• 전자공학회논문지SC
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• 제47권5호
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• pp.18-23
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• 2010

본 논문은 유발전위(evoked potential) 뇌파인 P300에 기반한 뇌-기계 인터페이스의 실시간 구현을 위한 효율적인 알고리즘을 제안한다. P300 뇌파는 외부 시각 자극이 인간의 의지와 일치할 경우, 100-300ms 부근에서 negative pick를 갖는 특성이 있다. 이러한 특성에 기초하여 P300 뇌파의 포텐셜(potential) 감소를 감지하여 인간의 의도를 역으로 추론할 수 있으며, 이를 뇌-기계 인터페이스에 활용할 수 있다. 연구에서 P300 뇌파는 인간의 두개골 외부에 부착된 전극을 통해 얻어졌으며, 시각적 자극으로는 2차원 알파벳 신호를 사용하였다. P300 뇌파의 포텐셜 감소 검출을 위하여 뇌파 포텐셜을 자극과 연계하여 확률적으로 모델링하였다. 확률적 모델은 피실험자가 의도하는 신호의 모델(target model)과 의도하지 않는 신호의 모델(non-target model)로 구성된다. 이러한 확률적 모델에 기반하여 피실험자의 의도를 추론하기 위해서 최우추정법(maximum likelihood estimation)을 사용하였다. 실험에는 신체 건강한 성인 남자 3명이 참가하였으며, 'A'와 'E' 실험에 대한 피실험자 k의 평균 성공률은 98%, 피실험자 j의 평균 성공률 90%, 그리고 피실험자 h의 성공률은 79.8%였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1993-1994
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• 2008

뇌-기계 인터페이스(BMI : Brain Machine Interface)는 사람의 뇌에서 추출된 데이터를 이용하여 신체동작 없이 기계나 컴퓨터를 동작시키는 새로운 인터페이스 기술이다. 이러한 뇌-기계 인터페이스 기술은 자발전위 뇌파와 유발전위 뇌파를 이용한다. 자발전위 뇌파는 원하는 파형의 파워 값을 조절하여 새로운 인터페이스를 만드는 것이고, 유발전위 뇌파는 자극을 받았을 때 발생하는 값을 이용하여 새로운 인터페이스를 구현하는 것을 말한다. 이 중 자발전위는 사람이 스스로 뇌파의 방출량을 조절할 수 있어 집중력 향상과 같은 효과를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 자발전위를 이용하여 뇌-기계 인터페이스 기술을 구현하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2015년도 추계학술발표대회
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• pp.1765-1768
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• 2015

3D 디스플레이 기술이 발달함에 따라 3 차원 공간에서의 뇌-컴퓨터 인터랙션 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 3D 디스플레이 기술은 사용자에게 실재감과 몰입감을 부여하여 특정 태스크를 수행할 때 사용자 태스크 퍼포먼스를 향상시킬 수 있다. 이와 같은 3D 입체감이 주는 긍정적 효과에 대한 연구는 교육, 주의력 향상, 엔터테인먼트를 목적으로 하는 뇌-컴퓨터 인터랙션 분야에서도 활발히 이루어지고 있다. 뇌-컴퓨터 인터랙션을 구성하는 뇌파성분에는 시각, 청각, 촉각 유발지속전위, 사건유발전위, 사건관련 동기/비동기화 성분, 느린 피질전위 등이 있다. 이 중 시유발 지속전위를 이용한 뇌-컴퓨터 인터랙션 기술은 오브젝트 콘트롤을 위한 사전훈련이 거의 요구되지 않으며 높은 정보전달율을 가지는 것을 특정으로 하기 때문에 최근 널리 사용되고 있다. 그러나 저주파수 대역의 명멸자극이 유발하는 피로감으로 인해 사용시간이 제한적인 한계점이 있다. 따라서, 본고에서는 유발뇌파의 일종인 시유발지속전위를 이용한 뇌-컴퓨터 인터랙션 기술을 소개하고 3D 홀로그램 인터랙션 수행 시 피로감을 최소화할 수 있는 방안에 대해 논의 하고자 한다.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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• pp.141-141
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• 2001

목적： 최근 들어 컴퓨터 그래픽의 발전과 함께 가상 현실 등에 연구 및 응용이 급증하고 있다. 본 연구의 목적은 fMRI를 이용하여 이차원 및 삼차원 시각자극에 대한 뇌의 기능을 살펴보는 것이다. 같은 영상에 대한 2D와 3D영상을 보여 주면서, fMRI 영상 데이터를 얻었다. 사람에게 미치는 자극 중에 하나인 시각 자극에서 2D와 3D에 대해 반응하는 차이를 규명하고자 하였다. 대상 및 방법： Gradient echo를 기반으로 한 EPI 영상기법을 이용하여, 가톨릭 의대의 3.0 Tesla whole body MRI system에서 실험하였다. 해부학적 영상을 얻기 위해서는 spin echo를 이용하였다. 4명의 volunteer에 대해 같은 영상에 대한 2D와 3D영상을 보여주면서 실험을 수행하였다. 시각자극의 paradigm은 5단계 (rest, active, rest, active, rest)로 하였고, 3번의 rest와 2번의 active구간을 사이에 두었다. 각각의 구간은 10번의 iteration으로 이루어져 있고, 첫 번째 구간은 15번으로 하여 처음 5개의 결과를 버리고, 데이터를 얻었다. 결과는 spm99를 이용하여 분석하였다.

