• 정보처리학회논문지B
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• 제9B권1호
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• pp.35-46
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• 2002

뇌파(Electroencephalogram, EEG)는 뇌에서 막대한 수의 뉴런들의 전위차의 합으로 표현되는 시계열 전위차이다. 규칙적인 시간 간격으로 깊이를 가진 전극 측정에 의한 EEG로부터 서로 다른 구조를 가진 뇌에서의 뉴런 집단의 동역학을 평가할 수 있다. 최근에는 비선형 동역학 연구를 통해 뇌 기능 연구를 정량적으로 분석할 수 있는 방법이 개발되고 있다. 본 논문은 뇌파 신호를 분석함에 있어서 독립성분분석(Independent Component Analysis, ICA)의 적합성을 고려해 보았고, 15명의 정상인의 발가락 자극에 대한 EEG 신호에 이를 적용하여 독립 소스들을 분리해 내었다. 또한 Topological Hawing을 이용하여 각각의 독립 소스들의 기여도를 나타내었다. 이를 통하여 EEG에 독립성분분석을 적용함으로써 뇌 활동의 시간적, 공간적 분석이 가능하고 유용함을 나타내었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제7권1호
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• pp.15-23
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• 2006

뇌의 조화로운 개발은 시대를 막론한 고유의 목표였고 이를 위한 다양한 훈련 프로그램들이 교육현장에서 그리고 상업적 시장에서 선보여 왔다. 그러나 이러한 훈련방법들은 뇌 생리적(neurophysiology) 견지에서 그리고 뇌 개발의 방법론적인 견지에서 바라본다면, 다소 편협되고 뇌의 전인격적인 개발에 반하는 요소들이 내재되어 있다는 점을 지적하고 싶다. 그럼으로 뇌로 하여금 전인격적인 다양한 자극에 반응하여 스스로 학습하고 생성을 계속하게 하며 하며, 뇌세포 간 무수한 시냅스(synapse)를 창조 강화케 하며, 그로 인해 뇌신경회로를 형성케 하는 것이 바람직한 뇌 훈련 프로그램이다. 본 연구는 특정한 목적에 맞게 제작된 multimedia를 이용한 두뇌 훈련 프로그램을 사용하였을 때 실제로 두뇌개발 효과가 있는지의 여부를 뇌파를 직접 측정함으로써 훈련효과의 여부를 보다 객관적으로 정량적으로 분석한 것이다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권2호
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• pp.239-247
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• 2017

과거의 교육은 주로 좌뇌 발달에 치중되어 지식 전달 위주의 형태로 시행되었으나, 우뇌 역할의 중요성이 밝혀지면서 창의성과 관련된 다양한 교육이 시도되고 있다. 뇌에 관한 연구의 진보에 따라, 좌뇌와 우뇌의 기능이 서로 상이하다는 관점에서 일부 기능이 특화되어 있지만 많은 뇌의 기능은 좌뇌와 우뇌가 협력적으로 수행하고 있음이 밝혀지고 있다. 본 연구는 좌우뇌의 균형있는 발달을 위하여 한자를 소재삼아 콘텐츠를 개발하였다. 음양오행의 다섯 가지 요소를 도입하여 항목을 정의하고, 각 한자당 4 단계를 거쳐 학습하도록 구성하였다. 1단계는 시각적 강제 결합을 활용한 뇌를 자극하는 도입단계, 2단계는 우뇌형 학습, 3단계는 좌뇌형 학습, 4단계는 좌우뇌통합 학습 구조로 설계하였다. 개발된 콘텐츠에 전문가의 인터뷰를 통해 효과적인 두뇌 학습 콘텐츠로서 가능성을 확인할 수 있었다.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제31권1호
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• pp.20-32
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• 2014

