• 제목/요약/키워드: 뇌연구

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한국형 뇌자도 시스템을 이용한 유발 자계 측정 및 임상 응용 (Measurement of Neuromagentic Evoked Fields Using Korean Magnetoencephalography system and Its Clinical Application)

  • 김봉수;장원석;황수정;김기웅;권혁찬;유권규;김진목;이용호;장진우
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권10호
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    • pp.213-220
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    • 2014
  • 시공간 분해능이 우수하고 비침습적으로 대뇌 신경활동의 측정이 가능한 뇌자도는 뇌기능 연구 및 뇌질환 진단에 유용한 진단용 의료기기이다. 순수 국내기술로 개발한 한국형 뇌자도 시스템을 임상시설(병원)에 설치하고 뇌질환 환자를 대상으로 유발자계를 측정, 분석하여 한국형 뇌자도 시스템의 임상 응용 가능성을 검토하였다. 1) 반측성 안면 경련 환자를 대상으로 소리자극에 대한 청각유발자계를 측정, 분석하여 안면신경과 청신경의 상호작용 여부 및 이명과의 연관성 검토, 2)뇌종양 환자의 정중신경 자극에 대한 체성감각 유발자계를 측정하여 뇌전증 유무에 따른 연관성 검토. 뇌자도 데이터의 분석 결과로부터 한국형 뇌자도 시스템이 뇌기능 연구 및 뇌질환 진단에 유용한 시공간적인 분석 정보를 제공할 수 있음을 시사하고 있다.

통계적 파라미터 뇌지도작성을 이용한 국내 어린이 뇌 SPECT영상의 표준틀영상에 따른 화소덩어리의 편차연구 (A Study on the Deviation of Cluster Based on Template Images of Korean Children's Brain SPECT Image Using the Statistical Parametic Mapping)

  • 신동호;박성옥;권수일;조철우;윤석남;이명훈;신동오
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권1호
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    • pp.45-53
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    • 2004
  • 통계적 파라미터를 이용한 뇌지도작성(SPM)은 어른에서부터 어린이에게까지 환자그룹간 또는 개개의 서로 다른 상태의 그룹간의 기능 영상을 비교하는데 널리 사용되고 있다. 그러나 SPM을 이용하여 어린이 뇌 영상을 분석할 경우 성인의 표준틀영상에 정규화되어 분석되고, 이로 인해 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구는 국내 어린이 2세에서 6세 사이 36명(평균 나이: 4.36세, 표준편차: 1.41세, 남자: 17명, 여자: 19명)의 MRI 영상을 이용하여 평균 MRI 영상을 만들고, 2세에서 6세 사이 13명의 어린이(평균나이: 4.80세, 표준편차: 1.17세, 남: 10명, 여: 3명)의 SPECT 뇌영상을 이용하여 평균 SPECT 영상을 만들었다. 이들 평균영상으로 국내어린이의 뇌 표준틀영상을 만들고, 어린이 ADHD의 뇌영상을 국내 어린이 표준틀영상과 SPM의 표준틀영상에 정규화 시켜 뇌혈류량에 따라 발생하는 화소덩어리의 위치를 비교하였다. 분석결과는 각 표준틀영상에 따라 최대 25 mm의 편차가 생겼다. 따라서 SPM을 이용한 어린이의 뇌영상을 분석할 경우 표준틀영상 또는 p값을 고려해야할 필요가 있다.

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토끼 뇌종양 모델에서의 관류 CT 영상에 관한 연구 (Research on Perfusion CT in Rabbit Brain Tumor Model)