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 2001년도 제6차 학술대회 초록집
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• pp.110-110
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• 2001

목적： 최근 들어 컴퓨터 그래픽의 발전과 함께 가상 현실 등에 연구 및 응용이 급증하고 있다. 본 연구의 목적은 fMRI를 이용하여 이차원 및 삼차원 시각자극에 대한 뇌의 기능을 살펴보는 것이다. 같은 영상에 대한 2D와 3D영상을 보여 주면서, fMRI 영상 데이터를 얻었다. 사람에게 미치는 자극 중에 하나인 시각 자극에서 2D와 3D에 대해 반응하는 차이를 규명하고자 하였다. 대상 및 방법： Gradient echo를 기반으로 한 EPI 영상기법을 이용하여, 가톨릭 의대의 3.0 Tesla whole body MRI system에서 실험하였다. 해부학적 영상을 얻기 위해서는 spin echo를 이용하였다. 4명의 volunteer에 대해 같은 영상에 대한 2D와 3D영상을 보여주면서 실험을 수행하였다. 시각자극의 paradigm은 5단계 (rest, active, rest, active, rest)로 하였고, 3번의 rest와 2번의 active구간을 사이에 두었다. 각각의 구간은 10번의 iteration으로 이루어져 있고, 첫 번째 구간은 15번으로 하여 처음 5개의 결과를 버리고, 데이터를 얻었다. 결과는 spm99를 이용하여 분석하였다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1992년도 제1회 신약개발 연구발표회 초록집
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• pp.29-29
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• 1992

척수에서의 통각전달은 말초에서 전달되는 통각정보가 척수내의 척수세포에 전달되면서 시작된다. 척수에 전달된 유해자극 정보는 척수내의 이차감각세포를 통하여 시상으로 전달되고 이로 인해 통증을 느끼게 된다. 이러한 척수내의 세포는 연수등의 여러 부위에 존재하는 신경 세포에 의하여 억제를 받으며 이와 같은 하향성 억제는 뇌에 존재하는 내재진 통계를 설명하는 중요한 인자가 되고 있다. 본 실험은 하부연수에 위치하는 신경핵인 Lateral reticular nucleus가 이러한 하향성 억제를 가졌는가를 알아 보고자 하였다. 이를 위하여 고양이를 마취시키고 척수궁을 절제하여 척수를 노출시키고 미세전극을 꽂아 척수세포의 활성을 기록하였다. 여덟마리의 고양이에서 31개의 척수세포를 기록하였다. 이 세포들 중 WDR세포가 14 (45%), HT가 9 (29%), LT 및 Deep세포가 각각 4 (13%)가 되었다. 이 척수세포에 북외측하부 연수인 lateral reticualr nucleus 주위를 건기자극하면 21개 (68%)의 세포가활성의 억제를 받았고 9개의 (29%) 세포는 아무런 변화가 없었고 1개의 (3%) 세포는 흥분되었다. 전기의 자극은 강도 100$\mu$A이며 자극길이는 100$\mu$S 그리고 100Hz의 주파수를 가진 펄스파였다. 이와같은 북외측하부연수의 전기자국은 신경세포의 자발활성뿐 아니라 수용장 자극에 의한 반응도 억제하였다.

• 대한약리학회지
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• 제32권3호
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• pp.293-300
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• 1996

