• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제41권4호
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• pp.616-626
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• 2022

본 연구에서는 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력 및 과학 학업성취도에 미치는 효과에 대해 알아보고자 하였다. 연구 대상은 B광역시 J초등학교 1개의 학급 22명을 실험집단, 다른 1개의 학급 22명을 비교집단으로 구성하였다. 실험집단은 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업을 실시하였고, 비교집단은 교과서와 교사용 지도서에 따른 일반적인 설명식 과학 수업을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감에 긍정적인 영향을 미쳤다. 둘째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 셋째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 학업성취도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 위와 같은 연구 결과를 통하여 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력 및 과학 학업성취도에 효과적인 수업 모형이라는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.215-222
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• 2017

본 연구는 뇌교육 기반 진로캠프 프로그램을 개발하고 적용함으로써 두뇌 특성을 파악하여 아동 및 청소년의 흥미 및 적성을 제대로 이해하는 것은 물론, 진로성숙도를 함양하는데 그 연구의 목적이 있다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 초등학생 59명, 중학생 76명 등 135명을 대상으로 2016년 6월 4일부터 5일까지 1박 2일 동안 뇌교육 기반 진로캠프 프로그램을 실시하였다. 본 연구의 결론을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 뇌교육 기반 진로캠프 프로그램은 단순한 진로 탐색 및 체험 위주의 프로그램이 아니라, 진로성숙도와 같이 직업의식을 함양하기 때문에, 아동 및 청소년의 건전한 직업관을 형성하는데 효과적이다. 둘째, 뇌교육 기반 진로캠프 프로그램을 통해서 아동 및 청소년 자신의 흥미 및 적성에 적합한 맞춤형 진로를 탐색하는 것은 물론, 진로역량을 개발할 수 있다. 본 연구에 대한 후속 연구에 대한 제언을 하면 다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 본 연구에서 개발한 뇌교육 기반 진로캠프 프로그램은 초등학생과 중학생의 특성을 고려하지 않고 동일한 프로그램을 적용하였기 때문에, 학교급별 특성을 반영한 프로그램을 개발할 필요가 있다. 둘째, 뇌교육 기반 진로캠프 프로그램의 효과성을 검증하기 위해서 진로성숙도 외에 다양한 진로 관련 변인들을 종속변인으로 설정하여 계속적인 후속연구가 필요하다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2004년도 춘계학술발표대회
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• pp.1645-1648
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• 2004

해마를 비롯하여, 뇌 기능과 밀접한 관련을 가지는 뇌 하위조직의 분석에 대한 최근 연구로 MR 영상 등의 해부학적 영상으로부터의 볼륨 추출, 형상 복원, 대칭성 비교 등을 들 수 있다. 이러한 연구들은 뇌의 해부학적 정보에만 의존함으로써 관심영역에 대한 신진대사 등의 분석에 한계를 가진다. 본 논문에서는 뇌 해마영역에 대하여 해부학적, 기능적 특성의 동시 분석이 가능한 프로시저를 제안한다. 먼저 해부학적 영상과 기능적 영상의 다중모달리티 영상정합을 수행하고 이를 기반으로 해마 SPECT 볼륨이 추출되며, 나아가 체적 측정 및 강도 분포 등의 정량분석을 수행함으로써 해부학적 영역의 기능정보에 대한 직관적이며 객관적인 분석이 가능하도록 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.477-485
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• 2018

본 연구에서는 초등학생의 두뇌 특성 및 기제를 고려하고 뇌과학에 근거한 뇌교육 기반 학습 프로그램을 단기간의 캠프 형태로 적용함으로써 초등학생의 자기주도적 학습 능력과 태도를 향상시키는데 그 연구의 목적이 있었다. 이를 위해 본 연구는 전국 초등학생 4, 5, 6학년을 대상으로 2박 3일 동안 뇌교육 기반 학습캠프 프로그램을 실시하였다. 2017년 2월 3일부터 5일까지 6학년 45명, 2017년 2월 22일부터 24일까지 4, 5학년 56명, 총 101명을 대상으로 두 차례 진행하였다. 본 연구의 결론을 제시하면 다음과 같다. 뇌교육 기반 학습캠프 프로그램이 초등학생의 자기주도적 학습 능력과 학습 태도를 향상시키는데 효과가 있는 것으로 나타났다. 첫째, 뇌교육 기반 학습캠프 프로그램은 뇌체조, 호흡, 명상을 통해 학습 집중력을 높일 수 있다. 둘째, 뇌교육 기반 학습캠프 프로그램 중에서 '브레인스크린(Brain Screen)'이라는 심상훈련을 통해 기억력을 향상시킬 수 있다. 셋째, 뇌교육 기반 학습캠프 프로그램을 통해 공부를 해야 하는 이유와 학습동기를 부여함으로써 '내 공부는 내가 한다' 라는 자기주도적 공부철학을 확립시킬 수 있다.

