• 제목/요약/키워드:  working memory

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$H_2^{15}O$ 양전자단층촬영술을 이용한 뇌기능 지도 작성(II): 작업 기억의 지도 작성 (Functional Brain Mapping Using $H_2^{15}O$ Positron Emission Tomography ( II ): Mapping of Human Working Memory)

  • 이재성;이동수;이상건;남현우;김석기;박광석;정재민;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.238-249
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    • 1998
  • 목적: PET을 이용하여 특정한 자극에 대한 국소 뇌혈류 변화를 영상화함으로써 비침습적으로 뇌의기능적 구조를 밝혀 낼 수 있다. 이 연구에서는 대조과제와 언어성 및 시각적 작업기억중추에 대한 활성화과제를 수행하면서 뇌혈류 PET을 시행하고 그 차이를 분석하여 작업기억에 관한 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대해서 각각 대조과제, 단어기억 언어성 작업기억 활성화과제, 그림기억 언어성 작업기억 활성화과제, 시각적 작업기억 활성화과제를 수행시키면서 뇌혈류 PET을 촬영하였다. 언어성 작업기억과제로서 단어 기억과제에서는 4개의 단어를 순차적으로 보여주고 1초 후 1개의 단어를 보여주어 동일한 단어가 4개의 단어 중에 있었으면 버튼을 누르게 하며 $H_2^{15}O$ PET을 촬영하였다. 두 번 째 언어성 작업기억과제인 그림 기억과제에서는 단어 대신에 특정 단어가 연상되는 사물의 그림을 보여 주었다. 시각적 작업기억과제로는 사람의 얼굴 사진을 보여 주고 같은 실험을 하였다. 의미 없는 기호를 보여 주면서 특정한 기호가 나오면 버튼을 누르게 함으로써 시각적 자극과 손가락운동으로 인한 뇌혈류 분포를 포함하게 하여 대조과제로 삼았다. SPM96소프트웨어를 이용하여 각 영상을 표준 지도 위에 공간적으로 정규화하고 활성화상태에서 뇌혈류가 의미 있게 증가된 영역을 찾아내기 위하여 각 화소의 방사능 계수에 대한 공분산분석을 하여 전체 계수 차이를 제거한 후 국소 계수 차이에 대한 귀무가설을 검증하여 각 화소의 Z 값에 대한 통계적 파라메터 영상(statistical parametric image)으로 뇌기능지도를 작성하였다. 결과: 단어를 이용한 언어성 작업기억에 대한 뇌기능지도에서는 왼쪽 브로카 영역와 전-운동영역, 왼쪽 소뇌, 오른쪽 대상회에서 뇌혈류가 증가하였다. 그림 기억과제 때에는 단어 기억과제에서 활성화된 각 부위에 더하여 왼쪽 위쪽 측두엽, 왼쪽 기저핵과 시상, 왼쪽 전-전두엽 등에서 뇌혈류가 증가하였다. 얼굴기억과제는 오른쪽 아래쪽 전두엽, 브로카 영역, 대상회, 위쪽 두정엽 등 주로 오른쪽 대뇌반구의 뇌혈류가 증가하였다. 세 가지 실험에 공통적으로 활성화된 영역을 찾기 위한 결합분석에는 왼쪽 전-운동영역, 소뇌와 기저핵, 오른쪽 대상회, 브로카 영역, 기저핵에서 뇌혈류가 증가하였다. 결론: 이상의 결과는 언어성 작업기억은 주로 왼쪽 대뇌반구의, 시각적 작업기억은 주로 오른쪽 대뇌반구의 활동에 의해서 주도되며 작업기억에 공통적인 활성화지역이 있다는 가설을 지지하였다. 전두엽이 작업기억에 중요한 역할을 한다고 생각한다.