  • 하본철;곽병국;정지성;임청환;정홍량
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제35권2호
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    • pp.165-172
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    • 2012
  • VX2 암종을 이식한 토끼 뇌종양 모델에서, perfusion CT(computed tomography, CT)를 이용하여 종양과 정상 뇌조직의 혈류 특성을 알아보고자 하였다. 체중 2.4~3.0kg(평균 2.6kg)의 토끼(New Zealand white rabbit) 수놈 9마리를 대상으로, 토끼 뇌에 VX2 세포 현탁액 $1{\times}10^7$ cells/ml, 0.1 ml을 이식하고 종양이 5mm 정도 크기로 자라면 perfusion CT를 시행 하였다. GE사의 AW(advantage windows workstation, version 4.2)로 종양의 용적과 perfusion 값을 산출 하였다. 뇌종양의 평균 용적은 $316{\pm}181mm^3$ 이었고, 가장 큰 종양은 497 $mm^3$, 가장 작은 종양은 195 $mm^3$ 이었 이식된 종양 모두 단일 결절형으로 만들어졌고, 두개강 내로 전이는 발견되지 않았다. perfusion CT에서 종양 중심부의 혈류량(cerebral blood volume, CBV)은 $74.40{\pm}9.63$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $16.08{\pm}0.64$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $15.24{\pm}3.23$이었다. 혈류 속도(cerebral blood flow, CBF)는 종양 중심부에서 $962.91{\pm}75.96$ 이였고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $357.82{\pm}12.82$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $323.19{\pm}83.24$ 이었다. 평균 통과시간(mean transit time, MTT)은 종양 중심부에서 $4.37{\pm}0.19$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $3.02{\pm}0.41$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $2.86{\pm}0.22$ 이었다. 투과성 표면적(permeability surface, PS)은 종양 중심부에서 $47.23{\pm}25.45$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $14.54{\pm}1.60$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $6.81{\pm}4.20$이었다. 또한, 종양 중심부에서 최고치 도달 시간(time to peak, TTP)은 $19.33{\pm}0.42$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $16.43{\pm}1.72$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $15.14{\pm}0.88$이었지만 통계적으로 유의하지 않았다. PEI(positive enhancement integral, PEI)은 종양 중심부에서 $61.56{\pm}16.07$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $12.58{\pm}2.61$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $8.26{\pm}5.55$ 이었다. 최대 증가 기울기(maximum slope of increase, MSI)는 종양 중심부에서 $13.18{\pm}2.81$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $6.99{\pm}1.73$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $6.41{\pm}1.39$ 이었다. 최대 감소 기울기(maximum slope of decrease, MSD)는 종양 중심부에서 $4.02{\pm}1.37$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $4.66{\pm}0.83$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $6.47{\pm}1.53$ 으로 나타났다. 결과적으로 정위적(stereotactic)으로 이식된 종양은 단일 결절형으로 두개강 내에 전이가 없어 정상 조직과 종양 조직의 비교 연구에 적합하며, perfusion CT 에서 얻어진 매개 변수(parameter)들은 종양과 정상 조직의 혈관 관류 상태 차이를 잘 반영해 주었다.

기저/아세타졸아미드 국소뇌혈류 SPECT의 확률 뇌지도 분석을 이용한 일측 중대뇌동맥 협착환자에서 시행한 스텐트 삽입술의 효용성 평가 (Efficacy Assessment of Endovascular Stenting in Patients with Unilateral Middle Cerebral Artery Stenosis Using Statistical Probabilistic Anatomical Mapping Analysis of Basal/Acetazolamide Brain Perfusion SPECT)

