• Science of Emotion and Sensibility
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• v.21 no.1
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• pp.177-186
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• 2018

The mechanism of emotion is complex and influenced by a variety of factors, so that it is crucial to analyze emotion in broad and diversified perspectives. In this study, we classified neutral and negative emotions(sadness, fear, surprise) using arousal evaluation, which is one of the psychological evaluation scales, as well as physiological signals. We have not only revealed the difference between physiological signals coupled to the emotions, but also assessed how accurate these emotions can be classified by our emotional recognizer based on neural network algorithm. A total of 146 participants(mean age $20.1{\pm}4.0$, male 41%) were emotionally stimulated while their physiological signals of the electrocardiogram, blood flow, and dermal activity were recorded. In addition, the participants evaluated their psychological states on the emotional rating scale in response to the emotional stimuli. Heart rate(HR), standard deviation(SDNN), blood flow(BVP), pulse wave transmission time(PTT), skin conduction level(SCL) and skin conduction response(SCR) were calculated before and after the emotional stimulation. As a result, the difference between physiological responses was verified corresponding to the emotions, and the highest emotion classification performance of 86.9% was obtained using the combined analysis of arousal and physiological features. This study suggests that negative emotion can be categorized by psychological and physiological evaluation along with the application of machine learning algorithm, which can contribute to the science and technology of detecting human emotion.

• The Korean Journal of Physiology
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• v.20 no.1
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• pp.1-7
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• 1986

It has been well documented that the peripheral autonomic nervous system plays an important role in exocrine pancreatic secretion. However, the role of the central nervous system in pancreatic function is still obscure even though the central nervous system has been known to control gastrointestinal functions through the autonomic nervous system. Since the reticular formation in the mesencephalone seems to integrate the autonomic function, the present study was undertaken to investigate a possible influence of the reticular formation upon the exocrine pancreatic secretion. Twenty·two albino rats fasted for 24 hours were anesthetized by intraperitoneal injection of urethane in a dose of 1 g/kg, The pancreatic duct was cannulated to collect pancreatic juice and bile juice was diverted to the jejunum. The gastroduodenal junction was ligated to Prevent passage of gastic juice into the duodenum. A pair of electrodes were bilaterally inserted in the reticualr formation of the mesencephalone with aid of a stereotaxic apparatus. When the volume of pancreatic juice secreted for 10 min became constant, the reticular formation was electrically stimulated for 10 min. Parameters of the electical stimulation was 1.3V, 40 Hz and 2 msec. When the pancreatic secretion returned to the level before the electrical stimulation, cervical vagotomy (11 rats) or administration of propranolol (11 rats) in a dose of 0.1 mg/kg through the jugular vein was carried out. Ten minutes after the treatment, the electrical stimulation of the reticular formation was repeated. The brain was fixed by perfusion of 10% formaline solution through the heart, and then placement of the electrode tip was examined histologically. Protein concentration and amylase activity in samples of Pancreatic secretion were measured. The electrical stimulation of the reticular formation significantly increased in volume $({\mu}l/10\;min)$, Protein output $({\mu}g/10\;min)$ and amylase output (U/10 min) in the pancreatic secretion. The stimulatroy effects were not affected by the cervical vagotomy but completely abolished by propranolol. Meantime, it was also observed that both vagotomy and propranolol significantly reduced the pancreatic secretory function. These results indicate that the reticular formation in the mesencephalone may exert a stimulatory effect upon the Pancreatic secretory function not through the vagus nerve but through the sympathetic pathway in anesthetized rats.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.558-558
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• 2012

최근의 원자간력현미경(AFM)은 soft한 생체물질을 비파괴적 방법 및 나노크기의 분해능으로 여러 구조적, 물리적 특성 측정이 가능하여 bio분야에 다양이 활용되고 있다. 본 연구에서는 AFM을 이용하여 줄기세포인 BM MSC(bone marrow mesenchymal stem cell)가 신경세포로 분화 여부를 측정하는 방법을 보고하고자 한다. 신경세포의 신호전달은 시냅스에서 신경전달물질을 매개로 하여 이루어지는데, 신경전달물질 중에 D-Glutamic acid는 시냅스후세포에서 흥분성 전위 크기를 증가시킨 상태를 장기간 유지시켜주는 물질로, 특정물질인 Glutamate와 항원-항체 결합을 한다. 본 연구에서는 이 두 물질간의 항원-항체 반응을 활용하여 줄기세포의 신경세포로 분화 여부를 AFM으로 측정하였다. 먼저, 수용성 시료인 두 물질을 증류수에 용해시켜 Mica 기판에 그 용액을 떨어뜨려 자연건조로 시료를 준비한 후, AFM으로 형태 및 크기를 측정하였다. D-Glutamic acid와 Glutamate는 구형 입자 형태를 보였으며, Glutamate의 너비는 ~100 nm이고, D-Glutamic acid는 ~50 nm였다. 두 물질이 든 용액을 섞었을 때, 항원-항체 반응에 의해 다른 크기의 두 구형입자가 붙어 있는 형태가 관찰되었다. 이 반응을 활용하여, 신경세포에서 분비되는 신경전달물질인 D-Glutamic acid를 선별하였다. DMEM 배지에 신경암세포주인 SH-SY5Y 를 접종한 후 $37.6^{\circ}C$의 incubator에서 24시간 배양하고, 화학적 자극(60~70 mM의 KCl 용액을 주입함)을 주어 신경전달물질 분비를 유도하였다. 그 배지에 항체 Glutamate 를 주입하여 자연건조 시킨 후 항원-항체 결합특성을 AFM으로 측정하여, 항원-항체 결합된 이미지와 동일함을 확인하였다. 결과적으로 AFM을 이용한 신경전달물질의 항원-항체 결합여부 측정을 통해, BM MSC 줄기세포의 신경세포로 분화를 판단할 수 있으며, 이 방법은 줄기세포의 특정 세포로의 분화 여부 판단에 활용될 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2000.10a
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• pp.509-513
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• 2000