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주의력결핍 과잉행동성장애(ADHD) 아동의 작업기억 과제 수행 시 fMRI 분석 (Analysis of Working Memory for Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) Children using fMRI)

  • 이용기;안성민
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.854-862
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    • 2014
  • 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD) 학생의 지적결함, 학습 문제 및 저조한 학업 성취는 이들이 정상 학생에 비해 현저하게 낮은 지능을 가졌기 보다는 주의를 집중하지 못하는 특성 때문이다. 따라서 본 연구에서는 ADHD 학생들과 정상군 학생들의 뇌기능영상을 비교 분석함으로써 ADHD 학생들의 뇌기능 차이와 작업기억 과제 시 나타나는 뇌의 활성영역의 차이를 보고자 하였다. 인천지역 초등학교 학생 26명을 대상으로 뇌기능영상과 임상설문검사를 실시하였으며, 뇌기능영상의 자극은 작업기억으로 하였다. 분석에는 통계적 파라미터 지도작성법과 사회과학통계패키지를 이용하여 단일표본 t 검정, 두 표본 t 검정, 다중 회기 분석등으로 분석 하였으며, 통계적 유의수준은 p<0.05에서 나타내었다. 그 결과 ADHD 학생들의 전두 피질, 두정엽 피질, 시상, 미상핵 등 많은 부분에서 불균형적인 발달을 볼 수 있었다. 또한, 작업기억 과제 수행의 어려움을 느낄수록 일부 안와 전두 피질, 해마가 활성화되었다. 보다 많은 ADHD 학생들의 대상자가 확보되어 ADHD 유형별 연구가 필요하며, 뇌기능영상에서 보다 많은 자극으로 실험한다면 ADHD 학생들의 전반적인 뇌기능평가에 유용할 것으로 판단된다.

시각 탐색과 공간적 작업기억간 상호 간섭의 원인 (Main Cause of the Interference between Visual Search and Spatial Working Memory Task)

  • 안지원;김민식
    • 인지과학
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    • 제16권3호
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    • pp.155-174
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    • 2005
  • 최근 연구들은 공간적 작업기억 과제를 수행하면서 시각 탐색 과제를 수행했을 때 시각 탐색의 효율성과 작업기억 과제의 정확률이 동시에 낮아지는 결과를 보고하였다(Oh & Kim, 2004; Woodman & Luck, 2004). 이러한 결과는 두 과제의 처리 과정이 동일한 인지적 자원을 요구하기 때문인 것으로 해석할 수 있는데, 동일한 인지적 자원은 공간적 주의(공간적 주의 부하 가설)나, 공간적 작업기억(공간적 작업기억 부하 가설), 혹은 이 둘과 모두 관련될 가능성이 있다. 시각 탐색과 공간적 작업기억 간 상호 간섭의 기제를 밝히기 위해 작업기억에 유지해야 하는 위치와 공간적 주의를 사용해야 하는 시각 탐색의 자극 위치를 변화시켜 2개의 실험을 수행하였다. 실험 1에서는 공간적 작업기억 과제의 자극을 탐색 자극이 제시될 수 있는 주변 영역에 제시하는 경우에도 두 과제간의 간섭이 나타남을 보임으로써 이전 연구 결과들을 재확인하였다. 실험 2에서는 기억 자극과 탐색 자극을 모두 동일한 사분면에 제시하는 경우와 그렇지 않은 경우에서 시각 탐색과 작업기억 과제 수행을 비교하였다. 실험 결과 시각 탐색의 효율은 시각 탐색 과제만을 수행한 조건과 동일 위치 조건에 비해 비동일 위치 조건에서 유의미하게 저하되었다. 공간적 작업기억 과제의 정확률역시 다른 조건보다 비동일 위치 조건에서 더 낮게 나타났다. 이러한 결과들은 선행 연구들에서 밝혀진 공간 기억과 시각 탐색간의 상호 간섭이 작업기억의 과부하보다는 공간적 주의의 과부하로 인한 것임을 시사한다.

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기능적 자기공명영상을 이용한 단기기억 뇌기능 매핑연구 (Working Memory Mapping Analysis using fMRI)

