• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.1067-1070
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• 2011

현재 뇌에 대한 연구는 지속적으로 연구되고 있는 분야 중에 하나이다. 뇌파나 뇌의 활동들을 분석할 수 있는 장비들이 개발되면서 더욱 활발하게 연구되어지고 있다. 기중 뇌의 기능에 대한 연구들도 화발하게 연구되고 있는 분야 중에 하나이다. 뇌의 기능은 보고, 듣고, 말하고, 생각하는 등의 모든 행위들과 연관되어있다. 또한 그러한 기능들은 인지능력이라고 하기도 한다. 인지능력은 인지적, 정신적인 요구가 필요하다. 이러한 것을 인지부하라고 하고, 과도한 인지적, 정신적인 요구는 인지과부하라고 한다. 인지부하에 따라서 인지능력은 영향을 받는다고 할 수 있다. 본 연구에서는 인지부하에 따라서 인지능력이 변화하는 정도를 실험하였다.

• 응용통계연구
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• 제35권1호
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• pp.161-175
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• 2022

뇌활동으로 발생하는 전기신호는 다시 자기신호로 유도되는데 센서로 측정한 것을 뇌자도(magnetoencephalography, MEG)라고 한다. MEG 기술은 비접촉, 비침습적인 측정방법이고 시간분해능과 공간분해능력이이 우수하기 때문에 뇌의 기능적인 정보를 얻는데 유용하게 사용될 수 있다. 또한 MEG 신호를 측정하고 분석하여 뇌신경전류의 활동을 이해할 수 있고 나아가 정밀한 뇌기능 연구가 가능하다. 본 연구에서는 뇌 활동(brain activity) 현상에 관한 궁극적 정보를 얻기위해 MEG 데이터의 특성을 설명하고 통계적 문제를 다루어 앞으로 뇌연구에 통계학의 필요성과 뇌정보학의 중요성을 강조하고자 한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권1호
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• pp.34-40
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• 2004

본 연구는 기능성 식품으로의 활용을 위한 한약자원에 관한 연구의 일환으로 계획되었고 선행연구와 문헌상의 기록을 바탕으로 한 오미자의 여러 기능 중 혈류개선효과에 중점을 두고 그 기능을 과학적으로 확인하여 보고자 하였다. 백서를 대상으로 LDF를 이용하여 오미자의 국소 뇌혈류량과 혈압에 대한 효능을 관찰한 결과는 다음과 같다. 오미자를 여러 농도로 투여시 국소 뇌혈류량은 증가되었다 오미자가 국소 뇌혈류량을 증가시키는 기전을 확인하기 위해 propranolol, atropine, L-NNA, indomethacin을 전처리한 후 오미자를 투여 했을 때는 국소 뇌혈류량에 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 methylene blue를 전처리한 후 오미자를 1.0 mg/kg 농도 이상으로 투여했을 때는 국소 뇌혈류량이 유의적으로 증가함을 관찰할 수 있었다. 오미자를 여러 농도로 투여시 혈압은 하강되었다. 오미자가 어떤 기전으로 혈압의 변화를 초래하는지를 확인하기 위해 propranolol, atropine, L-NNA, indomethacin을 전처리한 후 오미자를 투여했을 때는 혈압하강에 유의한 변화를 관찰할 수 없었으나 methylene blue를 전처리한 후 오미자를 1.0 mg/kg 농도이상으로 투여했을 때에는 혈압이 유의적으로 하강하는 변화가 나타났다. 이상의 결과에서 오미자는 뇌혈류량을 증가시키고 혈압을 강하시키는 작용이 있음을 확인하였고 그 기전은 guanylyl cyclase의 활성을 변화시킴으로써 나타나는 결과로 판단된다. 따라서 연구의 목적인 기능성 식품으로의 활용에 있어 원재료로 사용이 가능하다고 판단되며 향후 오미자를 이용한 기능성 식품의 제조 및 완제품에 대한 기능성을 평가하여 기능성 식품시장이 올바르게 정립되는데 기여하고자 한다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제14권
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• pp.177-195
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• 2001