아홉 개의 계층구조 형태의 뉴런을 LINUX를 기초로 한 GENESIS를 이용하여 입력전류에 대한 각 뉴런의 신경전달 메카니즘을 분석하였고 마지막 뉴런에 미치는 활성전위 영향을 시뮬레이션을 해보았다. 본 연구에서는 다른 뉴런과 연결해주며 신호를 전달해주는 시냅스의 웨이트를 중간계층 뉴런에서 적게 연결하여 비정상 상태의 뉴런을 만들어 보았다. 시뮬레이션 결과 신경세포를 전기회로 적인 모델을 기준으로 설계한 뉴런은 미세한 자극의 변화해 매우 민감하게 반응 하였고, 마지막 뉴런 에서는 활성전위 간격이 정상상태의 다른 세포와 비교해 보았으며, 결과적으로 뉴런의 시냅스 웨이트가 적으면 신경전달에 이상이 발생하여 세포가 손상됨을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.4 no.4
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• pp.869-874
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• 2000

아홉 개의 계층구조 형태의 뉴런을 LINUX를 기초로 한 GENESIS를 이용하여 입력전류에 대한 각 뉴런의 신경전달 메카니즘을 분석하였고 마지막 뉴런에 미치는 활성전위 영향을 시뮬레이션을 해 보았다. 본 연 구에서는 다른 뉴런과 연결해주며 신호를 전달해주는 시냅스의 웨이트를 중간계층 뉴런에서 적게 연결하여 비정상 상태의 뉴런을 만들어 보았다. 시뮬레이션 결과 신경세포를 전기회로 적인 모델을 기준으로 설계한 뉴런은 미세한 자극의 변화해 매우 민감하게 반응 하였고, 마지막 뉴런 에서는 활성전위 간격이 정상상태의 다른 세포와 비교해 보았으며, 결과적으로 뉴런의 시냅스 웨이트가 적으면 신경전달에 이상 이 발생하여 세 포가 손상됨을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2003.05b
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• pp.536-540
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• 2003

최근에 개인의 경험을 통해 얻어지는 외부의 물리적 자극에 대한 복합적인 감성을 측성 및 분석하여 공학적으로 처리함으로서 인간이 보다 편리하고 안락한 생활을 영위하도록 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 색채 심리를 바탕으로 한 감성을 인식할 수 있는 생리학적 퍼지 신경망은 제안하였다. 본 논문에서 제안한 생리학적 퍼지 뉴런 구조를 기반으로 하여 입력층, 퍼지 귀속 시넵스(Fuzzy Membership Synapse) 및 출력층으로 구성되며 지도 학습(supervised learning)으로 동작된다. 제안된 생리학적 퍼지 신경망을 단일 색상 정보에 따른 감성 인식에 적용한 결과, 단일 색상 정보에 따른 감성 인식에 있어서 효율적임을 확인 할 수 있었다.

• Korean Journal of Biological Psychiatry
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• v.5 no.1
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• pp.34-45
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• 1998

We provide the reader with a brief introduction to the neurobiology of neuropeptides. Several comprehensive reviews of the distribution and neurochemical, neurophysiological, neuropharmacological and behavioral effects of the major neuropeptides have recently appeared. In reviews of the large number of neuropeptides in brain and their occurance in brain regions thought to be involved in the pathogenesis of major psychiatric disorders, investigators have sought to determine whether alternations in neuropeptide systems are associated with schizophrenia, mood disorders, anxiety disorders, alcoholism and neurodegenerative disease. There is no longer any doubt that neuropeptide-containing neurons are altered in several neuropsychiatric disorders. One of the factors that has hindered neuropeptide research to a considerable extent is the lack of pharmacological agents that specifically alter the synaptic availability of neuropeptides. With the exception of naloxone and naltrexone, the opiate-receptor antagonists, there are few available neuropeptide- receptor antagonists. Two independent classes of neuropeptide-receptor antagonists has been expected to be clinically useful. Naltrexone, a potent ${\mu}$-receptor antagonist, has been used successfully to reduce the need for alcohol consumption. And cholecycstokinin antagonists are now in development as a new class of anxiolytics, which would be expected to be free from tolerance and physical dependence and lack of sedation. In this review, we deal with these two kinds of neuropeptide system, the opioid system and cholesystokinins in the brain. The role of opioid systems in the reinforcement after alcohol consumtion and that of cholesystokinins in the pathogenesis of anxiety will be discussed briefly. As we know, the future for neuropeptides in psychiatry remains bright indeed.