• 감성과학
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• 제13권1호
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• pp.225-234
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• 2010

본 연구는 효과적인 감성교육의 방향을 모색하기 위하여, 학습자의 긍정적 감성과 학습 및 동기의 관계에 대한 연구의 흐름을 고찰하였다. 이를 위하여 본 연구는 긍정적 감성의 정의를 살펴보고, 긍정적 감성이 인간의 인지적 영역, 창의성, 사회성, 삶의 만족도 등의 심리적 자원에 미치는 긍정적 효과, 긍정적 감성과 동기의 정적 관계에 대한 선행연구들, 긍정적 감성과 학습에 대한 연구들을 살펴보았다. 특히 본 연구는 교육에서의 긍정적 감성의 역할을 보다 과학적으로 탐구하기 위하여, 최신 뇌기반 학습과학(brain-based learning) 연구결과들을 살펴보았다. 즉 교육학, 심리학, 인지과학, 뇌과학 분야 등의 다양한 연구결과들을 고찰하여 교육에서의 긍정적 감성의 역할을 확인하였다. 또한 본 연구는 긍정적 감성이 실제적으로 긍정적 감성을 향상시키기 위한 구체적 교육 프로그램을 살펴보기 위하여, 자율성 지지적 환경에 대한 연구도 예시적으로 고찰하였다. 향후 긍정적 감성과 동기 및 학습의 유기적 상호작용을 극대화 하는 효과적인 감성교육의 방법론으로서 뇌기반 학습과학의 가능성과 한계점에 대하여 논의하였으며, 학교현장에서의 활용 방안 등에 대해서도 살펴보았다.

• 정보과학회 논문지
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• 제43권1호
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• pp.54-60
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• 2016

뇌의 유전자 발현 정보는 영역별 기능과 밀접한 관련이 있어 이를 분석하기 위해 다수의 유전자들 간의 발현 정도 및 발현 위치 정보와의 관계에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 기술을 통해 알렌 뇌과학연구소에서 제공하는 약 2만여개의 쥐 뇌 유전자 발현 정보 중 뇌의 해마 영역을 중점적으로 분석하여 유전자들을 자동으로 분류해내고 발현 위치 정보를 기반으로 군집화하여 가시화하는 방법을 제안한다. 이를 통해 해마 내 전체적으로 발현되는 유전자들과 특정 영역에만 발현되는 유전자들을 분류할 수 있었고 그 중 특정 영역에 발현되는 유전자들의 위치정보 기반으로 군집화된 데이터를 뇌 지도와 함께 관찰 할 수 있었다. 본 연구는 뇌의 기능과 영역과의 관계성 관련 생물학적 연구를 위한 실험군 선정작업에 이용되어 실험설계시간을 줄일 수 있고 기존에 알려진 뇌의 해부학적 구조보다 더욱 세분화된 구조를 발견할 수 있는 가능성을 제시할 것으로 기대된다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(상)
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• pp.206-209
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• 2002

의료 영상 처리 시스템에서는 영상들의 검색이 중요한 문제로 대두되고 있다. 그에 대한 해결 방법으로는 의료 영상 처리 시스템에 지능적인 내용 기반의 영상 검색 방법을 도입하는 것이다. 본 연구에서는 의료 영상에 적합한 분할 방법을 사용하여 뇌의 MR 영상에 대하여 내용기반 검색을 하기 위한 영상 특징 색인화 방법을 제안한다. 제안하는 색인화 방법은 뇌 MR 영상에서 뇌영역을 분할하고 특징들을 추출한 후 이 정보를 가지고 대상 영상의 그룹핑 정보를 유추하고, 각 대상 영상에서의 비정상 후보 영역 위치를 찾아내어 3차원 공간 색인을 하는 방법이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.635-644
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• 2011

