• 제목/요약/키워드: 뇌 활성

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실시간 기능적 자기공명영상 유도 기능적 자기공명분광법: 손운동 수행중 운동피질의 젖산변화 관찰 (Real-Time fMRI-Guided Functional MR Spectroscopy: The Lactate Peaks at the Motor Cortex during Hand-Grasping Tasks)

  • 최순섭;오종영;강명진;이진화;윤성국;남경진
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제12권1호
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    • pp.33-39
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    • 2008
  • 목적: 특정 임무 부여시 특정 뇌피질의 대사물질의 변화를 자기공명 분광법으로 관찰할 수 있는지에 대해서는 논란이 있다. 이 연구의 목적은 실시간 기능적 자기공명영상 유도하의 기능적 자기공명분광법으로 손운동 수행중 운동피질의 젖산의 변화를 관찰하는 것이다. 대상 및 방법: 7명의 지원자(23-28세)를 대상으로 1.5 테슬라 자기공명영상 기계를 이용하여 우측 손을 쥐었다 폈다 반복하는 운동을 하면서 실시간 기능적 자기공명영상을 시행하여 뇌의 활성 영역을 확인한 후, 뇌의 활성 피질 부위에서 1)운동 전, 2) 운동 중, 3)운동 후에 단체적 자기공명분광법을 시행하였다. 연속적인 3회의 분광스펙스럼에서 운동에 의한 젖산의 변화를 비교 관찰하였으며, 이들 분광스펙트럼으로부터 Cho/Cr 비, NAA/Cr 비, Lac/Cr 비를 측정하였다. 결과: 실시간 기능적 자기공명영상에서 확인된 뇌의 활성 영역부위의 운동중 자기공명 분광에서 1.33 ppm 부위에 젖산 피크들이 현저하게 관찰되었으며, 운동후 스펙트럼에서 젖산 피크는 소실되어 운동전 상태로 회복되었다. 운동전, 운동중, 운동후에 Cho/Cr 비는 각각 0.81, 0.76, 0.77이고, NAA/Cr 비는 1.68, 1.65, 1.72이며, Lac/Cr 비는 0.28, 0.41, 0.30 이였으며, 운동중에 젖산은 46% 증가하였다. 결론: 저자들은 실시간 기능적 자기공명영상에서 확인된 뇌의 활성 영역부위에서 운동중 자기공명 분광법으로 현저한 젖산 피크들을 관찰하였으며, 이 기능적 자기공명분광법은 활성 뇌영역의 대사물질 변화를 실시간으로 관찰하는 수단으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

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Aldh2 knockout 마우스에서 8주간 에탄올 노출에 따른 뇌조직의 thiobarbituric acid reactive substances 농도 (Thiobarbituric Acid Reactive Substances Levels in Brain Tissue of Aldh2 Knockout Mice Following Ethanol Exposure for 8 Weeks)

  • 문선인;엄상용;김정현;임동혁;김형규;김용대;김헌
    • 생명과학회지
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    • 제21권8호
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    • pp.1163-1167
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    • 2011
  • 과다한 음주는 알츠하이머 및 파킨슨 질병과 같은 각종 만성 퇴행성 뇌질환의 대표적인 원인 중 하나로 알려져 있다. 체내에 유입된 에탄올은 알코올 탈수소효소(alcohol dehydrogenase, ADH)에 의해 아세트알데히드로 대사된 후 다시 알데히드탈수소효소 2(aldehyde dehydrogenase 2, ALDH2)에 의해 아세트산으로 대사되어 배출된다. 에탄올의 대사과정 중에는 다량의 free radical이 생성되어 체내에서 산화적 스트레스를 유발하는 것으로 알려져 있고, 아세트알데히드는 활성산소를 생산하는 독성물질로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 8주간 에탄올에 노출된 Aldh2 knockout 마우스를 사용하여 ALDH2 효소 활성이 뇌 조직과 소변의 지질과산화에 미치는 영향에 대하여 살펴보았으며, 지질과산화 정도를 측정하기 위해 HPLC를 통한 TBARS 정도를 측정하였다. 연구결과, 마우스에서 만성 에탄올 섭취는 뇌 조직 TBARS 생성에 영향을 주지 않는 것으로 나타났으나, 소변 TBARS는 Aldh2 (-/-) 마우스에서 에탄올을 투여함에 따라 유의한 증가를 보였다(p<0.05). 본 연구 결과로부터 8주간 에탄올을 경구 투여한 마우스에서 ALDH2의 활성은 체내의 전반적인 활성산소 생성에는 중요하게 관여하는 것으로 보이지만 뇌조직에서의 활성산소 생성에는 영향을 주지 않는 것으로 보이며, 이는 에탄올 노출과 이에 따른 활성산소가 다양한 만성 뇌질환을 유발한다는 기존의 가설에서 ALDH2의 활성이 중요하게 관여하지 않을 가능성을 시사한다.