연구배경 : 침의 효과와 신경생리학적 기전에 관한 연구가 기능자기공명을 이용하여 활발히 이루어지고 있다. 좌우측 동일한 혈위에 대한 자침이 뇌 기능에 미치는 효과에 대하여 논란이 되고 있다. 그러나 동일한 혈위에 대한 좌측 또는 우측 자침이 뇌기능에 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 점이 있다. 목적 : 본 연구의 목적은 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD (blood oxygen level-dependent) 반응을 살펴보고 비교하는 것이다. 방법 : 14명의 건강한 남자를 대상으로 좌우측 족삼리에 가짜 침과 진짜 침 자극을 하였다. 좌우측 족삼리 자침이 뇌 기능에 미치는 영향을 알아보고 비교하기 위해 4가지 실험 디자인을 선택하였다. 첫째와 셋째 스캔은 우측 족삼리에, 둘째와 넷째 스캔은 좌측 족삼리에 가짜침과 진짜침 자극을 주었다. 또한, 자침은 자극기에 자침 및 자극을 주었으며, 자극기가 끝남과 동시에 발침하기를 반복하였다. 통계분석을 위해 SPM8을 이용하여 one sample T-test와 within-subject the analysis of variance (ANOVA) test 를 실시하였다. 통계 결과 좌측과 우측 족삼리 자침에 의해 BOLD 반응의 차이를 보이는 9개 영역의 ROI (regions of interest)에서 BOLD 신호를 추출하였다. 결과 : 좌측과 우측 족삼리의 자침에 의한 BOLD반응은 서로 다른 방식으로 나타났다. 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD반응을 비교한 결과, 좌측 족삼리 자침은 우측 족삼리 자침에 비해 주로 해마옆 이랑 (브로드만 영역 28), 배외측 전전두 피질 (브로드만 영역 44), 시상, 소뇌정상과 기저핵의 전장에서 더 높은 활성반응이 나타났다. 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD반응을 각각 조사한 결과, 우측 족삼리 자침은 주로 대뇌섬과 보조운동영역 그리고 전대상이랑 (브로드만 영역 24)에서 활성화가 나타났으며, 좌측 족삼리 자침은 주로 대뇌섬과 일차 체감각 피질 (브로드만 영역 2) 그리고 배외측 전전두 피질 (브로드만 영역 44)에서 활성화가 나타났다. 결론 : 본 연구는 기능적 자기공명영상을 이용하여 좌측과 우측의 족삼리 자침이 인간의 뇌에 미치는 영향을 알아보고 비교한 최초의 연구이다. 본 연구 결과는 좌측과 우측 족삼리 자침은 통증조절효과에 서로 다른 방식으로 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 연구 결과는 좌측과 우측 자침이 뇌 신경에 미치는 영향의 차이에 대한 증거가 된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권1호
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• pp.47-52
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• 1999

목적 : 시각자극을 이용하여 대뇌 후두엽에서 BOLD(blood oxygen level dependent)효과에 의한 기능적 자기공명영상과 양성자 자기공명분광법을 이용한 대사물질영상( metabolic i image)을 얻어 그 결과를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 24세에서 30세 사이의 8명의 남자와 2명의 여자를 포함하는 10명의 정상 성인 남녀를 대상으로 1.5T MRI에서 시각 지극을 이용하여 echo planar imaging펠스시퀀스를 사용하여 BOLD효과에 의한 영상들을 대뇌 후두엽에서 얻었다. 시각자극은 8Hz의 red flicker를 이용한 광 자극을 주였다. MR에서 얻어진 영상들을 workstation으로 전송한 뒤 자체 개발한 분석프로그램을 사용하여 상관계수방법을 이용하여 기능적 영상을 구하였다. 그리고 얻어진 영상의 활성화 부위를 선정한 뒤 양성자 자기공명 분광법을 사용하여 시각 자극에 의한 뇌 활성화시 대사물질의 변화를 분석했다. 그 후 자가공명분광영상법(magnetic resonance spectro-scopic imaging)를 실행하여 젖산(lactate)의 대사물질 영상을 얻었다. 결과 : 시각 자극에 따른 BOLD효과에 의한 뚜렷한 활성화 부위가 후두염 대뇌피질에 나타났다. 또한 이들 활성화 부위에서 자기공명분광법을 시행한 결과 휴식상태와 시각자극상태에서 NAA(N-acetyle aspartate)/Cr(creatine)이 $1.79{\pm}0.28$에서 $1.88{\pm}O.20$으로 거의 변화가 없는 것에 반해 lactate는 자극 전후 $9.48{\pm}4.38$배로 증가하였으며 이를 바탕으로 lactate에 대한 대사물질영상을 얻을 수 있었다. 결론 : 시각자극에 의한 뇌 활성화시 BOLD효과를 이용한 자기공명영상볍으로 활성화 부위를 확인할 수 있었고, 같은 부위에서 자기공명분광법을 이용하여 lactate의 증가를 확인하였다. 또한 lactate의 증가를 대사물질영상으로 표현함으로써 두 결과에 대한 상관관계 및 뇌 기능적영상에 대한 신뢰성을 높일 수 있게 되었다.

• 인지과학
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• 제21권2호
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• pp.359-386
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• 2010

본 연구는 공간작업기억과 비공간작업기억의 유지 처리에 대한 영역특수모형과 처리특수모형을 검증하고자 수행한 사건유관 fMRI 연구이다. 지연반응과제에서 얼굴자극을 표적자극으로 사용하고 표적자극의 수를 달리하여 기억부하를 조작하였으며 일정한 지연기간 후 위치 및 얼굴 재인판단을 요구하였는데, 지연 동안 정보유형(위치와 얼굴)이 기억부하효과의 신경상관물에 미치는 영향을 뇌영상 처리로 분석하였다. 독립변인은 정보유형(자극영역)과 기억부하(표적자극의 수)로서, 정보유형변인은 얼굴작업기억(비공간작업기억) 및 공간작업기억의 두 수준, 기억부하변인은 표적자극이 1개인 조건(저부하)과 3개인 조건(고부하)이었다. 행동수행 분석 결과, 재인정확도에 있어 얼굴작업기억과 공간작업기억 간에는 차이가 없었으며 두 작업기억 모두에서 동등한 정도의 기억부하효과가 확인되었다. 뇌 영상분석 결과, 유지단계에서 전전두피질의 하측 및 중/상측영역이 모두 얼굴작업기억과 공간작업기억 양자와 관련되고 특히 VLPFC가 두 작업기억에 공통적으로 관련된다는 것이 밝혀졌는데, 이러한 결과는 처리성분에 따른 전전두피질의 기능적 전문화를 주장하는 처리특수모형에 더 잘 부합된다.