  • 김해원;원경숙;전석길;이창영
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제43권4호
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    • pp.280-286
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    • 2009
  • 목적: 중대뇌동맥 협착증은 예후가 좋지 않아 스텐트 삽입술 같은 적극적인 치료법이 많이 시행되고 있다. 이 연구는 일측 중대뇌동맥 협착에서 시행한 스텐트 삽입술의 효용성을 기저/아세타졸아미드 국소뇌혈류 SPECT의 확률뇌지도 분석법(statistical probabilistic mapping; SPAM)을 이용하여 혈류역학적 측면에서 객관적으로 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 2005년 8월부터 2008년 2월 사이에 일측 중대뇌동맥 협착증으로 진단되어 스텐트 삽입술을 시행한 환자 중에서 시술 전후에 기저/아세타졸아미드 국소뇌혈류 SPECT를 시행한 8명의 환자(남:여 = 3:5, 평균 연령: 64.8$\pm$10.5세)를 대상으로 후향적 분석을 시행하였다. 스텐트 삽입술 전후의 기저뇌혈류 및 혈류예비능(cerebral vascular reserve: CVR)의 평가를 위해 기저/아세타졸아미드 국소뇌혈류 SPECT를 시술 전후에 시행하였다. SPAM을 이용하여 협착이 있던 측과 협착이 없던 측의 중대피동맥 영역의 뇌혈류계수를 구하였다. 스텐트 삽입술 전후의 혈류예비능지표(cerebral vascular reserve index; CVRI)차이를 구하여 혈류예비능 호전을 나타내었다. 모든 환자는 스텐트 삽입술 후 출혈성 또는 허혈성 합병증이 없었고, 시술 후 3개월 이내 폐색성 뇌혈관 질환의 추가발병이 없었다. 결과: 스텐트 삽입술 후 협착이 있던 중대뇌동맥 영역의 기저 뇌혈류계수는 8명의 환자 중 7명에서 시술 전 기저뇌혈류계수보다 증가하였다. 스텐트 삽입술 후 혈류예비능 지표는 7명의 환자에서 시술 전보다 증가하였다. 집단별 분석에서 스텐트 삽입술 전 협착이 있던 중대뇌동맥 영역의 기저뇌혈류계수는 시술 후보다 유의하게 증가하였다(47.1$\pm$2.2 ml/min/100 g vs. 48.3$\pm$2.9 ml/min/100 g, p=0.025), 스텐트 삽입술 전 협착이 있던 중대뇌동맥 영역의 혈류예비능지표는 시술 후보다 유의하게 증가하였다(-2.1$\pm$2.9% vs. 0.1$\pm$1.3%, p=0.035). 협착이 없던 중대뇌동맥 영역의 기저뇌혈류계수 및 혈류예비능지표는 스텐트 삽입술 전과후에 유의한 차이가 없었다(p=0.161, p=0.889). 결론: 이 연구에서는 국소뇌혈류 SPECT의 SPAM 분석을 통하여 중대뇌동맥 협착환자에서 스텐트 삽입술 전과 후의 기저뇌혈류와 혈류예비능을 정량적으로 측정, 비교하여 시술 후 기저뇌혈류와 혈류예비능이 모두 유의하게 개선되었음을 밝혀내었다. 따라서, 뇌혈류 SPECT의 SPAM 분석은 중대피동맥 협착환자에서 스텐트 삽입술 후의 혈류역학적 개선을 평가하는데 유용할 것으로 사료된다.

백질변성이 섬망의 심각도 및 경과에 미치는 영향 (The Effect of Leukoaraiosis on the Severity and Course of Delirium)

  • 최원정;석정호;오승택;정태섭;김재진
    • 정신신체의학
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    • 제26권2호
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    • pp.194-200
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    • 2018
  • 연구목적 뇌 자기공명영상에서 발견된 백질변성의 소견은 인지기능 저하와 관련이 있다고 알려져 있지만 이의 중요성은 명확하게 밝혀진 바 없다. 본 연구는 뇌 자기공명영상에서 관찰되는 백질변성이 섬망의 심각도나 경과에 미치는 영향을 규명하기 위해 시행되었다. 방 법 섬망 삽화 전후에 뇌 자기공명영상이 촬영된 42명의 섬망 환자에 대하여 반정량적인 시각평가척도를 이용하여 뇌실주위 백질 고강도신호와 심부백질 고강도신호를 평가하였다. 이 고강도신호의 등급과 섬망평가척도 점수 간의 상관 관계를 분석하였고, 등급이 높은 군과 낮은 군으로 나누어 군에 따른 섬망평가척도 점수의 변화 차이를 추가로 분석하였다. 결 과 후두엽의 심부백질 고강도신호 등급과 섬망평가척도의 총점, 심각도 항목, 인지 항목 및 비인지 항목의 합과 양의 상관관계를 보였다. 또한 첫 평가와 추적 평가를 비교하였을 때 뇌실주위 백질 고강도신호의 등급이 낮은 군이 높은 군보다 섬망평가척도의 인지 항목 점수가 유의미한 경사로 가파르게 감소하였다. 결 론 뇌 백질 고강도신호 등급에 따라 섬망의 심각도와 호전 속도에 차이를 보이는 것은 뇌 백질변성이 대뇌 기능 연결성의 단절을 초래하여 유발한 결과로 볼 수 있다. 본 연구는 뇌 자기공명영상에서 발견된 고강도신호의 등급의 평가를 통해 섬망의 심각도와 경과를 예측해 볼 가능성이 있다는 점에서 임상적으로 유용할 수 있다.