인간의 교수${\cdot}$학습은 본질적으로 뇌 기능과 많은 관련을 맺고 있기 때문에 뇌-기반 학습에서는 우리의 뇌가 최적으로 학습하는 방식에 기초해 접근을 시도한다. 지난 30년간의 뇌에 대한 연구는 교수${\cdot}$학습에 대해서 이용할 만한 많은 정보를 제시하고 있다. 많은 교육연구가들은 뇌 연구를 기초로 뇌가 최적으로 학습하는 뇌-친화적 환경을 도입하였고, Politano & Paquin(2000)은 현행교실에 실제로 이용 가능한 뇌-기반 환경을 창조하기 위한 기초로서 10가지 요소를 제시하면서 뇌-기반 학습에서 학습자는 자신에게 익숙한 학습감각을 가지고 있으며 그것을 통한 학습이 효과적임을 말하였다. 수학교육에서도 이와 같이 뇌-기반 학습을 배경으로 하는, 학습자의 학습감각을 고려한 교수${\cdot}$학습이 의미있다고 할 수있다. 본 연구에서는 뇌기반 학습의 의미를 고찰하고, 제 7차 교육과정이 실행되는 초등학교 4학년, 중학교 2학년, 고등학교 1학년에 교실에 대한 학습감각을 조사하였으며, 수학 교실에서 학습자의 학습감각을 고려한 수업활동을 제시하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제2호
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• pp.381-384
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• 2005

현존하는 정보처리 시스템 중에서 가장 뛰어난 성능을 지니고 있는 것은 인간의 두뇌라고 할 수 있다. 두뇌의 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 쥘 수 있다. 이러한 뇌 정보처리 시스템의 구현에 앞서 본 논문에서는 생물학적인 대뇌 피질의 구조를 살피고 정보의 처리 영역을 고찰하고 정보의 흐름을 소개하였으며 이를 바탕으로 뇌 정보처리 메커니즘을 공학적인 측면에서 해석해 보았다. 특히, 뇌 영역의 기능 및 구조적인 특징, 정보의 처리과정 등을 공학적으로 해석하였으며 이는 뇌의 기능을 모방한 공학적인 모델을 구현하는데 있어서 기초가 될 것이다.

• 인지과학
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• 제33권1호
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• pp.51-75
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• 2022

