesi. Ortalama referansta her kanaldan, o andaki tüm kanalların ortalaması çıkarılır.

Bağımsız bileşen analizi (independent component analysis, ICA)

Çok kanallı sinyali istatistiksel olarak bağımsız bileşenlere ayıran yöntem. Göz kırpma, göz hareketi ve kalp gibi artefaktları ayırıp çıkarmak için yaygındır; hangi bileşenlerin neden çıkarıldığı raporlanır.

Epok ve epoklama (epoch, epoching)

Sürekli sinyalin olay işaretlerine göre, olay öncesi ve sonrası belirli bir pencereyle kesitlere bölünmesi; her kesite epok denir. ERP ve zaman–frekans analizlerinin temel adımıdır.

Bazal dönem düzeltmesi (baseline correction)

Her epoktan olay öncesi bir referans penceresinin ortalamasının çıkarılması; ERP genlikleri bu döneme göre ölçülür. Pencerenin uzunluğu raporlanır.

Güç spektral yoğunluğu (power spectral density, PSD)

Sinyal gücünün frekanslara dağılımı. EEG’de çoğunlukla Welch yöntemiyle, örtüşen pencerelerin Fourier dönüşümlerinin ortalaması alınarak tahmin edilir; dinlenim kayıtlarında bant gücü hesabının temelidir.

Zaman–frekans analizi (time–frequency analysis)

Gücün frekansa ve zamana göre birlikte nasıl değiştiğini gösteren analiz; Morlet dalgacıkları ya da kısa zamanlı Fourier dönüşümü sık kullanılır. ERD/ERS haritaları bu analizle elde edilir.

Ortak uzamsal örüntüler (common spatial patterns, CSP)

Bir sınıfta varyansı en büyük, diğerinde en küçük yapan uzamsal filtreleri bulan yöntem. Motor imgeleme BCI’larında, örneğin sol ve sağ el hayalini ayırmak için yaygın bir özellik çıkarma adımıdır.

Doğrusal ayırtaç analizi (linear discriminant analysis, LDA)

Sınıfları doğrusal bir karar sınırıyla ayıran sınıflandırıcı; Türkçede doğrusal diskriminant analizi adıyla da geçer. Basit ve hesaplama yükü düşük olduğu için gerçek zamanlı BCI’larda sık kullanılır.

Çapraz doğrulama (cross-validation)

Verinin eğitim ve test bölümlerine tekrar tekrar ayrılarak bir modelin görmediği veride ne kadar başarılı olduğunun tahmin edilmesi. Ön işleme ve özellik seçimi yalnız eğitim verisinde kurulur; aksi hâlde test verisinden bilgi sızar.

Kaynak konumlandırma (source localisation)

Saçlı derideki ölçümlerden kortikal kaynakların yerini tahmin etme. Bir baş modeli, elektrot koordinatları ve ters problem çözümü gerektirir ve belirsizlik taşır; bir topografik haritadaki en yüksek nokta kaynağın yeri değildir.

07Donanım, senkronizasyon ve veri biçimi terimleri

Amplifikatör özellikleri, olay zamanlaması ve verinin saklanmasıyla ilgili, teknik şartnamelerde de geçen terimler:

Örnekleme hızı (sampling rate)

Saniyede alınan örnek sayısı (Hz). Örtüşmeyi (aliasing) önlemek için Nyquist ilkesine göre sinyaldeki en yüksek frekansın iki katından yüksek olmalıdır; pratikte filtre ve analiz gereksinimleri nedeniyle çok daha yüksek seçilir.

Analog-dijital çözünürlük (analogue-to-digital resolution, ADC resolution)

Analog sinyalin kaç bitle sayısallaştırıldığı; araştırma amplifikatörleri genellikle 24 bit kullanır. Gerçekte ayırt edilebilen en küçük değişimi bit sayısıyla birlikte giriş aralığı ve gürültü belirler.

Giriş gürültüsü (input noise)

Amplifikatörün, girişleri kısa devre edildiğinde ölçülen kendi gürültüsü. µV cinsinden, RMS ya da tepeden tepeye olduğu ve hangi bant genişliğinde ölçüldüğü belirtilerek verilir.

Ortak mod reddi oranı (common-mode rejection ratio, CMRR)

Diferansiyel amplifikatörün iki girişte ortak olan gürültüyü, örneğin şebeke parazitini, ne kadar bastırdığını gösteren oran. Desibel (dB) cinsinden ve hangi frekansta ölçüldüğü belirtilerek verilir.

DC kuplaj ve giriş aralığı (DC coupling, input range)

DC kuplajlı girişler sıfır hertze kadar olan yavaş bileşenleri de kaydeder; AC kuplajlı girişler bunları donanımda süzer. Giriş aralığı, amplifikatörün doymadan ölçebildiği en büyük gerilimdir; tDCS ya da TMS ile birlikte kayıtta büyük artefaktları doymadan taşımak için önemlidir.

Tetik ve olay işareti (trigger, event marker)

Tetik, uyaran ya da yanıt anını kayda işleyen sinyaldir; çoğunlukla TTL darbesi olarak uyaran bilgisayarından ya da bir tetik kutusundan amplifikatörün dijital girişine gönderilir. Kayıtta bir olayı koduyla tanımlayan zaman damgasına olay işareti denir; tetik girişinin bit sayısı, kaç farklı olay kodunun ayırt edilebileceğini belirler.

Gecikme ve zamanlama sapması (latency, jitter)

Tetik ile gerçek uyaran anı arasındaki sabit fark gecikme, denemeden denemeye değişen fark zamanlama sapmasıdır (jitter). Uyaran ekranına yerleştirilen bir fotodiyotla ölçülür; sabit gecikme analizde düzeltilebilir, sapma ise ortalanan ERP’yi yayar ve küçültür.