• 감성과학
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• 제16권4호
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• pp.527-534
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• 2013

본 연구에서는 코히어런스 분석을 통하여 시각집중 기간 동안 시간 변화에 대한 뇌기능과 관련된 공간-주파수간 연관관계를 해석하였다. 집중관련 시각자극 실험 데이터를 통해 ${\theta}$와 ${\alpha}$ 대역에서 서로 다른 두피 위치간 위상연관변화를 확인하였다. 좌우 전두엽, 전두엽과 두정엽 간 뇌유발전위는 P100, N200지점에서 위상동조를 보였으며, 전두엽과 후두엽 간 뇌유발전위는 시각 처리 정보가 반영되는 P300지점에서 위상동조를 보였다. 고정된 길이의 창을 이용하는 단구간 푸리에 변환에 비하여 연속 웨이블릿 변환은 모 웨이블릿의 파라미터 조정을 통한 다중해상도 분석이 가능하였다. 따라서 연속 웨이블릿 변환을 이용한 코히어런스 결과가 시간변화에 대한 뇌유발전위의 공간-주파수간 연관관계의 변화를 확인하는데 유효함을 확인하였다. 비 집중 자극수행에 대해서는 위상동조 현상이 나타나지 않았다.

• 감성과학
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• 제16권4호
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• pp.503-508
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• 2013

본 연구에서는 집중력이 중요한 학령기 아동을 대상으로 '비 집중 상태'와 '집중 상태'에 대한 뇌파의 차이를 분석하기 위해 비선형 해석 방법의 하나인 반복 정량 분석(Recurrence Quantification Analysis, RQA)을 이용하였다. 건강한 아동 21명(남성 12명, 여성 9명)을 대상으로, 청각 자극이 나오는 시점 전 500msec를 '비 집중상태' 자극 후 500msec를 '집중 상태'로 실험을 진행하였다. 실험결과 반복 정량 분석의 파라미터 값은 '비 집중 상태'보다 '집중 상태'가 큰 것을 확인하였다(p < 0.05). 또한, 상태에 따른 유발 전위의 반복궤적과 색상 반복궤적을 도식화하여 비선형 특성을 확인하였고, '비 집중 상태'보다 '집중 상태'일 때 뇌가 복잡한 특징을 나타내는 것을 알 수 있었다. 본 실험을 통하여 청각 자극에 대한 비 집중 집중 시 뇌의 비선형 특성을 반복 정량 분석을 통해 해석할 가능성을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제40권3호
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• pp.228-233
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• 2021

본 논문에서는 다양한 음악 템포 자극에 따라 변화하는 다채널 ElectroEncephaloGraphy(EEG)의 특징을 추출하고 분류하는 방식을 제안한다. 제안하는 방식에서 3차원 합성곱 양방향 게이트 순환 신경망은 전처리 과정 통해 변환된 3차원 EEG 입력 표현으로부터 시공간 및 긴 시간 종속적 특징을 추출한다. 실험 결과는 제안된 템포 자극 분류 방식이 기존의 방식보다 우수하며 음악 기반 뇌-컴퓨터 인터페이스를 구축할 수 있는 가능성을 보여준다.

• 감성과학
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• 제5권4호
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• pp.67-75
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• 2002

뇌기능 장애 환자에서 자세균형 제어능력의 저하는 보행 및 일상생활동작 수행 등에 어려움을 초래하며 이에 대한 정확한 평가 및 치료를 위하여 일상의 환경변화와 유사한 상황을 제공하고 이에 따른 자세균형 조절 능력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 뇌기능 장애 환자에서 가상적 움직이는 환경에 따른 자세균형 조절 기능을 정확히 평가하고 환경의 움직임이 자세균형 조절에 미치는 영향을 분석하였다. 15명의 뇌기능 장애 환자들과 정상인 15명을 대상으로 실생활과 유사한 환경의 조성을 위하여 HMD를 이용한 가상 환경 움직임(Virtual Moving Surround)을 네 가지 다른 패턴으로 제공하였다. 자세동요의 정도는 힘판을 이용하여 신체압력중심의 변화를 전체이동거리, 동요주파수, 최대 빈도 COP 위치로 측정하였으며 가상 환경의 차이에 따른 변화를 비교 분석하였다. 연구결과 검사 재검사 신뢰도평가에서 일관된 분석결과를 나타냈고 뇌 기능장애 환자와 정상인의 분석에서는 두 그룹간의 차이를 확인할 수 있었다. 특히 전후로 빠르게 변하는 가상 환경에서 가장 큰 자세동요를 나타내었고 통계적으로 유의한 차이가 있었다. 본 연구를 통해 뇌기능 장애 환자에서 가상 환경 변화가 자세균형 조절에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며 이러한 환자들을 위한 치료와 평가 환경 조성 등에도 유용한 자료로 쓰일 수 있을 것으로 사료된다