경두개 직류전기자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)은 지각, 인지, 운동 등의 뇌기능 향상 및 발달 효과가 입증되며, 다양한 분야에서 활용 및 응용되는 비침습적 뇌자극술이다. tDCS 효과는 뇌의 해부학적 구조, 뇌의 노화 정도 등의 뇌신경활성화 특징에 따라 다르게 나타난다는 연구결과들이 보고되고 있다. 일주기 리듬(circadian rhythm)은 대략 하루 주기의 수면과 각성의 생리적 변화패턴을 의미하며 뇌신경활성화 상태는 일주기 리듬에 따라 다르게 나타난다. 일주기 유형(chronotype)은 하루 중에 발현되는 각성도의 크기에 따라 아침의 각성도가 큰 유형은 아침형으로 저녁의 각성도가 큰 유형은 저녁형으로 나누어진다. 본 연구는 일주기 리듬에 의해 변하는 뇌기능 특징이 tDCS 효과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 총 20명의 건강한 성인 대상으로 실험을 진행하였고, 참가자들은 일주기 유형을 분류하기 위해 아침형-저녁형 설문지에 의해 주간형(아침형, 중간형)과 야간형(저녁형)으로 분류했다. 본 실험은 Zoom 프로그램을 이용하여 참가자와 실험자가 온라인으로 만나서 실험을 진행했다. 실험이 확정된 참가자는 실험자로부터 뇌파 기기, 뇌파 데이터를 획득하는 앱이 있는 핸드폰, 핸드폰 거치대, 뇌자극 기기의 사용방법에 대한 설명을 듣고 기기를 테스트해보고 기기를 전달받았다. 기기사용의 어려움을 가진 2명의 참가자는 대면 실험을 진행하여, 실험자가 기기작동을 하여 실험에 참여했다. 일주기 리듬의 상태에 따른 뇌자극 효과를 알아보기 위해 1주일 간격으로 아침과 저녁에 실험했으며, tDCS 자극 전과 후의 신경활성화 반응의 차이를 뇌파를 이용하여 측정하였다. 뇌자극에 의한 뇌기능 변화를 확인하기 위해 자극 전의 뇌파와 자극 후 뇌파가 다른 패턴을 보이며 분류가 잘되는 지를 예측 정확도로 분석했으며, 뇌기능 특징 변화가 일주기 리듬과 일주기 유형에 따라 다르게 나타나는지 확인하기 위해 각 조건의 분류조건(아침/저녁, 주간형/야간형)에서 추출된 주요 EEG 특성을 비교했다. 54개의 뇌파 특성값을 추출하여 SVM(Support Vector Machine) 기계학습 알고리즘으로 분류 모델을 구축하였고, 구축된 모델을 Leave-One-Out 교차검증(Leave-One-Out Cross-Validation)을 사용하여 자극 전과 후의 뇌파 반응을 예측하는지 평가하였고, 분류예측모델의 주요 예측 인자를 확인하는 주요 특성 분석을 진행하였다. 아침과 저녁의 tDCS에 따른 뇌파 특징을 분류하는 예측 정확도는 모두 98%로 나타났으며, 주간형의 아침 자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 92%와 96%이며, 야간형의 아침자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 모두 94%로 나타났다. 아침 자극 전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성결과는 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 좌측 측두 두정엽과 전전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽의 뇌파 특성값들만 나타났다. 저녁 자극전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성 결과 또한 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 우측 측두 두정엽과 좌측 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽과 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났다. 이와 같은 연구결과는 일주기 리듬과 유형에 따라 아침과 저녁의 뇌기능 특징이 다르게 나타나서 뇌자극 효과가 다르게 나타날 수 있음을 확인한 결과이다. 본 연구의 결과는 효과적인 뇌자극을 위해 개인의 뇌신경 활성화 상태 및 특징에 따라서 뇌자극 프로토콜을 조정할 필요성을 제시한다는 데에 의의를 찾을 수 있다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.13-17
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• 2009

본 논문에서는 학습집중력을 향상 시킬 수 있는 시트를 제작 하였다. 학습집중력의 향상을 입증하기 위하여 인체내에 존재하고 있는 조영제를 이용하여 공간적 시간적 해상도가 뛰어나고 비침습적으로 뇌기능을 측정할 수 있는 기능적 자기공명영상을 획득하고 뇌파측정을 한 결과 기억작용과 관련 있는 전두엽 부근의 뇌혈류량의 활성화를 확인할 수 있었고 뇌파 측정 분석결과 절대알파파와 절대베타파의 비율에서 유의할 만한 변화를 확인하였다. 기능적자기공명 영상은 뇌의 생리기능적 역할을 규명 의학적으로 수술 전후 장애를 방지하고 예방하는데 활용하고 있으며 뇌신경망의 가시화로 학습 집중력 등과 같은 뇌와 관련된 제품을 개발하는데 많은 연구가 이루어질 것이다.

• 건강소식
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• 제32권1호통권350호
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• pp.8-15
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• 2008

뇌는 신경 세포가 모여 신경계의 중심을 이루고 있는 부분으로 척수와 함께 중추 신경계를 이루어 온몸의 신경을 지배하고 있다. 숨쉬기에서 눈을 깜박이는 것까지 여러 가지 운동능력은 말할 것도 없고, 기억하고 사고하고 판단하는 능력까지 조절하는데 뇌의 기능은 중요한 역할을 한다. 즉, 신체의 외부와 내부에서 다양한 신호를 전달받은 뇌는 이에 대해 우리 몸을 적절하게 유지하기 위한 여러 가지 명령을 내리는 것이다. 이번 호에서는 인제대학교 서울백병원 신경과 정재면 교수의 도움말로 인체의 신비 '뇌'에 대해서 알아본다.

