• 제목/요약/키워드: 공간 작업기억

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$H_2^{15}O$ 양전자단층촬영술을 이용한 뇌기능 지도 작성(I): 통계적 파라메터 지도작성법 (Functional Brain Mapping Using $H_2^{15}O$ Positron Emission Tomography ( I ): Statistical Parametric Mapping Method)

  • 이동수;이재성;김경민;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.225-237
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    • 1998
  • 목적: $H_2^{15}O$ 양전자단층촬영으로 작업기억을 조사할 때 뇌기능을 국소화한 뇌기능지도를 만들기 위해 동원되는 통계적 가정과 추론의 여러 방법을 해석하고 뇌활성화와 관련된 뇌기능 국소화 방법에 영향을 미치는 요소를 조사하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대하여 각각 대조과제, 언어성 작업기억 활성화과제 2종류, 시각적 작업기억 활성화과제 1종류를 수행시키며 뇌혈류 $H_2^{15}O$ PET 촬영을 시행하였다. SPM96 소프트웨어를 이용하여 각 영상과 표준지도의 뇌피질 경계가 일치 되도록 부분 선형적으로 변형하였으며 선형화한 비선형적 변형 방법으로 사람에 따라 나타나는 뇌피질 및 내부 구조의 미세한 차이를 제거하였다. 공간정규회된 영상들을 16mm의 FWHM을 갖는 가우시안 커널로 중첩적분하여 편평화하였다. 각 화소의 방사능 계수는 뇌피질전체 뇌혈류, 활성화에 의한 특정 효과, 여러 교란변수의 영향과 오차의 선형 결합으로 이루어진다는 일반선형모델을 가정하고 공분산분석 방법으로 전체 뇌혈류 차이를 제거하였다. 각 화소의 방사능 계수가 자극과 뇌활성화 작업에 상관없을 경우 평탄한 무작위 가우스장의 행동을 따른다고 가정하고 특정화소의 계수차이가 이 무작위장의 정상적인 교란 이상인지 검정하였다. 화소별 t 값을 Z 값으로 바꾸어 표현하고 가설검정 결과에 따라 화소, 덩어리, 화소 또는 덩어리의 차이가 얼마나 유의한지 제시하였다. 결합분석을 하여 여러 과제를 수행할 때 동시에 화소의 계수가 증가하는 곳을 찾았다. 각 화소의 Z 값을 3차원으로 렌더링한 표준지도와 투명유리뇌에 투사하여 활성화된 부위를 알아볼 수 있게 하였다. 결과: 피검자 모두 성공적으로 검사를 마쳤으며 대조 과제와 기억 과제를 수행하는 동안 피험자는 평균 95%를 맞췄다. 활성화된 덩어리의 개수는 언어성 기억과제 I에서 4개, 언어성 기억과제 II에서 9개, 시각적 기억과제에서 9개, 결합분석에서 6개였다. 언어성 기억과제에서는 주로 왼쪽 뇌가, 시각적 기억과제에서는 오른쪽 뇌가 활성화되었다. 결론: $H_2^{15}O$ 양전자 단층촬영술과 통계적 파라메터 지도작성법이 언어성 및 시각적 작업기억과 관련되어 활성화된 지 영역을 찾는데 유용하였다.

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SSQUSAR : Apache Spark SQL을 이용한 대용량 정성 공간 추론기 (SSQUSAR : A Large-Scale Qualitative Spatial Reasoner Using Apache Spark SQL)

