• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제2권1호
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• pp.50-57
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• 1998

경사 자계 펄스에 의한 MR 소음은 환자의 촬영뿐만 아니라 뇌기능 영상과 같은 신경 과학 영상에도 문제점 중의 하나이다. 특히 뇌기능 영상에서 소음은 피질과 혈관의 산소량의 변화로부터 생기는 작은 신호의 변화에 영향을 미치는 심각한 잡음 중의 하나이다. 본 연구에서는 청각, 운동, 및 시각피질에서 소음이 뇌기능 영상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 그 결과 소음이 운동과 시각 피질에 미치는 여향은 서로 반대였다. 즉, 운동 피질에서는 소음이 총반응을 증가시켰고, 반대로 시각 피질에서는 소음이 총반응을 감소시켰다. 현재의 연구가 시작 단계에 있고, 앞으로 더 많은 실험적 검증이 필요한 실정이나, 소음이 운동과 시각 피질의 뇌기능 영상에 미치는 여향에 관한 첫번째 보고이며, 이결과는 앞으로 뇌기능 연구의 데이터 해석에 기초 자료로 이용될 수 있다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2003년도 춘계종합학술대회논문집
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• pp.351-355
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• 2003

포유류 동물의 시각피질 세포에 나타나는 특징은 크게 단순특징을 추출하는 simple cell과 복잡한 특징에 반응하는 complex cell로 구분된다. 이 연구에서는 입력영상에 독립성분분석을 적응하여 complex cell에 대응하는 복잡한 특징을 추출하였다. 이 결과는 시각피질 세포의 정보처리에 대한 방식을 이해하는 데 기여할 것이다.

• 대한핵의학회지
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• 제36권3호
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• pp.166-176
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• 2002

목적: 이 연구의 목적은 시각 활성 자극에 의한 뇌 활성영역을 확인하고 국소 뇌 혈류량을 정량적으로 분석하는데 그 목적이 있다. $^8F-fluoro-2-deoxy\;glucose\;(FDG)\;PET$과 $^{15}O-water\;PET$에서 시각 자극을 가하는 동안 시각피질에서의 기전이 확인되었으며 PET에 비해 적은 비용으로 널리 사용되고 있는 $^{99m}Tc-HMPAO$ Brain SPECT를 이용하여 시각자극을 주었을 때 대뇌 후두엽의 일차시각피질과 시각 연합 피질에서의 국소 뇌 혈류 변화율을 정량적으로 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 오른손을 주로 사용하는 25세에서 33세의 나이 분포를 갖는 남자 3, 여자 3명(평균나이 26.7세)의 정상인을 대상으로 $^{99m}Tc-HMPAO$ Brain SPECT (925 MBq)를 시행하였고 8 Hz의 발광다이오드를 이용하여 $4{\sim}5$분 동안 시각활성 자극을 주었을 때와 대조군으로 자극을 가하지 않은 비 활성상태에서의 경우로 나누어 스캔하고 해부학적 기준정보를 제공하기 위해 MR 영상과 융합하였으며 관심영역을 설정하여 혈류량을 정량적으로 분석하였다. 결과: 정량적인 분석을 위해 대뇌의 전체 용적과 계수율을 계산하고 관심 영역을 설정하여 관심영역에 대한 복셀 당 평균 계수율을 측정하여 각 대상의 시각 활성자극을 가한 영상에서 정상 상태의 영상을 픽셀 당 픽셀로 감산하여 통계적 파라미터를 이용한 뇌 지도를 구성하였으며 뇌 활성이 Brodmann 영역의 시각피질(Ba 17)과 시각연합피질(Ba 18,19)에서 활성화되어 있음을 Talairach 좌표를 통해 확인하였고 regional index를 계산하여 국소 뇌혈류 변화율을 측정하였다. 결론: $^{99m}Tc-HMPAO$ Brain SPECT에서 8 Hz의 발광 다이오드로 시각 자극을 주었을 때 후두엽의 일차 시각피질과 시각 연합 피질에서 뇌 활성화를 확인하였고 통계적 파라미터를 이용한 SPM99에서 뇌 지도를 작성하여 시각자극에 의한 활성영역을 Talairach 좌표와 Brodmann 분류에 의해 확인하여 T1 강조 MR 영상에 융합하였다. 후두엽의 일차시각피질에서 시각 활성자극에 의해 국소 뇌 혈류량이 $32.50{\pm}5.67%$ 증가하고 있음을 정량적으로 분석하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제1권1호
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• pp.114-118
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• 1997

