• 제목/요약/키워드: 전대상회

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한국인 뇌 표준판과 해부학적 및 세포구축학적 확률뇌지도를 이용한 뇌영상 정량화 (Quantification of Brain Images Using Korean Standard Templates and Structural and Cytoarchitectonic Probabilistic Maps)

  • 이재성;이동수;김유경;김진수;이종민;구방본;김재진;권준수;유태우;장기현;김선일;강혜진;강은주
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.241-252
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    • 2004
  • 목적: 다수의 뇌 자료를 기반으로 구성된 통계적 화률뇌지도는 복잡하고 개인적인 편차가 큰 뇌의 형태학적, 기능적 특성을 분석하는데 유용하다. 특히 최근에 한국인의 정상 MR 영상을 기반으로 한 구조적 기능적 뇌 표준판과 구조적 확률뇌지도가 완성되었으며. 부검뇌의 조직절편을 활용한 세포구축학적 확률뇌지도가 도입되었다. 이 연구에서는 이들 자료를 활용하여 뇌 영상의 국소계수를 객관적으로 측정하기 위한 정량화 기법을 개발하였으며, 이를 이용하여 정상 한국인의 뇌 영상자료를 분석하였다. 대상 및 방법 : T1 MRI와 FDG PET에 대한 뇌 표준판을 성별, 연령별로 개발하였으며, 한국인 정상 MR 영상으로 만들어진 89개 뇌 영역의 구조적 확률뇌지도와 독일 율리히 연구센터에서 도입한 13개 브로드만 영역에 대한 세포구축학적 확률뇌지도를 뇌 표준판 위로 각각 비선형 변환하였다. 확률뇌지도에 정의된 각 뇌 영상의 국소계수는 확률에 의한 가중평균 또는 가중합으로 구하였다. 확률뇌지도를 이용한 예비 연구로 정상 노화에 따른 포도당대사의 변화가 대상회 내에서 전 후 위치에 따라 다르게 나타나는 가를 조사하였다. 결과: SPM과의 연계된 사용을 고려하여 Matlab 상에서 작성된 정량화 프로그램은 20초 미만에 1개의 공간정규화된 영상을 처리할 수 있었다. 대상회 포도당 대사에 대한 분석에서 후대상회에 대한 문측-전대상회 및 미측-전대상회의 계수 비는 정상 노화에 따라 매우 유의하게 감소하였다. 즉. 문측-전대상회/후대상회는 매 10년마다 3.1%씩 감소하였으며($P<10^{-11}$, r=0.81) 미측-전대상회/후대상회는 1.7%씩 감소하였다($P<10^{-8}$, r=0.72). 문측-전대상회와 미측-전대상회의 계수비 감소 역시 유의하였다(P<0.0005. r=0.52, 1.5%/year). 결론: 서양인 뇌에 기반한 확률뇌지도는 그동안 제한적으로만 사용되어 왔으나 한국인 뇌 표준판과 확률뇌지도 및 이 연구에서 개발한 정량화 기법은 일반에 공개하기로 하여 더욱 널리 쓰이게 되면 국내 뇌 연구 활성화에 기여할 것으로 기대 된다.

무선열 생성과제에서 반응후보 수에 따른 뇌활성화 양상 (Brain Activation Associated with Set Size During Random Number Generation)

  • 이병택;김청택
    • 인지과학
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    • 제19권1호
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    • pp.57-74
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    • 2008
  • 본 연구에서는 무선열 생성과제 수행동안 반응 후보 수의 많고 적음에 수반되는 뇌활성화 양상의 차이를 살펴보고자 하였다. 반응후보의 수가 크거나 적고의 관계없이 단순 세기 조건에 비해 항상 활성화 수준이 높았던 영역은 전대상회 (ACC), 하전두회 (IFG), 하두정 소엽 (IPL) 및 상측두회 (STG) 등의 영역이었다. 반응후보의 다수조건과 소수조건을 직접 비교했을 때, 소수조건의 활성화 수준이 높았던 영역은 측-후두엽 네트웍과 전대상회, 중심후회 등을 포함하는 매우 넓은 영역이었음에 비해 다수조건에서 활성화 수준이 높았던 영역은 내전회 (medial frontal gyrus), 상두정 소엽과 상측두회를 포함하는 좀 더 좁은 영역에 국한되었다. 이러한 결과를 토대로 본 연구는 무선열 생성과정을 기존의 작업기억 용량 가설만으로 설명하는 것은 곤란하며, 그보다는 처리 전략 등의 다른 가설의 가능성을 논의하였다.