• 한국인지과학회:학술대회논문집
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• 한국인지과학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.212-215
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• 2005

연령의 증가에 따른 신경원의 활성화도 변화는 기억 및 집행기능 등의 인지기능에 영향을 미치는 것으로 알려져 왔다. 그러나 어떠한 뇌 영역의 기능적 저하가 연령증가에 따라 남자와 여자에서 차별적으로 인지기능의 변화를 가져오는지에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. F-18 FDG PET을 이용하여 78명의 정상 성인 남녀를 대상으로 뇌 포도당 대사량을 조사하였다. 남녀가 공통적으로 연령증가에 따라 뇌 포도당 대사량의 저하를 보이는 영역은frontal lobe과 left insula, right anterior cingulate gyrus, bilateral caudate body, thalamus. right corpus callosum 이었다. 여성의 경우 남성과 달리 추가적으로 right caudate와 bilaterial thalamus에서 연령과 뇌 포도당대사량 간에 부적 상관을 보이고 있었다(P < 0.001 uncorrected). 남녀 모두에서 연령이 증가하면서 포도당 대사 저하를 보이는 right inferior frontal gyrus는 여자에게서만 포도당대사 감소비율이 유의하게 컸다. 남녀에서 보이는 이러한 노화 과정 동안의 뇌 포도당 대사의 저하율의 차이가 여성과 남성의 연령증가에 따른 인지적 기능의 차별적 저하에 대한 설명을 제시할 수 있을 것이라 생각한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권2호
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• pp.157-163
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• 2001

본 논문에서는 후취자극 제어장치를 이용하여 후각자극에 대한 인간의 뇌의 활성화 영역을 뇌기능자기공명영상(functional magnetic resonance imaging : fMRI)장치로 측정 또는 가시화하고 이의 임상적용에 대한 기초자료를 마련하고자 하였다. 우선 후각에 이상이 없고 코 수술 경험이 없는 오른손잡이 피험자 4명을 대상으로 5번에 걸쳐 Echo Plannar Imaging(EPI)에 의한 혈액산소농도의존(blood oxygen level dependent : BOLD)법을 이용하여 후각자극에 의한 뇌기능자기공명영상 실험을 수행하였다. 후각자극은 MRI 장치에서 사용할 수 있도록 제작된 후취제어장치를 사용하였으며, 제시된 향은 천연 향의 일종인 lavender-like fragrance를 사용하였다. 향의 제시는 후각의 피로도를 감안하여 3회의 휴식기관과 2회의 자극기간을 각 30초씩 번갈아 시행하였으며, 동시에 5초 간격으로 각 절편 당 30 영상을 연속적으로 획득하였다. Correlation법으로 0.4∼0.7의 문턱치(threshold)범위에서 통계 처리된 뇌의 활성화 영상은 EPI영상과 같은 부위의 T1 강조영상에 overlapping 시켰다. 호흡에 의한 artifact를 제거하기 위해 실험실에 만든 장치로 호흡을 측정하여 post-processing 할 때 반영하였다. 이렇게 얻어진 fMRI 영상의 신호변화를 관찰하여 활성 영역의 위치를 분석하였다. 그 결과 후각자극에 의해 뇌의 전두엽 피질(frontal cortex), 소뇌(cerebellum), 그리고 뇌교(pons)에서 활성화된 신호를 발견할 수 있었다. 또한, 측두엽(temporal lobe)과 뇌섬(insula)에서도 의미 있는 신호가 관찰되었다. 그러나, 일차 후각영역인 piriform cortex와 entorhinal cortex, amygdaloid complex, 그리고 이차후각영역인 orbitofrontal cotex에서는 그다지 많은 빈도로 신호가 발견되지 않았다. 결론적으로 BOLD법을 이용한 fMRI에 의하여 후각자극에 대한 뇌의 활성화영역을 관찰할 수 있었으며, 후각자극에 대한 뇌의 기능을 연구하는데 있어서 중요한 정량적 자료를 제공할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.