모체 면역 활성화 유도 설치류 모델에서 미세아교세포의 역할 조사 (Investigating the Role of Microglia in Maternal Immune Activation in Rodent Models)

  • 김현주
    • 생명과학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.429-435
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    • 2023
  • 역학 연구에 따르면 임신 중 산모의 감염, 산모의 스트레스, 환경적 위험 요인이 태아의 인지 장애와 관련된 뇌 발달 이상 위험을 증가시키고 정신분열증 및 자폐 스펙트럼 장애에 대한 감수성을 증가시키는 것으로 나타났다. 여러 동물 모델은 모체 면역 활성화(MIA)가 태아와 자손의 비정상적인 뇌 발달 및 행동 결함을 유발하기에 충분하다는 것이 입증되었다. 모체 면역활성화 동물 모델에는 흔히 바이러스 모방 Poly I:C 또는 박테리아 유래물질 LPS 등을 임신한 어미에 도입시킴으로서 모체 면역이 활성화되며, 친염증성 사이토카인이 증가하고 자손의 뇌에서 미세아교세포 활성이 관찰되었다. 미세아교세포는 중추신경계에서 중재 역할을 하는 뇌 상주 면역 세포이다. 미세아교세포는 식균 작용, 시냅스 형성 및 분지, 혈관 신생과 같은 다양한 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 여러 연구에서 미세아교세포가 모체면역활성화 자손에서 활성화되어 있고, 다양한 사이토카인과의 상호작용을 통해 자손 행동에 영향을 미침이 보고되었다. 또한 신경세포와 별아교세포와의 상호작용을 통해 뇌회로에서도 중요한 역할을 담당한다. 그러나 미세아교세포가 뇌 발달 및 행동 결함에 필수적인지에 대해서는 논란이 있으며 정확한 메커니즘은 아직 알려지지 않다. 따라서 뇌 발달 장애의 잠재적 진단 및 치료를 위해서는 모체면역활성화 동물 모델에서 미세아교세포 기능 연구의 필요성이 더욱 요구되고 있다.

지능형 정보처리 모듈 설계 (Design of Intelligent Information Processing Module)

  • 김종수;김성주;김성현;김용민;전홍태
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2004년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제14권 제2호
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    • pp.409-414
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    • 2004
  • 생물학적 뇌 정보처리 메커니즘을 보다 정확하게 구현할 수 있는 시스템은 입력에 대한 정확한 인지 능력, 상황 판단 능력, 학습 및 추론 능력, 출력의 결정 능력 등의 성능 구현은 물론이며, 감정과 비교될 수 있는 시스템의 상태를 평가하여 판단 및 결정에 적용함으로써 매우 뛰어난 지능형 시스템이 될 수 있다. 공학적인 의미에서 살펴본다면 정보 처리 과정을 입력의 처리, 정보의 전달, 제어 입력의 결정에 대한 의미로 정의할 수 있지만 생물학적으로 입력을 분석하고 정보를 처리 및 전달하며 출력을 제어하는 모델인 두뇌의 정보처리 메커니즘에 비교한다면 현재의 공학적인 정보처리 방식 및 제어기의 성능은 극히 미약한 수준이라고 할 수 있다. 이런 이유에서 최근 많은 공학자들은 생물학적인 뇌의 정보처리 개념에 대한 규명을 시도하고 있으며, 실제 공학적인 모델로 개발하여 설명하고 구현하는 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 생물학적인 두뇌의 정보처리 메커니즘을 해석하고 공학적인 개념의 정립과 정보처리 흐름을 규명하고 정의함으로써 출력에 반영할 수 있는 모듈을 설계하고자 한다. 본 논문에서 제안된 모듈은 공학적인 분야는 물론 생물학적 뇌 연구에도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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기능적 자기공명영상에 나타난 한글 의미.통사 문장 처리의 해리 (Dissociation of the semantic and syntactic processing reflected on fMRI in Korean sentences)