  • 주라형;최보영;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제16권1호
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    • pp.32-38
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    • 2005
  • 작동기억 및 얼굴 영상에 대한 정보 처리 과정의 장애는 정신분열병 환자에서 나타나는 광범위한 인지기능 장애 중의 하나이다. 본 연구는 기능적 자기공명영상기법을 이용하여 정신분열병 환자군과 정상 대조군 간의 얼굴 영상의 작동기억에 관여하는 뇌 활성의 차이를 분석하고자 하였다 10명의 정신분열병 환자와 10명의 정상 대조군을 대상으로 선정하였다. 얼굴영상 자극을 이용한 1-back 작동기억 파라다임을 수행하는 동안 뇌 피질의 활성을 측정하기 위해 기능적 자기공명영상으로 두 군간의 뇌 활성의 차이를 SPM을 사용하여 분석하였다. 정신분열병 환자군은 정상대조군에 비해 작동기억 수행 점수가 유의하게 저하되어 있었다 환자군에서 대뇌의 좌측 방추상 이랑, 우측 위 전두 이랑, 양측 중간 전두 이랑, 도, 좌측 중간 측두 이랑, 설전부 피질과 소뇌의 사각엽과 충부의 활성이 감소되어 있었다. 반면, 외측 전전두 피질과 두정엽의 활성이 증가되었고, 또한 두 군 모두에서 우측반구의 활성이 증가되어 있었다. 정신분열병 환자에서 좌측 방추상 이랑의 활성이 감소된 것은 얼굴 영상에 대한 정보 처리 과정의 장애를 의미하며 기능적 자기공명영상분석법으로 작동기억능력의 유용성을 평가하였다.

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Conceptual understanding of the relationship between consciousness, memory, and attention

  • 김은숙;신현정
    • 한국인지과학회:학술대회논문집
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    • 한국인지과학회 2010년도 춘계학술대회
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    • pp.13-17
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    • 2010
  • Consciousness is really regarded as too ambiguous a concept to be understood and accepted as a mental construct without the inclusion of memory and attention in any conceptualization. However we need one criterion to count satisfactorily as an explanation of consciousness in information processing. An operational working definition of consciousness could be made in comparison of memory and attention: Consciousness would be a subjective awareness of momentary experience and also have the characteristics of an operating system performing control and consolidation information processing. This could be called a cognitive consciousness. It is possible that some distinctions between consciousness, memory and attention can be made conceptually and functionally from the perspectives of information processing.

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색채 조명 자극이 인지기능에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on the Effect of Cognitive Function by Color Light Stimulation)

  • 정우석;유미;권대규;김남균
    • 한국정밀공학회지
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    • 제24권10호
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    • pp.131-136
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    • 2007
  • In this paper, we estimated the effects of different color stimulation on the cognitive function of human quantitatively. For the stimulations we used color lights with 6 color filters such as red, yellow, green, blue, violet and white. The experiment was performed in a soundproof chamber. 50 young male and female subjects were participated in the experiment. To find the appropriate color cognitive function, the endogenous visuospatial attention task(EVAT) and one back working memory task(OWMT) were performed. The reaction time and accuracy degree were measured. The results showed that the reaction time of EVAT was the fastest and the accuracy degree of attention task was the highest in green environment. The reaction time of OWMT was the fastest in yellow and the accuracy degree of memory task was the highest in blue. For physiological parameters, we measured electrocardiogram(ECG) and HRV spectrum analysis, HF/LF color environment. These results can be used as an indicator in the design of color environment and clinical applications.

마우스의 공간인 지능에 대한 홍삼의 효과 (Effects of Red Ginseng on Spatial Memory of Mice in Morris Water Maze)

  • 진승하;남기열
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제20권2호
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    • pp.139-148
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    • 1996
  • This study was designed to examine the effects of red ginseng total saponin and extract on spatial working memory in mice using Morris water maze. Two kinds of red ginseng saponin (No. 1 and No. 2) and three kinds of red ginseng extract (No. 1, No. 2 and No. 3) to have different PD/ PT ratio (No. 1=1.24, No.2=1.47 No.3=2.41) were prepared by mixing the different parts of red ginseng In different ratio. In acute administration of total saponin No. 1 or No. 2, escape time to reach to a hidden platform In a fixed location for training trials was significantly decreased as compared with control group and swimming time in the quadrant that had contained the platform was also significantly increased as compared with control group. In acute treatment of extract No. 1 or 1 No. 2, swimming time in the platformless quadrant was increased dose dependently as compared with control group, especially at dose of 200 mg/kg,bw swimming time was significantly Increased. Oral treatment of extract No. 1 (100 mg/kg, bw) for 7 days produced an increase of swimming time In the platformless quadrant but a decrease of swimming time in No.3-treated group (100 mg/kg, bw). These results show that red ginseng may improve spatial discrimination learning and spatial working memory of mice

