Neuronal executive system - diurnal variability and sleep deficit. An fMRI case study.

Tematem niniejszej pracy jest neuronalny system egzekucyjny oraz aktywność zaangażowanych w jego funkcjonowanie struktur mózgowych, badana metodą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego.Przeprowadzone z użyciem metody fMRI badanie, miało na celu identyfikację struktur mózgowych będących neuronalnymi komponentami systemu egzekucyjnego oraz dokonanie analizy aktywacji tychże struktur w różnych porach dnia, w warunkach ,,wyspania” oraz deficytu snu.Podjęta analiza miała na celu uzyskanie informacji o ewentualnych różnicach jakie w wymienionych warunkach mogłyby wystąpić w aktywacji zaangażowanych w funkcje egzekucyjne struktur.W ramach przeprowadzonego studium przypadku metodą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego zbadano aktywność struktur mózgowych kobiety biorącej udział w realizowanym w Zakładzie Neuroergonomii Instytutu Psychologii Stosowanej projekcie.Rejestracja aktywności mózgu odbywała się w trakcie, gdy badana wykonywała zadanie angażujące procesy egzekucyjne. Zadanie polegało na koncentrowaniu zgodnie z instrukcją wzroku i uwagi na pojawiających się w polu wzrokowym bodźcach. Badanie wykonywane było w ciągu dwóch dni (w odstępie dwóch tygodni), w czterech porach dnia ( 10.00, 14.00, 18.00, 22.00).Analiza aktywności struktur mózgowych wykazała istotne statystycznie (p<0,01) aktywacje w obszarach identyfikowanych z procesami egzekucyjnymi, tj. kora przedczołowa, grzbietowo-boczna kora przedczołowa, przedni zakręt kory obręczy, kora przedmotoryczna, dodatkowa kora motoryczna oraz płat ciemieniowy.Zaobserwowano także zróżnicowanie w aktywacji wymienionych struktur w różnych porach dnia oraz warunkach związanych z wyspaniem i deficytem snu, co stanowi interesujące przesłanki do dalszych badań w tym obszarze.

The topic of this study is the neuronal executive system and the activity of brain structures involved in the functioning of the system, analysed by functional magnetic resonance imaging.Conducted with the use of fMGI method, the study was to identify brain structures which are components of the neuronal executive system and to analyse the activation of these structures at different times of day in condition of rested wakefulness and sleep deficit.The analysis was performed to gain information about possible differences which may occur in the activation of brain structures involved in the functioning of the executive system in the two above-mentioned conditions.The case study, carried out with the use of the functional magnetic resonance imaging, examined the activity of brain structures of a woman who took part in the project realized in the Department of Neuroergonomics of the Institute of Applied Psychology.Registrating brain activity took place when the woman was performing a task which involved executive processes. The task consisted of focusing sight and attention on the stimuli appearing in the visual field. The study lasted two days (with a two-week interval between them) and was carried out at four times of day (10:00 AM, 2:00 PM, 6:00 PM, 10:00 PM).The analysis of the activity of brain structures showed significant, from the point of view of statistics (p<0,01), activations in the areas identified with the executive processes, i.e. prefrontal cortex, dorsolateral prefrontal cortex, anterior cingulated cortex, presupplementary motor area, supplementary motor area and parietal lobe.There was also an observable variation in the activation of these structures at different times of day in conditions of rested wakefulness and sleep deficit, which may be the basis for further research in this area of study.