해양오염의 진단을 위한 생화학적 오염지표에 관한 연구 VIII. 남해산 넙치 (Paralichthys olivaceus)의 산소라디칼 및 제거효소의 변화 (Study on Biochemical Pollutant Markers for Diagnosis of Marine Pollution VIII. Changes in Oxygen Radicals and Their Scavenger Enzymes of the Flounder (Paralichthys olivaceus) in the South Sea)

  • 최진호;김동우;김정화;김대익;박청길;양동범
    • 한국수산과학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.889-894
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    • 1998
  • 해양오염의 진단을 위한 생화학적 오염지표 설정의 기초연구의 일환으로, 남해안의 양식장 오염도를 평가하기 위하여 오염도가 적은 동해안의 자연산 넙치를 대조군으로 하여 남해안 양식산 넙치 (Paralichthys olivaceus)의 혈액, 뇌조직 및 근육중의 활성산소에 의해 생성되는 LPO, 활성산소의 생성량 및 활성산소의 제거효소의 활성을 분석 평가하였다. 남해안 양식산 넙치의 뇌조직 및 근육중의 단백질 함량이 동해안의 포항의 자연산 넙치(대조군)의 단백질 함량 대비 각각 $19\~42\%$(뇌) 및 $25\~41\%$(근육)나 유의적으로 감소하였다. 남해안의 양식산 넙치의 혈청중의 LPO의 함량은 대조군으로 사용한 동해안 포항의 자연산 넙치의 혈청중의 LPO의 함량 대비 $5\~33\%$나 유의적으로 높았다. 넙치의 단백질 및 LPO의 함량에서 볼 때 남해안 시료채취해역의 오염도가 서해안 시료채취해역의 오염도에 비해 비교적 낮다는 사실을 확인할 수 있었다 남해안의 양식산 넙치의 혈청중의 $\cdot$OH의 생성량은 동해안 포항의 자연산 넙치 대비 각각 $4\~25\%$정도나 낮았다. 또한 남해안의 양식산 넙치의 혈청중의 SOD의 활성은 동해안 포항의 자연산 넙치 대비 $7\~31\%$나 낮았다. 이상의 결과에서 볼 때 넙치의 뇌조직 및 근육중의 단백질 함량과 혈청중의 LPO의 함량이 해양 오염의 지표로 사용할 수 것으로 기대된다 그렇지만, 넙치 혈청중의 $\cdot$OH 등의 활성산소나 SOD 등의 제거효소의 활성은 해양 오염의 지표로서 사용할 수 없을 것으로 판단된다.

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신경세포에서 천축황(天竺黃)과 페놀성 물질의 항산화 및 신경보호 효과 (The antioxidative and neuroprotective effects of Bombusae concretio Salicea and phenolic compounds on neuronal cells)