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의식적 손가락 움직임이 인지기능 변화에 미치는 융합연구 (Convergence study on the change of cognitive function through the intentional finger movement)

  • 김경윤;배세현
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.95-102
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    • 2019
  • 본 연구는 정상 성인을 무작위로 급속안구움직임(saccadic eye movement, SEM)군과 의식적손가락움직임(intentional finger movement, IFM) 군으로 구분하여 2주 동안 중재를 실시한 후 숫자외우기 검사와 n-back 검사를 사용하여 인지기능의 변화를 알아보았다. 그 결과 IFM군의 단기기억은 시간이 지날수록 유의하게 상승하였으며, 추적 검사에서는 군간 차이를 나타내었다. IFM군의 n-back은 수행시간, 오류횟수, 정확률에서 시간이 지날수록 유의한 효과를 나타내었다. SEM군의 n-back은 수행시간과 정확률에서 시간이 지날수록 유의한 효과를 나타내었다. 결론적으로 인지기능 향상에는 단일 자극인 SEM보다 대뇌겉질을 광범위하게 활성화 시킬 수 있는 다중 자극인 IFM 방법이 인지기능 향상의 중재 방법으로 더 유용할 것으로 생각된다.

브레인스피닝 프로그램이 소아청소년의 인지기능, 신체조성, 건강관련체력에 미치는 영향 (Effects of Brain Spinning Program on Cognitive Function, Body Composition, and Health Related Fitness of Children and Adolescents)

  • 김준혁;송욱;송인수;김현준;임병걸;허정윤
    • 대한통합의학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.83-96
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    • 2024
  • Purpose : This study was conducted to determine the effects of a brain spinning program on cognitive function, body composition, health related fitness and physical self-efficacy of children and adolescents. Methods : This study, 34 children and adolescents were selected and divided into two groups : the exercise group (n=16), which received a brain spinning program and the control group (n=16), which did not receive any exercise program. The program was conducted for 30 minutes three times a week for 4 weeks, and the cognitive function, body composition, health related fitness and physical self-efficacy were measured both before and after the program. Results : The exercise group, which received a brain spinning program showed a significant increase in short-term memory (p<.05) and working memory (p<.01), and muscle mass increased significantly only in the exercise group (p<.05). In addition, left grip strength increased in the exercise group (p<.01), and the maximum oxygen intake decreased significantly only in the control group (p<.05), and Sit-forward bend increased significantly only in the exercise group (p<.01). Physical self-efficacy significantly increased only in the exercise group (p<.05). Conclusion : In summary, short-term memory, cognitive efficiency, working memory, muscle mass, left grip strength, maximum oxygen intake, and left forward bending in children and adolescents significantly increased after the 4-week brain spinning program. However, the control group that was not provided with the 4-week brain spinning program showed a significant increase in body weight and a significant decrease in maximum oxygen intake. In conclusion, the 4-week brain spinning program has positive effects on short-term memory, cognitive function, muscle mass, muscle strength, cardiorespiratory endurance, flexibility, and physical self-efficacy.

Brain Activity Related with Mathematics Anxiety

  • YUN, Eun Jeong;SHIN, In Sun
    • 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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    • 제19권2호
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    • pp.117-139
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    • 2015
  • For the purpose of determining neurophysiological mechanism of math anxiety, we conducted an EEG measurement for 22 sixth grade elementary students including 11 students with high math anxiety (HMA group), and 11 students with low math anxiety (LMA group). We found that in HMA group, delta wave was significantly generated from the right frontal lobe, and in LMA group, four paths are clearly connected while they perform math tasks (right inferior occipital gyrus ${\leftrightarrow}$ left superior parietal lobule /left middle frontal gyrus ${\leftrightarrow}$ left inferior parietal lobule /left middle frontal gyrus ${\leftrightarrow}$ right inferior parietal lobule / right middle frontal gyrus ${\leftrightarrow}$ right inferior parietal lobule). According to the above results we suggest that math anxiety is related to emotions associated with pain, reduces working memory and has a negative effect on math performance.