목적: 기능적 MR 영상은 외부자극에 따라, 이에 상응하는 특정한 뇌피질 부위의 혈류량의 변화를 신호강도의 차이로 나타내는 방법이다. 시각피질에 대한 기능적 MR은 환자가 광자극을 응시함으로써 수행될 수 있는 것으로, 이의 수행에는 적절한 형태의 광자극원이 필수적이다. 이에 저자는 광자극원의 크기가 시각피질 활성화에 영향을 미칠 수 있는지 알아보기 위하여 본 연구를 하였다. 대상 및 방법: 정상적인 시력을 가진 자원자 5명을 대상으로 시각활성화 기능적 MR을 시행하였다. 광자극원은 $11{\times}8cm$ 크기의 기판에 적색 LED(light-emitting diodes) 39개를 박고 직류전원을 사용하도록 만들었다. 이를 크기에 따라 full field, half field 및 focal central field의 3가지로 구분하고 8Hz로 점멸하였다. EPI 기법으로 6회의 광자극 기간과 6회의 휴식기간을 번갈아 3차례 시행하여 총 36회의 검사를 하고, Z-score로 통계처리하였다. 이 때 얻은 활성화 영상을 같은 부위의 T1강조영상에 결합시켰다. 각 경우에서 시각피질에서 활성화된 pixel의 수를 full field, half field 및 focal central field에서 얻어진 pixel 수의 합으로 나누어 활성화지수를 구하였다. 이 활성화지수를 토대로 광원크기와의 관계를 분석하였다. 결과: Full field로 자극을 주었을 때 시각피질의 평균 신호강도의 증가는 약 9.6%였다. 4명에서 활성화지수는 full field, half field, focal central field의 순으로 감소하였으며, 나머지 1명에서는 half field 시의 값이 full field 시의 값보다 컸다. 광원크기에 따른 활성화지수의 범위는 full field 43-73%(평균 55%), half field 22-40%(평균 32%), focal central field 5-24%(평균 13%)였다. 결론: 기능적 MR영상을 이용하여 시각피질의 활성화를 용이하게 확인할 수 있었으며 광자극원의 크기에 따라 증가되는 시각피질 활성화를 입증할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제23권6호
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• pp.804-811
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• 2013

Melanopsin은 옵신과 비슷한 광색소로 망막 광민감성 신경절 세포에서 적은 비율로 발견 된다. Melanopsin은 일주기 리듬조절에 관여 하고 동공반사를 조절한다. 이번 연구의 목적은 melanopsin이 망막 이외의 중추 시각계 에서도 발견 되는지를 알아 보는 것이다. 우리는 생쥐 시각 피질에 존재하는 melanopsin을 가지는 신경세포를 면역조직화학법을 통해 염색하여 melanopsin의 분포와 형태를 분석하였다. Melanopsin 면역반응은 핵을 제외한 신경세포의 세포체에서 일어났다. 우리는 melanopsin이 성체 생쥐의 시각 피질의 2,3층에서 높은 밀도로 모여서 존재하는 것을 확인했다. 시각 피질 1층에서 melanopsin 면역반응을 보인 신경세포는 드물게 발견 되었다. 생쥐 시각 피질에서 발견된 melanopsin의 세포종류는 주로 round/oval 세포였으나, vertical fusiform 그리고 pyramidal 세포 등도 드물게 발견 되었다. 염색된 세포들의 분포는 특이적이지 않았다. 우리의 실험 데이터로 melanopsin이 시각피질에도 분포한다는 것을 알 수 있었다. 또한, melanopsin을 가지는 신경세포는 nitric oxide synthase, calbindin and parvalbumin과도 같이 발현 되는 것을 관찰했다. 이러한 실험결과는 망막 이외의 부분에서 발견되는 melanopsin의 기능에 대한 연구가 필요함을 야기한다.