  • 김종훈;김인철
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제6권2호
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    • pp.103-116
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    • 2017
  • 본 논문에서는 Apache Spark SQL을 이용하여 임의의 두 공간 객체들 간의 위상 관계와 방향 관계를 나타내는 새로운 정성 공간 지식을 효율적으로 추론해내는 대용량 정성 공간 추론기의 설계와 구현에 대해 소개한다. Apache Spark SQL은 Hadoop 클러스터 컴퓨터 시스템에서 다양한 데이터들 간의 매우 효율적인 조인 연산과 질의 처리 기능을 제공하는 분산 병렬 프로그래밍 환경이다. 본 공간 추론기에서는 정성 공간 추론의 전체 과정을 지식 인코딩, 역 관계 추론, 동일 관계 추론, 이행 관계 추론, 관계 정제, 지식 디코딩 등 크게 총 6개의 작업들로 나누고, 논리적 인과관계와 계산 효율성을 고려하여 작업들 간의 처리 순서를 결정하였다. 지식 인코딩 작업에서는 추론의 전처리 과정으로서 XML/RDF 형태의 입력 지식을 보다 간략한 내부 형태로 변환함으로써, 추론 대상인 지식 베이스의 크기를 축소시켰다. 일반적으로 이행 관계 추론 작업과 관계 정제 작업의 반복은 정성 공간 추론에 필요한 가장 많은 계산 시간과 기억 공간을 소모한다. 이 작업들을 효율화하기 위해 본 공간 추론기에서는 공간 추론에 필요한 최소한의 이접 관계들을 찾아내고, 이들을 기반으로 이행 관계 추론을 위한 조합표를 큰 폭으로 축소하고 관계 정제 작업도 최적화하였다. 대규모 벤치마킹 공간 지식 베이스를 이용한 실험을 통해, 본 논문에서 제안하는 대용량 정성 공간 추론기의 높은 추론 성능과 확장성을 확인하였다.

평면 색인 구조에서 효율적인 k-근접 이웃 찾기 (Efficient k-nn search on directory-based index structure)

  • 김태완;강혜영;이기준
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 봄 학술발표논문집 Vol.30 No.1 (A)
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    • pp.779-781
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    • 2003
  • 최근에 제안된 VA-File[6]은 k-NN 질의 처리에서 아주 효율적이라고 알려져 있다. 제시된 방법은 분할된 데이터의 저장 효율성을 보장하지 못하기 때문에 각 차원에 할당된 비트의 수가 증가하면(비트수=3~5) 할수륵 거의 모든 데이터에 대하여 MBH를 생성하는 단점이 있다. k-NN 질의는 거의 모든 데이터를 순차 검색을 통한 일차적 가지제거작업을 한 후. 질의를 수행하기 위한 디스크 접근을 한다. 따라서, 질의를 수행하기 위한 디스크 접근 횟수는 다른 방법들에 비하여 거의 최적에 가까운 접근 횟수를 가지나 주 기억 장치에서 최소-힘을 이용하여 수행하는 일차적 가지 제거 작업의 오버 로더는 간과되었다. 우리는 기존에 알려진 재귀적으로 공간을 두개의 부 공간으로 분할하는 방법을 사용하여 VA-File 과 같은 디렉토리 자료구조를 구축하여 k-NN 실험을 하였다. 이러한 분할된 MBH의 정방형성을 선호하는 방법은 저장 효율성을 보장한다. 실제 데이터에 대한 실험에서 우리가 실험한 간단한 방법은 디스크 접근 시간 및 CPU 시간을 합한 전체 수행시간에서 VA-File에 비하여 최대 93% 정도의 성능 향상이 있다.

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시공간 작업기억 수행능력에 따른 안정상태에서의 뇌파 특성 연구 (Study on the Characteristics of EEG in Resting State on Visuo-Spatial Working Memory Performance)