  • 서영준;정지천
    • 대한한방내과학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.219-225
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    • 2000
  • 산화적인 스트레스가 여러가지 신경 및 비신경계에서의 병리원인으로 알려져 있다. 퇴행성 뇌질환에 대한 예방과 치료에는 항산화 방어기술이 주요대상이며 스테로이드 분자중에서 estrogen만이 산화적인 원인에 의한 신경세포사를 방어하는데 특이적인 효과를 가지고 있다. 본 연구는 천축황(天竺黃)의 항산화적 뇌신경 보호기전을 연구하는 것으로 신경세포주, 뇌세포막, 이의 산화적 정량실험법을 사용하여 천축황(天竺黃)이 갖는 항산화 및 신경보호활성이 소수성 페놀(phenolic molecules)성 물질과 유사함을 밝히게 되었다. 즉, 페놀성 물질로서 2,4,6-trimethylphenol, N-acetylserotonin, 및 5-hydroxyindole와 유사한 뇌신경 보호활성을 나타내었으며 천축황(天竺黃)은 생쥐의 N2a cell과 사람 SK-N-MC neuroblastoma cell에서 산화적인 글루탐산 독성에 대하여 보호를 하였다. 천축황(天竺黃)의 산화적 글루탐산 독성에 대한 보호활성은 과산화수소에 대한 것과 유사하였다. 이러한 항산화 활성은 $20\;{\mu}g/ml$에서, LDL의 산화적 보호 활성은 $5\;{\mu}g/ml$농도에서 발휘되었다 (최대활성은 $16\;{\mu}g/ml$). 이러한 결과는 천축황(天竺黃)이 노인성 치매에 보호효과가 있음을 시사하였다.

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드렁허리(Monopterus albus)의 Angiotensin I-Converting Enzyme의 특성에 관하여 (Properties of Angiotensin I-Converting Enzyme Activity in the Rice Eel, Monoptevus albus)

  • 김성주;이금영;조경우
    • 한국동물학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.142-147
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    • 1991
  • 드렁허리의 혈장에서 얻은 angiotensin I-converting enzyme(ACE)의 활성도를 포유동물과 비교하였다. 드렁허리의 혈장내 ACE는 pH 10에서 가장 높은 활성도를 나타냈으며 포유동물에서 보다 알칼리성이었다. 또한 최적활성도를 나타내는 데 필요한 C1 이온의 요구성은 종에 따라 다르게 나타났다. 드렁허리의 ACE 활성도는 ACE의 활성억제제인 EDTA, teprotide 및 captopril에 의해서 이들의 농도에 따라 억제 되었으며, 이 억제현상은 포유동물의 혈장 ACE와 매우 비슷하였다. 드렁허리의 ACE 활성도는 cobalt에 의하여 증가되었으며, 포유동물에 비해서 열에 불안정하였다. 또한 여러 조직중에서느 뇌에서 가장 높은 ACE 활성도가 측정되었다.

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급성 저산소성 허혈성 뇌손상이 유발된 신생자돈에서 재산소-재관류기 동안 NG-monomethyl-L-arginine과 L-arginine이 뇌의 혈역학 및 에너지 대사에 미치는 영향 (Effects of NG-monomethyl-L-arginine and L-arginine on cerebral hemodynamics and energy metabolism during reoxygenation-reperfusion after cerebral hypoxia-ischemia in newborn piglets)