흰쥐에 thioacetamide(TAA)를 투여하면 간성뇌장애가 유발된다. 두가지 행동 상태(꼬리 접촉자극 및 미자극)와 세 단계의 신경학적 이상의 단계(정상, 약한 운동실조, 심한 운동실조)별로 뇌파를 기록하였고, 뇌파 스펙트럼 및 대역 분석을 통하여 간성뇌장애 진행동안 뇌파의 정량적인 변동을 관찰하였다. 정상 쥐에서 자극은 $theta(3.5{\sim}8\;Hz)$ 및 $gamma(30{\sim}50\;Hz)$ 대역의 power을 증가시켰다. 운동실조가 있는 쥐에서 이러한 변화가 일어나지 못하였다. 꼬리 자극을 하는 상태에서 theta 대역의 변화는 gamma 대역의 변화 보다 더욱 일찍 관찰되었다. 신경학적 행동 단계가 심해짐에 따라서 $beta3(21{\sim}30\;Hz)$ 및 gamma 대역에서 power가 점차적으로 감소하였다. 또한 간성뇌장애의 신경학적 증상은 benzodiazepine계 물질에 의하여 야기된다는 가설이 있으므로 beta power의 증가가 관찰될 것으로 기대하였으나 이 연구에서는 관찰하지 못하였다. 이 결과들로 미루어 볼때 이 연구에 사용된 스펙트럼 및 대역 분석이 간성뇌장애동안 신경학적 증상의 정도를 정량화 할 수 있다고 생각된다.

• 감성과학
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• 제21권3호
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• pp.49-60
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• 2018

특성 분노는 분노 경험과 관련된 개인의 심리 특성 중 하나로, 특성 분노가 높은 이들은 낮은 이들에 비해 더 자주, 더 강하게, 더 길게 분노를 경험한다. 본 연구의 목적은 분노를 경험하는 동안에 활성화되는 뇌 영역을 관찰하고, 활성화된 뇌 영역 중 특성 분노와 연관이 있는 영역을 확인하는 것이다. 본 연구에서는 실험 참가자 35명을 대상으로 과거에 분노했던 기억을 회상하여 분노를 유발하는 과제를 수행하는 동안의 뇌 기능을 측정하였다. 정서적 중립 사건을 회상하는 조건에 비해 분노 사건을 회상하는 조건에서 더 활성화된 뇌 영역은 우측 superior temporal gyrus (BA38), 좌측 inferior frontal gyrus (BA45), 우측 thalamus, 우측 insula (BA13), 양측 cuneus (BA17), 그리고 우측 cerebellum anterior lobe으로 나타났다. 분노 회상 시 뇌 활성화 정도와 특성 분노 점수 간 상관 분석 결과, 특성 분노 점수가 높을수록 분노 회상시 우측 insula의 활성화가 높았다. Insula가 정서 경험과 신체 내부감각수용기에서 오는 정보를 통합하여 자극에 대한 주관적인 느낌을 표상하는 영역으로 알려져 있으므로, 특성 분노가 높은 사람일수록 분노 자극에 대한 주관적인 느낌을 더 강하게 표상한다고 해석할 수 있다. 이 연구 결과는 분노의 개인차에 대한 뇌 기제를 규명한 것으로, 분노 및 분노 조절 관련 문제들에 대한 신경과학적 이해를 향상시키는데 기여할 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국동물학회지
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• 제37권2호
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• pp.161-173
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• 1994

면역효소법을 이용하여 3종의 한국산 개구리 참개구리(Rono nigromaculuto), 옴개구리(R. rugosa), 북방산개구리(R. 겨대bowskii)의 뇌에서 GnRH 뉴우런의 분포 부위와 GnRH의 종류 등을 연구하였다. 1차 항체로는 anti-rat GnRH, anti-salmon GnRH anti-chicken 11 GnRH 항체를 사용하였다. 3종의 개구리에서 mGnRH cGnRH 11와 sGnRH가 이둔 동정되었으나 3가지 항체에 대한 각 종의 면역 반응성은 종에 따라 달리 나타났다 mGnRH는 옴개구리와 참개구리에서, sGnRH는 북방산개구리에서 강한 면역 반응을 나타냈으며 cGnRH 11는 3종의 개구리에서 중간 정도의 면역 반응을 나타냈다. 각각의 GnRH의 상대적인 양에는 차이가 있으나 일부 경우를 제외하고는 뇌의 동일한 지역에 분포하였다. 참개구리에서는 GnRH가 중격 내측핵(NMS), Broca band 핵(NDB)에 집단으로 분포하였다. 북방산개구리에서는 GnRH가 중격 내측핵, Broca bnad 핵에서 등쪽에서 배쪽으로 길게 선상으로 가장 협소하게 분포하였으며, 번식기와 직전(1월-3월)에만 면역 반응을 나타냈다. 옴개구리의 뇌에서 가장 광범위한 지역, 즉 종뇌의 중격 내측핵, Broca band 핵, 아래 교차 지역(SCA)과 간뇌에 GnRH 신경세포가 분포하였으며. 제3뇌실 맥락얼기에서 mGnRH 신경세포가 처음으로 동정되었다. 3종에서 공통적으로 중격 내측핵과 Broca band 핵에서 유래한 신경섬유는 복측 시상하부를 거쳐 정중융기에 이르렀다. 이러한 결과는 GnRH가 뇌하수체에서 생식소 자극 호르몬의 분비 조절에 밀접한 관계가 있음을 뜻한다.