  • 정철우;이협의;위현욱;최남숙;박병운
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.351-360
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 표준화된 종합주의력검사(CAT)의 소검사인 시공간 작업기억력 검사를 통해 얻어진 실험대상자의 안정상태 뇌파 활성차이로 시공간 작업기억력 수행능력을 예측할 수 있는 지를 알아보고자 하는 것이다. 실험 대상자는 2014년 12월 1개월 동안 학업 성취도와 무관한 31명의 일반적인 중학생 중 시공간 작업기억력 검사 후 순방향과 역방향 공간폭 결과에서 표준편차를 벗어난 7명과 6명이 선별되었고, 선별된 대상자를 각각 작업기억력 우수 집단(EWM)과 저하 집단(PWM)으로 구성하였다. 뇌파 측정과 뇌파 밴드별 상호 연관성을 통한 뇌기능 지수의 하위요소를 알아보기 위해 뇌기능분석 프로그램을 사용하였고 집단 간 차이 검증을 위한 통계 처리는 Mann-Whitney Test로 하였다. 연구 결과는 첫째, 순방향 작업 기억력 검사 결과 EWM과 PWM 집단 간 고베타파 활성도에서 좌뇌와 우뇌 모두 유의미한 차이를 보였고 저베타파 활성도에서는 우뇌에서만 유의미한 차이가 나타났다. 둘째, 세타파와 알파파 활성도는 통계적 유의수준에는 도달하지 못했다. 결론적으로 시공간 작업기억 수행능력과 안정 상태시 고베타파와 저베타파 활성도와 상관관계가 있음을 보여주며 특히 시공간 작업기억 수행능력과 우뇌의 정신적 활동 및 사고능력과는 상관관계를 보여 주었다. 시공간 작업기억 수행능력을 안정 상태에서도 베타파의 활성도를 통해 예측할 수 있다는 점이 본 연구가 갖는 의의이다. 향후 뇌파의 활성도가 작업기억력 평가 도구와 근거자료로써 활용될 수 있기를 기대한다.

이동 인터넷 환경에서 연결 단절을 위한 자동 저장 (Automated Hoarding for Disconnected Operation in Mobile Internet envi)

  • 정지영
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2002년도 가을 학술발표논문집 Vol.29 No.2 (3)
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    • pp.169-171
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    • 2002
  • 최근 사용자가 언제 어디서나 원하는 정보에 접근을 요구하는 경향이 증가하고 있다. 이동 단말은 기억공간의 제약으로 인해 원하는 데이터 전부를 저장할 수 없으므로, 무선망을 통해 서버에 연결하여 자신이 필요한 데이터를 요구하게 된다. 효율적인 이동 컴퓨팅을 위해서는 네트워크 단절 시에도 작업을 지속적으로 수행할 수 있도록 하는 기능이 제공되어야 한다. 한편 컴퓨터와 통신 네트워크의 발달이 가속화되며 그에 따른 인터넷과 웹의 사용이 급속히 확산됨에 따라 이동 중의 작업에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 논문에서는 기존에 연구된 이동 컴퓨팅 환경에서 연결 단절을 위한 다양한 자동 저장 방식들을 이동 인터넷 환경에 적용한 구조를 제안하였다. 특히 사용자의 요구는 시간에 따라 변할 수 있음을 고려하여 time weighting factor를 이용한 자동 저장 방식을 제안하고 시뮬레이션을 수행하였다.

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복합운동프로그램이 수면장애 모델 쥐의 뇌기능과 수면장애에 미치는 영향 (The Effect of Combined Exercise on Brain Function and Sleep Disorder of Sleep Disturbance Rats)

  • 김동현
    • 대한지역사회작업치료학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.69-76
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    • 2018
  • 목적 : 본 연구는 복합운동프로그램이 수면장애 모델 쥐의 수면장애 개선과 뇌기능 기억력에 어떠한 영향을 주는지 신경생리학적 접근을 통한 과학적 근거를 제시하는데 그 목적이 있다. 연구방법 : 본 연구는 수면장애 모델 쥐 16마리에게 동물실험실에서 제작된 복합운동프로그램을 적용하여 4일간 실시하였다. 실시 후 뇌기능은 해마의 BDNF의 변화를 확인하였고 수면의 변화는 혈액 중의 멜라토닌의 농도를 확인하였다. 결과 : 첫째, 복합운동프로그램의 뇌기능에 대한 영향은 실험군에서 유의미한 증가를 보였다(p<0.01). 둘째, 복합운동프로그램의 수면장애에 대한 영향은 실험군과 대조군에서 유의미한 증가를 보였다(p<0.01) (p<0.05). 결론 : 지역사회의 노인증가율이 급속히 증가하고 있으며 노인의 수면장애는 이러한 노인들의 삶의 질에 영향을 줄 수 있다. 그리고 수면장애로 인한 이차적인 기억력 저하도 문제가 될 수 있다. 수면장애를 개선할 수 있는 방법은 여러 가지가 있겠지만 경제적, 공간적으로 부담이 되지 않는 복합운동만으로도 수면과 기억의 개선을 도모할 수 있음을 실험동물을 통하여 과학적으로 증명하였다.