  • 고선영;강샘;장윤실;박은애;박원순
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제49권3호
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    • pp.317-325
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    • 2006
  • 목 적 : 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상의 병태 생리에서 nitric oxide(NO)가 급성 저산소성 허혈(hypoxia-ischemia, HI) 후 재산소-재관류기(reoxygenation-reperfusion, RR)에 대뇌의 혈역학 및 에너지 대사에 미치는 영향을 규명하기 위하여, NO 합성 억제제인 NG-monomethyl-L-arginine(L-NMMA)와 NO 합성 촉진제인 L-arginine(L-Arg) 투여를 통하여 뇌신경 세포에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 생후 3일 이내의 신생자돈 28마리를 대상으로 무작위로 나누어, Sham 처치만 받은 정상 대조군(n=9), HI와 RR만 유발한 실험 대조군(n=7), HI 이후 RR 직전에 L-NMMA 투여군(n=6)과 L-arginine 투여군(n=6) 등 4군으로 구분하였다. 실험은 ether을 흡입 시킨 후 thiopental을 정주하고, 기관 삽관 후 인공호흡기 등의 처지를 끝낸 후, HI를 유발하기 위하여 실험군에서 수술 겸자로 양측 경동맥을 폐쇄한 후 8% 산소로 30분간 흡입하였고, RR을 시행하기 위하여 경동맥 폐색을 풀고 흡입 산소농도를 60%로 올려 1시간까지 투여하면서 관찰하였다. 생리적 변수로 혈압과 동맥혈 가스 소견을 관찰하였고, 뇌의 혈역학적 변화와 에너지 상태는 near infrared spectroscopy(NIRS)를 이용하여 대뇌의 산화 헤모글로빈($HbO_2$), 환원헤모글로빈(Hb), 환산 헤모글로빈(HbD), 싸이토크롬 $aa_3$(Cyt $aa_3$) 등을 지속적으로 관찰하여 비교하였다. 또한 실험 종료 시 얻은 뇌조직에서 $Na^+$, $K^+$-ATPase의 활성도 및 지질 대사산물인 conjugated dienes, 고에너지 인분자인 ATP(adeninetriphosphate)와 phosphocreatine(PCr)을 비교하였다. 결 과 : 생리적 변수의 변화에서는 실험군 모두에서 정상 대조군에 비하여 혈압, 동맥혈 산소 분압, pH, base excess 등이 유의하게 감소하였고(P<0.05), 젖산은 유의하게 증가하였다(P<0.05). L-NMMA와 L-Arg군에서 실험 대조군과 유의한 차이는 없었다. 실험군에서 RR 1시간 후 pH를 제외한 혈압, 동맥혈 산소 분압, base excess 등의 이상소견은 모두 기저치로 회복되었고, 실험군간에 유의한 차이가 없었다. NIRS 소견에서 $HbO_2$와 HbD는 HI 동안 정상 대조군에 비하여 실험군 모두에서 유의하게 감소하였으나(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었으며, $HbO_2$는 RR 40분 이후 정상 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(P<0.05). Hb은 정상 대조군을 제외한 모든 실험군에서 HI 동안 유의하게 증가하였다가(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었다. 산화 Cyt $aa_3$는 HI 동안 실험군 모두에서 감소하는 경향을 보였고, RR 이후 다시 증가하였다. 정상 대조군과 각 실험군간에 유의한 차이는 없었다. 뇌의 $Na^+$, $K^+$-ATPase 활성도와 conjugated dienes은 실험군 모두에서 정상 대조군(제1군)에 비하여 유의하게 감소하였다(P<0.05). 뇌의 ATP, phosphocreatine은 실험군 모두에서 정상 대조군과 차이가 없었고, 또한 실험군간에도 유의한 차이가 없었다. 결 론 : 신생 자돈에서 급성 저산소성 허혈 이후 재산소-재관류기 동안 NO 합성 억제제인 L-NMMA나 NO 생성 촉진제인 L-arginine이 뇌 혈역학이나 뇌의 에너지 대사에는 특별한 변화를 일으키지 않았다. 따라서 급성 저산소성 허혈성 뇌손상에서 재산소화 재관류기 초기에는 NO가 뇌손상의 주요한 기전으로 작용하지 않을 것으로 사료된다. 또한 뇌혈역학 및 생화학적 검사 결과 등에서 급성기에는 에너지 부전 상태가 주요한 세포손상 기전이 아니고, 이온 농도의 변화에 의한 뇌부종, 산소유리기에 의한 뇌세포 손상이 저산소성 허혈성 뇌손상의 급성기에 주로 작용하는 뇌세포 손상의 주요 기전임을 시사한다. 따라서 NO 생성 억제제 혹은 생성 전구물질인 L-Arg은 뇌신경 세포 보호 효과를 보이지 않아 급성 주산기 가사의 치료제로서 제한이 됨을 알 수 있었다. 그러나 좀 더 명확한 효과를 보기 위하여 선택적 억제제의 사용, 제제의 용량 및 투여시기, 손상 후 좀더 긴 시간 이후의 변화에 대한 연구가 필요하다.

척수에서의 통각전달체계 연구

  • 오우택;최윤정
    • 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.