Lab Streaming Layer (LSL)

Farklı cihazlardan gelen veri akışlarını ve olay işaretlerini ağ üzerinden ortak bir saatle eşleyen açık kaynaklı yazılım katmanı. EEG, göz takibi ve biyosinyallerin aynı oturumda birleştirilmesinde yaygındır; ulaşılan zamanlama doğruluğu kurulumda ölçülerek doğrulanır.

EDF ve BDF (European Data Format, BioSemi Data Format)

Biyosinyaller için yaygın açık dosya biçimleri. EDF 16 bitlik bir biçimdir, BDF onun 24 bitlik uyarlamasıdır; EDF+ olay işaretlerini de saklayabilir.

BIDS (Brain Imaging Data Structure)

Nörogörüntüleme ve elektrofizyoloji verilerinin klasör yapısını, dosya adlarını ve meta verilerini standartlaştıran topluluk düzeni. EEG için EEG-BIDS uzantısı vardır (Pernet ve ark., 2019); veriyi paylaşmayı ve analizleri tekrar etmeyi kolaylaştırır.

08Araştırma tasarımı ve pratiği terimleri

Deney tasarımı, etik süreç ve raporlamayla ilgili, her yöntemde ortak kavramlar:

Paradigma (paradigm)

Katılımcının ne yapacağını, hangi uyaranların hangi sırayla sunulacağını ve hangi sinyal özelliğinin ölçüleceğini tanımlayan deney düzeni; oddball, SSVEP ve motor imgeleme birer paradigmadır.

Deneme ve koşul (trial, condition)

Deneme, bir uyaranın ya da görevin bir kez sunulduğu birimdir; koşul, karşılaştırılan deney durumlarından her biridir. ERP ve fNIRS analizleri her koşulun birçok denemesinin ortalamasına dayanır.

Blok tasarımı ve olay ilişkili tasarım (block design, event-related design)

Blok tasarımında aynı koşulun denemeleri on saniyeler süren bloklarda toplanır; olay ilişkili tasarımda denemeler tek tek ve karışık sırayla sunulur. fNIRS’te hemodinamik yanıt yavaş olduğu için olay ilişkili tasarımlarda denemeler arası aralıklar uzun ve değişken tutulur.

Kontrol koşulu ve körleme (control condition, blinding)

Kontrol koşulu, incelenen değişken dışında deney koşuluna olabildiğince benzeyen koşuldur. Körlemede katılımcı, çift kör çalışmalarda değerlendirici de hangi koşulda olunduğunu bilmez.

Etik kurul onayı ve bilgilendirilmiş onam (ethics committee approval, informed consent)

İnsan katılımcılarla yapılan araştırmanın protokolünün bağımsız bir etik kurulca onaylanması ve katılımcının amacı, yöntemi ve olası riskleri anlayarak gönüllü katılımını yazılı olarak bildirmesi.

Güvenlik taraması (safety screening)

Uyarım çalışmalarından önce katılımcıların standart bir anketle taranması. TMS’te epilepsi öyküsü, nöbet eşiğini düşürebilecek ilaçlar ve kafa içi metal ya da elektronik implantlar sorgulanır; karar etik kurul onaylı protokole ve gerektiğinde hekim değerlendirmesine dayanır.

Çok modlu kayıt (multimodal recording)

EEG, fNIRS, göz takibi ve biyosinyaller gibi birden fazla ölçümün aynı oturumda ortak bir zaman tabanıyla kaydedilmesi. Her yöntemin farklı bir zaman ölçeğini ve fizyolojik süreci gördüğü dikkate alınarak yorumlanır.

Hyperscanning

İki ya da daha fazla kişinin bir etkileşim sırasında EEG, fNIRS ya da başka bir yöntemle eş zamanlı kaydedilmesi. Kişiler arası beyin etkinliği eşleşmesini incelemek için kullanılır ve kayıtların ortak bir saatle eşlenmesini gerektirir; Türkçe yayınlarda çoğunlukla İngilizce adıyla geçer.

Çoklu karşılaştırma düzeltmesi (multiple comparisons correction)

Çok sayıda kanal, zaman noktası ya da frekansta yapılan testlerde yanlış pozitif oranını denetleyen yöntemler: Bonferroni düzeltmesi, yanlış keşif oranı (false discovery rate, FDR) ve küme tabanlı permütasyon testleri.

Tekrar üretilebilirlik (reproducibility)

Aynı veri ve yöntemlerle aynı sonuca ulaşılabilmesi. Filtrelerin, referansın, dışlanan verinin, yazılım sürümlerinin ve parametrelerin eksiksiz raporlanması ve verinin BIDS gibi standartlarla paylaşılması bunu destekler.

Sık karıştırılan terim çiftleri

Aşağıdaki çiftler makalelerde ve şartnamelerde sık karıştırılır. Tablo, iki terimin farkını ve bu farkın neden önemli olduğunu tek satırda özetler:

Bu sözlükte adı geçen ölçümlerin bir bölümü Nevosa’nın kataloğundaki sistemlerle yapılır: EEG için g.Nautilus Research, EEG ile fNIRS’i aynı başlıkta kaydetmek için g.Nautilus fNIRS, BCI çalışmaları için Unicorn Hybrid Black, biyosinyal sensörleri için biosignalsplux ve tetik üretimi için g.TRIGbox. Ayrıntılar ilgili ürün sayfalarındadır; kurulum, eğitim ve teknik destek için teklif formunu kullanabilirsiniz.