공간지역확장과 계층집단연결 기법을 이용한 무감독 영상분류 (Unsupervised Image Classification Using Spatial Region Growing Segmentation and Hierarchical Clustering)

  • 이상훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.57-69
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    • 2001
  • 본 연구는 무감독 영상분류를 위하여 공간지역 확장을 통하여 영상을 분할한 후 분할된 집단을 한정된 수의 클래스로 분류하는 다중단계 기법을 제안하고 있다. 제안된 알고리듬은 무감독 분석을 위하여 작은 집단들을 단계적으로 큰 집단들로 합병해 가는 계층집단연결 기법에 기반을 두고 있다. 다중단계 기법의 영상분할 단계는 공간적으로 근접하고 있는 이웃지역간의 결합을 통하여 최종적으로 전체영상 공간내의 모든 집단에 대해서 서로 이웃하고 있는 집단들의 물리적 특성이 서로 다르도록 영상을 분할하는 과정이고, 영상분류 단계는 결합 지역의 공간적 제약 없이 영상 분할 단계에서 분할된 지역을 상대적으로 적은 수의 클래스로 분류하는 과정이다. 제안 된 알고리듬에서 사용하고 있는 계층집단연결 기법의 계산/기억 상의 복잡성을 완화시키기 위해 상호최근사 이웃쌍과 다중창 작업을 사용하고 있다. 모의 자료를 사용하여 제단 된 알고리듬 대한 평가와 효율성을 검증하였고 경기도 용인.능평지역의 LANDSAT ETM+ 자료에 적용한 결과를 예시하고 있다.

학령기 아동용 스마트기기를 사용한 기억력 평가과제의 개발 및 타당도 검증 연구 (The Development and Validation of Memory Tasks Using Smart Devices for School Aged Children)

  • 신민섭;이진주;어윤정;오서진;이정은;김일중;홍초롱
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제27권2호
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    • pp.130-138
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    • 2016
  • Objectives: The aim of this study was to develop auditory-verbal and visual-spatial memory tasks using smart devices for children aged 8 to 10 years and examine their validity. Methods: One-hundred and fourteen school-aged children were recruited through internet advertising. We developed memory tasks assessing auditory-verbal memory, visual-spatial memory, and working memory, and then examined their construct validity by examining the developmental trend of the children's mean scores with age. In order to examine the concurrent validity of the tasks, we conducted correlation analyses between the children's scores on the newly developed auditory-verbal, visual-spatial memory and working memory tasks and their scores on well-known standardized tests of memory and working memory, including the auditory-verbal memory subtests of the Korean Luria-Nebraska Neuropsychological Battery for Children, Korean Rey-Osterrieth Complex Figure Test, digit span and arithmetic subtest of Korean Educational Development Institute Wechsler Intelligence Scale for Children Revised, and Corsi block test. Results: The memory and working memory scores measured by the newly developed tasks tended to increase with age. Further, there were significant correlations between the scores of the four cognitive tasks and the corresponding scores of the standardized assessment tools. Conclusion: This study revealed promising evidence for the validity of the memory tasks using smart devices, suggesting their utility for school-aged children in research and clinical settings.

