This study aim to investigate the effects of supply of oxygen enhances cerebral activation through increased activation in the brain and using a 3 Tesla fMRI system. Five volunteers (right handed, average age of 21.3) were selected as subjects for this study. Oxygen supply equipment that provides 30% oxygen at a constant rate of 15L/min was given using face mask. A 3 Tesla fMRI system using the EPI BOLD technique, and three-pulse sequence technique get of the true axial planes scanned brain images. The author can get the perfusion images of the brain by oxygen inhalation with susceptibility contrast EPI sequence at the volunteers. Complex movement consisted of a finger task in which subjects flexed and extended all fingers repeatedly in union, without the fingers touching each other. Both task consisted of 96 phases including 6 activations and rests contents. Post-processing was done on MRDx software program by using cross-correlation method. The result shows that there was an improvement in performance and also increased activation in several areas in the oxygen method. These finding demonstrates that while performing cognitive tasks, oxygen administration was due to increase of cerebral activation.
오류를 최소화하는 방법에 기초한, 신경망에 대한 간단한 적응 집단 (population) 코딩 모델을 개발하였다. 이 모델은 원숭이의 자발적 팔운동에 있어서, 운동피질에서 발견되는 신경세포들의 집단 코딩의 성질과 잘 부합한다. 학습이 이루어진 후에, 특정의 방향성 모델 신경들을 제거함으로써, 이들 신경들의 코딩에 대한 기여를 조사하였다. 또, 나머지 신경들만을 가지고 학습을 시킴으로써, 그들 세포들의 선호 방향이, 코딩 오차를 줄이기 위해, 어떻게 변하는가를 관측하였다. 이와 같은 집단 코딩의 적응성은 아직 예측되거나 실험적으로 관측된 바가 없으므로, 집단코딩에 기초한 정보처리를 수행한다고 여겨지는 실제의 뇌피질에서도 유사한 적응성질이 존재하는지 조사해 보는 것도 흥미로울 것이다.
Brain computer interface is the technology of interface for next generation. Recently, user intention has been tried to be recognized for interfacing a computer. EEG plays important role in developing practical application in this area. Much research has focused on extracting EEG commander generated by human movement. ERD/ERS has generally accepted as important EEG parameters for prediction of human movement. However, There has been difference between initial movement indicated by ERD/ERS and real movement. Therefore, this study was to determine the time differences for brain interface by ERD/ERS. Five university students performed ten repetitive movements. ERD/ERS was determined according to movement execution and the significant pattern showed the difference between movement execution and movement indication of ERD/ERS.
인공 신경회로망은 인간의 뇌를 전산 모델로 구현한 것으로 상호 연결된 많은 정보 처리 유니트들로 구성되어 있으며, 이를 기초로 논리적인 추론을 수행할 수 있다. 특히, 신경망은 비선형 변수를 많이 포함하고 있는 복잡한 문제 해결에서 더욱 효과적이다. 신경망의 이러한 기능으로 인해 구조분야에서는 비선형적인 각종 구조실험의 결과예측이나 구조계획 그리고 최적 설계에 응용되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 인공 신경 회로망의 기본 이론을 설명하고, 현재까지 정립되고 있지 않은 대형 콘크리트 판넬간 수직 접합부의 최대 전단 내력 예측에 기존의 제안식과 인공 신경 회로망의 예측 결과를 비교하여 신경망의 적용가능성을 검토하고자 한다.
We investigated differences in ventricular and hippocampal volumes between CSF tap test (CSFTT) responders and non-responders in idiopathic normal-pressure hydrocephalus (INPH) patients and compared these parameters in INPH patients with that of age- and gender-matched healthy controls. We also evaluated relationships between ventricular and hippocampal volumes and clinical profiles in INPH patients. We enrolled 48 patients with INPH and 29 healthy controls. Ventricular and hippocampal volumes were measured on MRI, including 3-dimensional volumetric images. INPH patients, when compared to healthy controls, had significantly larger ventricular and smaller hippocampal volumes. No difference in ventricular and hippocampal volumes was found between CSFTT responders and non-responders in INPH patients. And hippocampal volumes showed significant negative correlations with Clinical Dementia Rating Scale scores, INPH grading scale cognitive scores, Timed Up and Go Test scores, and Unified Parkinson's Disease Rating Scale motor scores in INPH patients. Volumetric assessment of ventricular and hippocampal regions may have no predictive value in differentiating between CSFTT responders and non-responders in INPH patients. Our findings may help us understand the potential pathophysiology of unique symptoms associated with INPH.
