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Mouse Somatosensory Cortex Stimulation Using Pulse Modulated Transcranial Magnetic Stimulation

구형파 변조된 경두개 자기자극을 이용한 쥐의 감각피질 자극실험

  • Sun, Sukkyu (Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University) ;
  • Seo, Taeyoon (Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University) ;
  • Huh, Yeowool (Department of Radio Science & Engineering, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Cho, Jeiwon (Department of Radio Science & Engineering, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Kwon, Youngwoo (Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University)
  • 선석규 (서울대학교 전기.정보공학부) ;
  • 서태윤 (서울대학교 전기.정보공학부) ;
  • 허여울 (한국과학기술연구원 신경과학연구단) ;
  • 조제원 (한국과학기술연구원 신경과학연구단) ;
  • 권영우 (서울대학교 전기.정보공학부)
  • Received : 2016.02.29
  • Accepted : 2016.05.18
  • Published : 2016.06.07

Abstract

In this work, a transcranial magnetic stimulation(TMS) experiment on animals is performed to stimulate the brain cortex of the mouse using modulated signals. The proposed TMS system is composed of the inverter, transformer, capacitor, variable inductor, and stimulation coil to generate 1.5 mT magnetic field in the brain cortex of the mouse. The stimulation signal is modulated to square wave where the carrier frequency is swept from 85 to 91 kHz to investigate the stimulation effect. The experimental result shows that when the carrier frequency of the stimulation signal is lower than 89 kHz, the reaction of the mouse does not change while the stimulation signal which has the carrier frequency higher than 89 kHz results in decreasing the threshold of the stimulus for the pressure.

본 논문에서는 쥐 뇌의 감각 피질을 자극하기 위해 변조신호를 이용하여 경두개 자기자극(TMS) 동물실험을 수행하였다. 제안한 TMS 시스템은 인버터, 변압기, 커패시터, 가변 인덕터, 자극 코일로 구성되어 쥐 뇌의 감각피질에 약 1.5 mT의 자기장이 생기도록 시스템을 설계하였다. 자극 신호는 구형파 변조되었으며, 반송 주파수는 85~91 kHz의 범위로 변화시키며, 자극 효과를 관찰하였다. 자극 결과 반송 주파수가 89 kHz 미만일 때에는 자극의 효과를 볼 수 없었고, 반송 주파수가 89 kHz 이상일 때에는 압력 자극에 반응하는 역치 값이 낮아지는 효과를 볼 수 있었다.

Keywords

References

  1. 정용안, 유이령, 강봉주, 채정호, 이혜원, 문현진, 김성훈, 손혀선, 정수교, "치료 저항성 우울증 환자에서 반복적 경두개 자기자극 후 국소뇌혈류 변화", 핵의학분자영상, vol. 41, no. 1, pp. 9-15, 2007년.
  2. D. F. Berndt, S. C. D. Roy, "Inductor simulation with a single unity gain amplifier", IEEE Journal of Solid State Circuits, vol. SC-4, pp. 161-162, June 1969.
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