공간능력에 대한 신경과학적 모델 개발 및 빛과 그림자 문제 해결 과정에의 적용 (Development of Neuropsychological Model for Spatial Ability and Application to Light & Shadow Problem Solving Process)

  • 신정윤;양일호;박상우
    • 한국과학교육학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.371-390
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 공간능력 구성요소에 대한 신경과학적 모델을 개발하고, 빛과 그림자 관련 과학 과제를 해결하는 과정에서의 두뇌 활성 영역을 신경과학적 모델에 기반하여 영역 일반적 능력과 영역특수적 능력으로 구분하여 설명하는 것이다. 이를 위해 남자 대학생 24명이 공간능력 검사지 문항과 빛과 그림자 과제를 해결하는 동안의 시선이동과 EEG를 동기화하여 측정하였으며, 과제 해결 전략에 대한 사후면담과 RVP를 실시하였다. 시선 이동, 두뇌 활성 영역, 참여자의 사고 과정과 전략을 통합하여 공간능력 구성요소에 대한 신경과학적 모델을 개발하고, 빛과 그림자 관련 과제 해결 과정을 분석하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공간 시각화와 심적 회전 요소는 주로 두정엽의 활성을 필요로 했으며, 공간 방향화 요소는 전두엽의 활성을 필요로 했다. 구체적으로, 공간 시각화 요소는 문제를 탐색하는 과정에서 전두엽이 활성화되었고, 문제와 답지를 비교하는 과정에서 측두엽과 두정엽이 활성화되었다. 심적 회전 요소는 회전된 정보를 탐색하는 구간에서는 전두엽이, 심적 회전을 할 때에는 두정엽이, 문제와 답지를 비교하는 구간에서는 측두엽이 활성화되었다. 공간 방향화 요소는 문제를 탐색하는 과정과 문제와 답지를 비교하는 과정 모두 전두엽이 활성화되었다. 둘째, 빛과 그림자 과제를 해결 할 때에는 영역 일반적 기능인 공간 능력과 과학적 원리를 적용하는 영역 특수적 사고가 함께 필요하였다. 평행광의 그림자 모양 추론과 빛의 방향이 바뀔 때의 그림자 모양을 추론에서의 두뇌 활성 패턴은 공간 시각화 요소에 대한 신경과학적 모델과 유사하였다. 여러 방향에서의 그림자를 통해 원래 물체를 추론할 때에는 공간 방향화 요소, 점광원의 그림자 모양을 추론할 때에는 공간 시각화 요소에 대한 신경과학적 모델과 두뇌 활성 패턴이 유사하였다. 빛과 그림자 과제를 해결할 때 추가적으로 활성화 된 부위는 주로 연역적 추론, 작업 기억, 행동에 대한 계획 기능을 담당하는 중측두이랑, 중심앞이랑, 하전두이랑, 중전두이랑이었다. 따라서 빛과 그림자 과제를 해결하는 과정에서는 공간능력 외에도 그림자 생성 원리를 기반으로 한 연역적 추론, 빛의 진행 방향을 작업 기억에 유지시키는 것, 광원의 특징에 따른 과제 해결 과정 계획, 빛-물체-스크린의 공간적 관계 인지 등이 추가적으로 필요하다.

비착용형 센싱기술을 융합한 가상현실을 활용한 치매 케어 시스템 개발 (Dementia Care System Using Virtual Reality with Non-wearable Sensing Technology)

  • 유재환;안도현;천승호;허성필
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제59차 동계학술대회논문집 27권1호
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    • pp.79-82
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    • 2019
  • 본 논문은 VR을 기반으로 하여 별도의 장갑이나 핸드헬드 디바이스 없이 치매 예방과 재활치료를 위한 VR을 이용함으로써 사용자의 두뇌 사용능력과 신체 활동성을 증가시켜 치매예방과 재활치료 효과를 향상시킬 수 있도록 하였다. 치매 예방 콘텐츠로는 치매의 대표적인 원인인 뇌세포의 퇴화에 초점을 맞춰 기억력, 논리력, 산술능력, 공간인지능력 등을 훈련할 수 있도록 구성하고, 노인을 위한 재활치료 콘텐츠로는 상지훈련, 하지훈련, 정신훈련, 밸런스훈련 등에 효과적이도록 구성하였다. 1:N 방식의 그룹훈련으로 고도화하여 다수의 사용자 또는 그룹이 작업치료사 한 명의 통제를 받아 치매예방 및 인지훈련이 가능한 시스템 개발하고 공공보건의료시설, 요양원, 재활의학과 보유병원 등에서 이용할 수 있다.

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