• 대한핵의학회지
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• 제34권1호
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• pp.10-21
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• 2000

목적: 삽화기억은 어떠한 사실이나 정보에 관하여 기억해낼 때 그것들이 기억 구조 속으로 들어가던 순간의 개인적인 사건이나 과거의 사실들과 연관하여 기억하는 것으로 부호화 및 인출에 관여하는 중추가 서로 나뉘어져 존재한다고 알려져 있다. 이 연구에서는 O-15 $H_2O$ PET을 이용한 뇌활성화실험을 통해 삽화기억 부호화 및 인출 중추의 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상 성인 남자 6명 ($30.0{\pm}1.4$세)에 대하여 두 번의 대조과제와 각 한번의 삽화기억 부호화 및 인출 자극과제를 시키면서 동시에 $H_2O$ PET을 시행하였다. 부호화 자극과제에 대한 대조과제에서는 화면 중앙에 나타난 십자 모양 고정점을 자극과제와 같은 시간동안 보게하여 시자극 효과를 포함하게 하였으며, 인출 자극과제에 대한 대조과제에서는 30개의 화살표를 보여주며 화살표가 위(총 15개)를 가리키면 버튼을 누르게 하여 시자극과 손가락 운동에 의한 효과도 포함되게 하였다. 부호화 자극과제에서는 특정 단어가 연상되는 사물 그림 30개를 4초 간격으로 보여주면서 기억하도록 하였으며, 30분 후에 시행한 인출 자극과제에서는 앞에서 보여주었던 15개의 영상과 새로운 15개의 영상을 섞어서 동일한 간격으로 보여주며 기억할 수 있는 그림이 나오면 버튼을 누르게 하였다. 모든 영상을 표준지도에 정규화하고 공분산분석으로 전체 혈류차이를 제거한 후 각 자극과제와 해당 대조과제 사이에 국소혈류량이 차이나는 영역을 찾아 뇌기능지도를 구성하였다. 결과: 인출 자극과제에서 올바르게 기억해낸 그림의 평균 개수는 9.3개(${\pm}3.3$)였으며 없던 그림을 있었다고 잘못 지적한 경우는 평균 3.0개(${\pm}2.8$)였다. 부호화시에 좌측 대뇌반구에서는 하측전두이랑의 판개부와 삼각부, 후두엽의 1차 시각 피질과 시각 연합 피질 등이 활성화되었고, 우측에서는 전전두엽, 내전두엽 및 대상회, 청각-시각 연합영역인 중측두회전과 하측측두회전의 후부, 1차 시각 피질과 시각 연함 피질, 소뇌 등이 확성화죄었다. 인출 시에 좌측대뇌반구에서는 삼각부, 1차 시각 피질과 시각 연합 피질, 하측두회전, 1차 시각 피질과 시각 연합피질, 소뇌 등이 활성화되었고, 우측에서는 전전두엽, 시각 연합 피질, 소뇌, 내측두엽 등이 활성화되었다. 주로 활성화된 전두엽에서 좌측 판개부늘 삽화기억 부호화의, 우측 전전두엽은 인출의 중추라 해석되며, 좌측 삼각부는 다른 인지기능에 의하여 활성화된 것으로 보인다. 결론: O-15 $H_2O$ PET을 이용한 뇌활성화실험을 통하여 삽화기억의 부호화 및 인출 중추를 국소화할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.19-23
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• 2003

포유류 동물의 시각피질 세포에 나타나는 특징은 크게 단순특징을 추출하는 simple cell과 복잡한 특징에 반응하는 complex cell로 구분된다. 특히, 하위 계층의 세포들은 단순특징을 추출하며, 상위 계층으로 갈수록 복합특징을 추출하는 세포들이 존재한다. 이 연구에서는 입력영상에 독립성분분석을 적용하여 complex cell에 대응하는 복잡한한 특징을 추출하였다. 이 결과는 시각피질 세포의 정보처리에 대한 방식에 대한 이해를 기반으로 시각정보처리 알고리즘을 개발하는 데 기여할 것이다.