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이중과제 수행시의 간섭효과에 수반되는 신경기반: 산술연산과 기억인출간의 상호작용 (Neural Basis Involved in the Interference Effects During Dual Task: Interaction Between Calculation and Memory Retrieval)

  • 이병택;이경민
    • 인지과학
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    • 제18권2호
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    • pp.159-178
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    • 2007
  • Lee와 Kang (2002)은 이중과제 수행동안 음운회로의 시연이 곱셈 수행을 유의하게 지연시키지만 뺄셈의 수행을 지연시키지는 못함을 보여주었다. 반면 심상을 유지하는 것은 뺄셈 수행을 지연시키지만 곱셈의 수행에는 영향을 미치지 않았다. 이 결과는 산술연산이 작업기억의 하부체계 특정적인 방식으로 관련있음을 보여준다. 본 연구의 목적은 기능자기공명영상기법을 이용하여 Lee와 Kang이 얻은 결과의 신경기반을 검토하는 것이었다. 이 목적을 위해 억제를 요구하는 이중과제 조건과 억제를 요구하지 않는 이중과제 조건에서의 뇌활성화 양상을 비교하였다. 두 조건이 모두 이중과제 조건이었음에도 불구하고 간섭조건이 비간섭조건에 비해 더 활성화되는 영역들이 관찰되었다. 더 중요한 사실은 음운억제조건에서 우측 하전회(inferior frontal gyrus), 좌측 각회(angular gyrus), 그리고 하정소엽(inferior parietal lobule) 등의 영역이 활성화 된 것에 비해, 시각억제조건에서 활성화된 영역은 우측 상측두회(superior temporal gyrus)와 전대상회 (anterior cingulate gyrus)였다 억제조건에서의 결과와 달리 음운 비억제 조건에서 활성화된 영역은 우내측 전두회 (medial frontal gyrus), 좌측 중전두회 (niddle frontal gyrus)와 양측의 내측전두회 (medial frontal gyrus)였으며, 시각 비억제 조건에서는 전대상회, 그리고 해마이랑(parahippocampal gyrus)의 영역이 활성화되었다. 이러한 결과는 처리 부호를 공유할 때 야기되는 간섭을 억제하는 것의 신경기반이 과제의 양상에 의존적임을 보여준다.

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외상 후 스트레스 장애의 신경기반 : 부적점화과제와 기능자기공명영상 연구 (Neural Substrates of Posttraumatic Stress Disorder : Functional Magnetic Resonance Imaging Study Using Negative Priming Task)

  • 이병택;유정;이동훈;손명호;강내희;함병주;최남희
    • 생물정신의학
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    • 제15권2호
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    • pp.110-117
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    • 2008
  • Objectives : Posttraumatic stress disorder(PTSD) has been primarily associated with emotional problems. Recently, however, the impact of PTSD on cognitive processes has interested a growing number of researchers. The current study is aimed at investigating the cognitive aspects of PTSD at both behavioral and neurological levels. Methods : We recruited individuals with PTSD who survived the Daegu subway explosion in 2003 as well as non-PTSD individuals as a control group. To evaluate the inhibitory processes and the neural mechanisms, we had these individuals perform the negative priming task simultaneously with functional MRI scanning. Results : Behaviorally, the negative priming effect was intact in the control group but was not evident in the PTSD group. In the imaging results, only the PTSD group showed the negative priming effect (i.e., increased activation of the negative priming condition as opposed to the neutral condition) in the dorsolateral prefrontal cortex, anterior cingulate cortex, and inferior temporal gyrus. The PTSD group also showed increased activity for the positive priming condition as opposed to the neutral condition in the claustrum. These results confirm and extend the previous findings that the integrity of the ACC is compromised in the trauma survivors due to disrupted white matter tract. Conclusions : The current results suggest that deteriorated performance of the PTSD group may be due to the functional problem as well as the structural abnormalities.