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한국 재래닭의 발생.발육단계별 telomere와 telomerase activity 분석

  • 정길선;조은정;최철환;손시환
    • 한국가금학회:학술대회논문집
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    • 한국가금학회 2004년도 제21차 정기총회 및 학술발표회
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    • pp.16-18
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    • 2004
  • 본 연구는 닭의 여러 조직별 세포들의 telomere 함유율과 telomerase 활성도를 분석 제시하고자 하였다. 한국재래계의 수정란 및 발생단계별 신생 조직과 출생 후 성장단계별 각 조직들에 대한 telomere의 함량과 telomerase 활성도를 분석하였고, 초기배자, 간, 뇌, 신장, 심장, 생식선 조직 및 백혈구 세포를 분석대상으로 하였다. Telomere의 함량 분석은 chicken telomeric DNA probe를 이용한 Q-FISH법으로 수행하였고, telomerase activity의 분석은 TRAP법을 이용하였다. 분석결과 초기 배자, 생식선 세포 및 신장세포에서는 지속적으로 매우 높은 telomerase activity를 나타내었으나 뇌, 심장, 간 등에서는 발생 및 발육이 진행됨에 따라 유의적 감소 양상을 보였다. 닭의 각 조직별 telomere의 함량 분석결과, 대부분의 세포들이 성장이 진행됨에 따라 telomere 함유율이 감소되는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 telomerase의 활성도와 telomere의 함량간에 매우 밀접한 연관성을 보이며. 이들이 닭 조직별 세포의 분화 및 증식성 특이성과도 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.

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Parathion에 노출된 붕어(Carassius auratus)의 Acetylcholinesterase 억제와 행동변화 (Acetylcholinesterase Inhibition and Behavioral Changes of Crucian carp (Carassius auratus) Exposed to the Waterborne Parathion)

  • 조규석;박종호;이원호;강주찬
    • 한국물환경학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.364-369
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    • 2006
  • 파라치온에 노출된 붕어의 뇌, 안구, 근육 및 혈청의 AChE 활성 변화를 조사한 결과 파라치온 $63{\mu}g/L$ 농도 이상에서 유의하게 감소하는 경향을 보였다. 실험종료 시 AChE 활성은 뇌에서 79.1~92.4%, 안구에서 76.0~91.5%, 근육에서 89.7~97.6% 및 혈청에서 68.9~78.0% 감소하였다. 실험기간동안 유의한 생존율 변화는 관찰되지 않았으나, 유영이상 및 경련을 보였다. 또한 파라치온에 노출된 붕어의 형태변화는 척추측만(scoliosis)이 관찰되었는데 이러한 변화는 파라치온 $190{\mu}g/L$ 농도는 15%, $380{\mu}g/L$에서는 75%로 관찰되었다. 따라서 붕어의 AChE 활성과 그 밖의 행동 및 형태적 특성은 자연수계에서 파라치온 오염을 추정할 수 있는 생물학적 모니터닝 도구로 활용할 수 있다.

음악적 자극에 의한 뇌 활성도의 통계적 해석 (Statistical Analysis of Brain Activity by Musical Stimulation)

  • 정유라;장윤석
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.89-94
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    • 2021
  • 본 논문에서는 학습 과제 수행 시 청각 자극이 뇌에 미치는 영향을 확인하기 위하여 뇌파 계측 실험을 통해 얻은 데이터로 분석한 결과를 제시하였다. 피험자가 수학적 과제를 해결하는 동안, 피험자의 선호도에 따라 구분한 선호 음악 및 비선호 음악을 청각 자극으로 제시하였으며, 수학적 과제는 암기형 및 절차형 과제로 구분하여 뇌파를 측정하였다. 이를 집중력과 관련된 뇌파의 주파수 대역인 세타파, SMR파 및 중간베타파로 나누어 상대 파워 스펙트럼 값을 비교하였다. 본 논문의 결과로는 무음악과 선호 음악 및 무음악과 비선호 음악을 비교한 경우에서 유의한 차이를 나타내는 채널을 관측할 수 있었으며, 공통적으로 전두엽 부위의 채널인 F3 및 F4에서 평균의 차이를 나타냈다. 유의미한 차이를 나타낸 채널들에서도 음악이 없는 경우보다 음악이 제시된 경우의 파워가 더 크게 나타났으며, 선호도에 따라서는 선호 음악이 비선호 음악의 경우보다 두뇌의 활성도가 크게 나타난다는 사실을 실험결과로부터 확인할 수 있었다.