본 연구는 컴퓨터를 통한 덧셈학습을 낮은 숫자(1 - 5)의 조합인 덧셈 학습과 높은 숫자(6 - 9)의 조합인 덧셈학습으로 나누어 문제 난이도에 따른 뇌 반구성을 분석하였다. 뇌 반구성의 특성을 보기 위하여 암묵적 연합검사(IAT, Implicit Association Test)를 통하여 덧셈학습 형태를 뇌의 반구성을 나타내는 감정과 논리와 연합시켜 덧셈 학습의 난이도에 따른 인지적 차이를 좌우뇌와 연결하여 분석하였다. 연구결과 뇌의 전체영역에서는 두정엽쪽의 저알파파(8-10Hz)와 후두엽의 SMR파(12Hz-15Hz), 남녀별로는 남자는 의미 있는 차이가 없고 여자인 경우 전두엽의 알파파(8-12Hz)에서 의미 있는 차이를 보여주었다. 뇌의 반구성은 측두엽을 중심으로 세타파(4-8Hz)와 베타파(12-30Hz)에서 의미 있는 차이를 보여주었다. 본 연구를 통하여 개인별 뇌기능의 특성에 기반한 컴퓨터 수학학습의 구성과 자료 개발을 위한 생리학적 기반 근거를 마련하였다. 본 연구결과는 수학 정보교육에서의 난이도 구성 및 문제해결과정의 학습자 인지과정에 대한 뇌활성도를 제시한 것으로 다양한 정보교육 과목 및 문제유형의 뇌과학적 규명에 대한 가능성을 보여주었다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2012년도 춘계학술발표대회논문집
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• pp.201-204
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• 2012

최근 우리나라 사회가 고령화로 진행함에 따라 노인성 질환인 치매 환자가 증가하고 있는 추세이다. 치매를 진단하기 위한 방법으로는 뇌 MR 영상을 사용하여 치매에 의해 영향을 받는 특정 뇌 영역인 해마의 위축률을 기반으로 진단 할 수 있다는 보고가 있다. 본 연구에서는 치매 환자 위한 보조적 판별 시스템 개발의 예비 연구로써 뇌 MR 영상 데이터를 3차원으로 가시화하는 것이 목적이며, 최근 대용량으로 획득되는 MR 영상을 고속으로 처리하기 위하여 CUDA를 사용한 병렬 컴퓨팅 구축을 하고 FPS(Frame Per Second)를 측정하여 유용성을 평가하고자 한다.

• 인지과학
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• 제21권2호
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• pp.309-338
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• 2010

본 논문에서는 사지가 마비되어 신체를 움직이지 못하지만 뇌의 기능은 살아있는 장애인들을 위하여, 생각만으로 외부의 장치를 제어할 수 있도록 하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI: Brain-Computer Interface) 기술을 연구하였다. 신경생리학 분야에서의 연구 결과에 의하면, 신체를 움직이는 상상을 할 경우, 뇌의 운동/감각 피질 영역에서는 $\beta$파(14-26 Hz)와 $\mu$파(8-12 Hz)가 억제/증가되는 ERD/ERS(Event-Related Desynchronization / Synchronization) 현상이 발생한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 이를 기반으로 혀, 발, 왼손, 오른손의 동작 상상을 자극으로 이용하여 변화하는 뇌 신호 패턴을 실시간으로 분석하여 피험자의 생각을 읽을 수 있도록 하였으며, 상 하 좌 우의 네 방향으로 이동할 수 있도록 하는 마우스 제어 인터페이스를 구현하였다. 동작 상상 시 발생하는 뇌 신경 활동의 변화를 관측하기 위해서 뇌에 손상을 주지 않으면서도 높은 시간 해상도로 측정이 가능한 비침습적 뇌전도(EEG: ElectroEncephaloGraphy)를 이용하였다. 그러나 뇌전도 신호는 특성상 신호의 크기가 미약하고, 잡음의 영향을 많아 분석이 어렵다. 따라서 이를 극복하기 위해 통계적 방법을 기반으로 한 기계학습 기법인 CSP(Common Spatial Pattern)와 선형판별 분석(Linear Discriminant Analysis)을 이용하여 서로 다른 동작 상상에 의해 발생하는 뇌 신호들 간의 분산이 최대가 되도록 신호를 변환하여 인식 성능을 높일 수 있었다. 또한 분석된 뇌 신호의 시각화를 통해, 기존에 알려진 뇌의 해부학적, 신경생리학적 지식과 일치하는 ERD/ERS 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.