• Journal of Life Science
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• v.16 no.2 s.75
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• pp.315-322
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• 2006

FS11052, a novel microbial metabolite from Streptomyces spp. was identified as a small molecular substance and shown inhibition activities for the release of neurotransmitter from rat hippocampal neuron and PC12 cells. FS11052 is an inhibitor of tritiated norepinephrine ($[^3H]-NE$) release in high $K^+$ buffer solution containing ionomycin, indicating that FS11052 inhibits neurotransmitter release after the influx of $Ca^{2+}$ ions. When examined the effect of FS11052 on glucuronidase release from guinea pig neutrophils, FS11052 inhibited glucuronidase release: when treated with $5{\mu}g/ml$ of FS11052, which was not induced cellular cytotoxicity. The fact that the glucuronidase release in neutrophil and norepinephrine release in neuron was inhibited suggests the similarity in the locations and the mechanisms of FS11052 action targets. When treated with $5{\mu}g/ml$ of FS11052, $[^3H]-NE$ release and neurite extension for both rat hippocampal neurons and PC12 cells were prevented. These observations of FS11052 functioning as an inhibitor of neurotransmitter release suggest that FS11052 has an important role in synaptic transmission in neuron.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2016.07a
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• pp.295-296
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• 2016

본 연구에서는 LED 광 자극이 뇌의 어느 영역을 자극하여 신경신호를 전달하는지에 관해서 관찰하고자 연구를 진행하였다. 광 자극에 의한 뇌 영역의 활성변화를 관찰하기 위하여 실험용 소동물과 영상장비인 9.4T MRI를 이용하여 연구를 수행 하였다. 실험용 소동물은 Balb/c 마우스를 이용하였으며 기능적 자기공명영상 획득 방법 중 하나인 에코평면영상 기법을 이용하여 뇌 영상을 획득 하였다. 획득한 영상을 바탕으로 뇌 영역의 자극 정도를 확인해보기 위해 영상처리기법인 재편성(realignment), 일치(co-registration), 표준화(normalization), 평활화(smoothing) 방법으로 영상을 전처리 하고, statistical parametric map (SPM12)을 사용하여 분석하였다. 본 연구에서는 광자극이 소동물 뇌 영역 중 하나인 상구(Superior colliculus)영역과 대뇌의 시각피질 (visual cortex, V1) 영역에서 자극을 일으키는 것을 확인할 수 있었다.

• Annals of Clinical Neurophysiology
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• v.1 no.1
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• pp.10-18
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• 1999

연구배경 및 목적 : 시각 인지 과정은 영장류 실험을 통하여 다소 정보를 얻을 수 있었으나 인간에서는 아직 완전하게 이해되지 않고 있다. 이 연구의 목적은 뇌자극과 시가유발전위 검사를 토대로 인간의 시각피질의 기능적 분화와 시간 순으로 활성화되는 양상을 보고자 한 것이다. 연구방법 : 간질 수술을 위하여 후두엽과 인접 부위에 광범위하게 피질하전극을 넣은 22명의 환자를 대상으로 전기적 뇌자극과 시각유발전위 검사를 시행하였다. 뇌자극시 나타나는 반응은 형태, 색, 및 움직임의 세 가지로 크게 나누고 형태는 다시 단순, 중간 및 복잡한 형태로 세분하였다. 시각유발전위는 P1 혹은 IV파의 latency를 측정하였다. 결과 : 단순 혹은 중간 형태는 흔히 occipital pole과 striate cortex에서 발생하였다. 색반응은 후두엽의 기저부 즉, fusiform, lingual, inferior occipital gyri를 자극할 때 관찰되었다. 움직임 반응은 내측기저부 및 외측의 측후두엽 혹은 측두정후두부의 경계부에서 주로 나타났다. 결론 : 이러한 결과는 인간의 시각피질이 시각의 여러 가지 구성성분 즉, 형태, 색, 및 움직임에 대해서 각각 별도로 분화되어 있다는 것을 보여준다. 도한 시각자극이 전해지면 striate cortex와 occipital pole이 가장 먼저 활성화되고 이어서 내측 및 외측 후두엽 부위가 활성화된다는 것을 알 수 있다. 이러한 사실을 종합하여 보면 인간의 시각피질은 시각의 여러 구성성분별로 별도로 발달된 해부학적 경로를 통하여 각각의 기능에 대하여 특수하게 분화된 뇌세포에서 시각정보를 각각 분석하되 일정한 시간순서에 의한다는 것을 시사하는 것이다.