  • 이홍재;이동훈;남기춘;이은정;문찬홍;유재옥;나동규
    • 한국인지과학회:학술대회논문집
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    • 한국인지과학회 2000년도 한글 및 한국어 정보처리
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    • pp.405-410
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    • 2000
  • 본 연구에서는 기능적 자기공명영상을 이용하여 한글 문장의 의미와 통사 처리에 관한 뇌의 활성화 양상을 비교함으로써 한글문장 이해의 과정에 대한 신경해부학적 증거를 찾고자하였다. 6명의 자원자를 대상으로 문장진위판다과제를 이용하여 활성화를 유도하였다. 1.5T 초전도 자기공명영상 장치에서 EPI로 BOLD 기법을 이용하여 기능적 영상을 얻었으며, 영상 후 처리는 SPM99 분석 프로그램을 이용하였다. 의미관련·통사관련 문장 모두 좌·우 전두회(frontal gyrus) 영역에서 활성화되었다. 의미와 통사처리 영역을 구분하기 위하여 감산법을 적용한 결과, 의미처리는 좌반구의 중측두회(middle temporal gyrus) 영역에서, 통사처리는 우반구의 하전두회(BA44) 부위에서 더 많이 활성화되었다. 의미처리에서 더 우세한 성향을 띠는 부위로 밝혀진 중측두회 영역은 의미처리시에 활성화되는 영역으로 보고하는 기존의 연구와 일치하는 결과이다. 의미와 통사 문장처리시의 뇌 활성화 양상은 뇌의 여러 영역에서 중첩되어 있기는 하지만, 특정영역에서의 차이를 보이고 있으므로, 의미와 통사처리기는 다른 기전(mechanism)에 의해서 일어남을 시사해 준다.

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뇌혈관의 혈류예비력 시뮬레이션 연구

  • 류아진;이경은;방현기;이종호;박선열;심은보
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2017년)
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    • pp.631-634
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    • 2017
  • 뇌혈관은 평상시 뇌조직의 필요량보다 더 많은 혈류를 수송할 능력을 가지고 있는데 이를 뇌혈관 혈류예비력이라 한다. 뇌혈관이 특정한 요인에 의해 협착이 생기면 뇌관류압이 감소하는데 이를 보상하기 위해 뇌세동맥의 내경을 확장시켜 뇌혈류를 유지하도록 하는 것이다. 따라서 예비력이 낮은 사람일 경우 협착으로 인해 혈관 내경이 좁아져 있다면 운동이나 스트레스 상황에서 뇌졸증 내지 뇌허혈의 위험이 증가된다. 따라서 본 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 뇌혈관 협착으로 인한 예비능 감소를 예측하였다. 이를 위해 환자의 MRA 영상 이미지를 영역화하여 3차원 격자를 생성하였으며 생성된 환자 맞춤 모델을 대상으로 전산유체해석을 진행하였다. 그리고 가상 협착을 모델에 적용하여 뇌혈관 협착률과 예비능의 관계를 분석했다.

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마이다스아이티의 뇌과학 기반 인적자원 관리 사례 연구 (Neuroscience based human resource management at Midas IT Co._A case study)

  • 이지훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.240-248
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    • 2020
  • 지난 20여 년 간 뇌 과학은 기능성 자기공명영상(fMRI) 등 새로운 기술에 힘입어 크게 발전했으며, 우리는 인간의 본성과 행동 변화에 대해 더욱 정확한 지식을 얻게 됐다. 이 같은 지식은 경영 분야에도 활발하게 응용되고 있다. 이 연구는 마이다스아이티의 사례를 통해 뇌과학을 경영에 어떻게 접목할 수 있는지 통찰을 얻는 것이 목적이다. 건설 소프트웨어 회사인 이 회사는 별도 조직을 두어 뇌 과학을 연구하고 있으며, 뇌 과학에 기반한 인사 정책을 만들어 시행하고 있다. 창업자 이형우 사장은 인본주의 경영 철학을 갖고 있으며, 뇌 과학 연구는 그 철학을 뒷받침한다. 연구 방법으로 사례연구 방법을 채택하였으며, 인터뷰와 직접 관찰, 참여 관찰, 문서 정보 등의 절차를 수행했다. 이 회사의 인적자원 관리 시스템은 뇌과학 연구가 응집된 'SCARF'라는 뇌과학 모델로 설명이 가능하다. 이 회사는 이 모델이 제시하는 것처럼 일터에서 지위감(Status), 확실성(Certainty), 자율감(Autonomy), 관계성(Relatedness), 공정성(Fariness) 위협을 줄임으로써 구성원의 신뢰와 만족도를 제고했고, 이는 창의적이고 고성과 조직이 되는 발판이 되었다.