망막은 눈을 통해 입력되는 빛을 수용하여, 이를 전기신호로 변환한 후 뇌의 시각 피질에 전달하는 역할을 수행한다. 망막을 하드웨어로 구현하기 위해서는 망막의 구조와 동작에 대한 이해가 필요하며, 이를 위해 망막의 모델링이 유용할 수 있다. 본 논문에서는 척추동물의 망막을 구성하는 신경세포와 시냅스의 신호 전달 경로를 포함하는 2-D 망막 네트워크 모델을 소개한다. 또한 수치해석을 기반으로 다양한 조건에서 망막 모델을 해석하기 위해 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 통해 다양한 세기의 빛이 망막에서 흡수되었을 때, 기존의 연구와 대비하여, 각 세포와 시냅스 노드 단위로 입출력 반응을 정밀하게 검증하여 인공망막 장치 개발에 기여하였다.
최근 교육현장 및 가정에서는 창의적 학습의 중요성이 높게 평가되면서 유아 및 청소년기 아동의 교육 수요가 증가하고 있지만, 단순한 암기교육 위주와 고전적인 교육방식은 학습자 중심적 측면에서 효과가 크지 않은 경우가 많다. 오랫동안 책상에 앉아 있는 학생들은 지루한 고전적인 학습방법을 선호하지 않으며, 현재 교육 현장에서도 융합 교육 트렌드에 부응하는 교육 방법 및 교육 콘텐츠가 부족한 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 학생들이 재미있고 친숙한 접근방법을 통해 운동을 병행하며 학습할 수 있으며, 뇌 가소성(brain plasticity) 활성화를 통해 교육 콘텐츠를 구현할 수 있는 시스템을 만들었다.
최근 시각 장애인을 위한 인공망막 모델 구현에 관한 연구 중 시피질 자극기 기술은 시각 자극 전달의 중간 단계를 생략하고 직접 뇌세포를 자극하는 것이다. 본 논문에서는 망막에서 시각 피질로 시각정보를 전달할 때 발생하는 시각 피질의 특성, 즉 방향성에 대한 반응 특성을 특징 데이터로 구성하여 인식함으로써 인간 시각 정보 처리와 유사한 영상 추출 및 인식 모델을 제안한다. 제안된 방법은 영상의 특징을 추출 한 후 Delta-bar-delta 기반 오류 역전파 알고리즘을 적용하여 영상의 특징들을 인식한다. 제시된 방법의 성능을 분석하기 위하여 다양한 숫자 패턴들을 대상으로 실험한 결과, 제안된 망막 세포로부터 전달된 정보를 방향성에 대한 민감성을 고려하여 영상의 특성을 추출하여 인식하는 모델이 기존의 영상 추출 및 인식 모델보다 인식률에 있어서는 별 차이가 없지만 다양한 실험에서 확인할 수 있듯이 인간 시각과 같이 인식 성능이 민감하지 않는 것을 알 수 있었다.
뇌파 정보는 분자 단계에서 행동 및 인지 단계에 이르기까지 생성된 정보의 양이 방대하며, 개인의 고유한 프라이버시영역을 나타내는 중요한 정보로 활용되고 있다. 이에, 뇌파정보의 다양한 정보를 통합하고 뇌파정보를 보호할 수 있는 프레임워크를 제시한다. 제안된 시스템은 전자정부 프레임워크 서버 시스템에 보안기능을 강화한 프레임워크로써, 메타데이터를 활용한 의존성 낮은 웹 애플리케이션 서버 시스템이다. 서버 구축을 위해 스프링 플랫폼의 MVC(Model, Vew And Control)프레임워크 웹 기반 환경에 스프링 시큐리티를 적용한다. 본 시스템은 강력한 보안시스템을 탑재한 독립적이고 경량화된 서버시스템으로 분석된 뇌파 정보를 확인할 수 있다. 이로 인해, 뇌파정보의 웹서비스 보안성을 높이고, 뇌파정보의 프라이버시 보호가 가능하다. 또한, 치매환자나 뇌인지 정보가 요구되는 경우 본 연구를 통해 원격의 실시간 확인 및 분석이 가능하다.
본 논문은 XR 콘텐츠나 인터페이스 환경에서 활용할 수 있는 음향 자극의 종류를 고찰하고, 청각 자극 기반의 감성 유발이 뇌과학적으로 실효성을 가지는지에 대해 논의하였다. 외부 청각자극, 감성변화 및 뇌연결성의 상관관계 규명에 초점을 맞추어, XR 환경에서 사용자 경험을 제고하기 위한 기계학습 기반 개인 맞춤형 사운드 트랙 제공 서비스 개발이 필요하다는 시사점을 도출하였다. 또한, 짧은 음향자극으로 감성을 유발할 수 있는지를 테스트하여 청각자극에 의해 유발된 각성상태에서 우측 전두엽이나 전두엽, 두정엽, 후두엽 네트워크에서 뇌의 기능적 연결성이 강화되고 이완시에는 상반된 패턴을 보이는 것을 확인하였다. 본 연구에서 도출된 결과는 보다 입체적인 XR 상호작용 경험을 제시하고 사용자의 XR 인지수용성을 제고하여, 현장에서 실질적으로 적용될 수 있는 초실감 XR 사운드 바이오피드백 시스템 개발에 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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