• 디지털융복합연구
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• 제12권11호
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• pp.349-355
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• 2014

본 논문은 인간의 생물학적 시각정보처리과정 특성과 웨이블릿을 이용한 인공시각시스템을 제안한다. 인공시각시스템은 인간의 생물학적 시각정보 처리과정을 이용하며 맹인의 인공시각시스템 제작 및 일반적인 인식시스템에 적용할 수 있다. 본 논문에서는 인간의 망막에서 신경절 세포까지 정보 처리과정을 모델링하여 구성하였고 신경절 세포에서 후두엽 초기시각피질까지 전달되는 정보 복원과정을 모델링하여 초기시각피질에 표현되는 영상정보를 구성하였다. 실험과정은 인간의 시각정보 처리과정 특성인 저주파, 고주파 분해를 웨이블릿 변환으로 시각 정보를 구현하였고 이를 이용하여 인식 시스템에 적용하였다. 실험에 사용한 데이터는 AT&T 얼굴데이터베이스를 사용하였다. 그리고 제안하는 인간의 시각정보처리 과정 특성을 이용한 방법이 영상인식 시스템의 정확성을 향상시킬 수 있음을 실험을 통하여 증명하고자 한다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권1호
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• pp.60-65
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• 1999

목적 : 뇌백질 신호억제를 위한 중간시간 반전회복(Medium Tau Inversion Recovery, MTIR)영상에서 뇌회질과 뇌배질의 대조도를 다른 기법의 MR영상과 비교해 보고 뇌피질에 이상이 있는 환자에서 MTIR영상의 유용성을 평가하고자 하였다. 대상 및 방법 : 2명의 정상 지원자와 뇌피질 이형성증을 포함한 뇌피질 질환이 있는 21명을 대상으로 뇌회질과 뇌백질의 신호의 차이를 관심영역에서 대조도 백분율과 대조도 잡음비로 츠정하여 MTIR영상과 여러 가지 다른 MR영상을 비교하였다. 또한 시각적으로 병변이 뚜렷함, 새로운 병변의 발견여부를 시각적으로 비교 평가하였다. 결과 : MTIR영상은 다른 MR영상에 비해 대조도 백분율, 대조도 잡음비가 높아 뇌회질과 뇌백질의 신호의 차이가 가장 뚜렷하였다. 신경이주이상을 포함한 21명의 뇌피질 환자에서는 MTIR영상에서 다른 영상보다 병변이 뚜려사고 병변의 묘사(delineation)을 증가 시켰으나 새로운 병변은 발견하지 못해다. 결론 : MTIR영상은 뇌회질과 뇌백질의 대조도를 증가시키는 영상 기법이며 뇌피질을 침범한 질환을 특히 뇌피질 이형성증의 병변을 매우 잘 나타냈다. 기존의 T1강조영상 또는 3D-MPRAG에서 뇌피질-백질의 구별이 어려운 경우에는 보완적으로 이용가치가 있는 영상기법으로 생각된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.2143-2149
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• 2007

최근 시각 장애인을 위한 인공망막 모델 구현에 관한 연구 중 시피질 자극기 기술은 시각 자극 전달의 중간 단계를 생략하고 직접 뇌세포를 자극하는 것이다. 본 논문에서는 망막에서 시각 피질로 시각정보를 전달할 때 발생하는 시각 피질의 특성, 즉 방향성에 대한 반응 특성을 특징 데이터로 구성하여 인식함으로써 인간 시각 정보 처리와 유사한 영상 추출 및 인식 모델을 제안한다. 제안된 방법은 영상의 특징을 추출 한 후 Delta-bar-delta 기반 오류 역전파 알고리즘을 적용하여 영상의 특징들을 인식한다. 제시된 방법의 성능을 분석하기 위하여 다양한 숫자 패턴들을 대상으로 실험한 결과, 제안된 망막 세포로부터 전달된 정보를 방향성에 대한 민감성을 고려하여 영상의 특성을 추출하여 인식하는 모델이 기존의 영상 추출 및 인식 모델보다 인식률에 있어서는 별 차이가 없지만 다양한 실험에서 확인할 수 있듯이 인간 시각과 같이 인식 성능이 민감하지 않는 것을 알 수 있었다.