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인지적 통제 과정에 미치는 노화의 비대칭적 영향: ERP 연구 (Asymmetric effect of aging on cognitive control processes: An ERP study)

  • 진영선;김현옥
    • 인지과학
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    • 제28권4호
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    • pp.245-265
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    • 2017
  • 최근 인지적 통제에 대한 연구들은 최적의 통제 수준이 보상과 비용에 의해 결정된다는 것을 밝혀냈다. 보상이 가지는 가치는 주관적이며 이에 따라 최적의 신호 강도도 달라진다. 우리는 인지적 통제에 대한 노화의 영향에 대한 연구 결과들이 비일관적인 이유가 노인이 탄력적으로 통제 신호를 조절한 결과일 수 있다고 보았다. 다시 말해, 노인은 최적의 통제 수준을 결정하는 능력을 잘 유지하고 있을 수 있는데, 이는 전대상회의 역할로 알려져 있다. 반면 인지적 통제에서 노화에 따른 기능의 감퇴는 주로 규칙 표상의 유지와 억제에서 나타나는데, 이는 주로 외측전전두피질이 담당하고 있다. 본 연구는 청년과 노인에게 보상의 유형을 조절한 Go-Nogo 과제를 수행하게 하여 각 보상 조건에서 행동결과와 ERN(Error-Related Negativity) 크기를 비교하였다. 두 집단 모두는 각 연령에게 가장 중요하다고 여겨지는 조건에서 가장 뛰어난 행동 수행과 가장 큰 ERN 크기를 나타내었다. 또한 노인은 d'과 정확률에서는 연령차를 나타내었으나 ERN의 크기에서는 연령차를 나타내지 않았다. 이와 같은 결과는 인지적 통제의 각 과정에 대한 노화의 영향이 상이할 수 있을 가능성을 보여준다.

화소기반 형태분석 방법을 이용한 내측측두엽 간질환자의 회백질 부피/농도 감소평가; FDG PET과의 비교 (Voxel-based Morphometry (VBM) Based Assessment of Gray Matter Loss in Medial Temporal Lobe Epilepsy: Comparison with FDG PET)

  • 강혜진;이호영;이재성;강은주;이상건;장기현;이동수
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.30-40
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    • 2004
  • 목적: 본 연구의 목적은 첫째, 내측 측두엽 간질환자의 MR 영상에 화소기반 형태분석방법(VBM)을 적용하여 회백질 부피감소를 보이는 영역을 뇌 전체를 관찰하여 찾아내고자 하였다. 둘째, 본 연구에서 적용된 VBM방법이 내측측두엽 간질환자의 간질병소의 편측성을 평가하기에 쓰일 수 있을지 조사하였다. MR영상으로 VBM 결과를 FDG PET의 SPM 분석결과와 비교하였다. 대상 및 방법: 12명의 좌측 내측측두엽 간질환자와 11명의 우측 내측측두엽 간질환자의 T1 강조영상을 각각 37명의 정상 대조군의 영상과 비교하였다. 모든 영상을 표준 뇌 표준판에 공간정합한 후, 평균영상을 생성하여 연구-특정적 뇌 표준판을 만들고 이 연구 측정적 표준판에 다시 비선형 공간정규화 하였다. 영상을 분할하여 회백질영상을 추출하고 변조한 후 편평화하였다. 환자군과 정상군의 차이를 SPM99를 이용하여 허위발견률을 기준으로 통계처리하였다. FDG PET 영상을 SPM을 이용하여 정상대조군 22명과 비교하였다. 결과: 좌측 내측측두엽 간질환자는 좌측의 해마와 편도체 영역에 회백질 부피/농도가 감소하였고, 뇌의 양측 소뇌, 전대상회, 방추상회의 부피/농도가 감소하였다. 우측 내측측두엽 간질환자는 우측 해마의 서 회백질이 감소하였다. 좌측 내측측두엽 간질은 좌측 측두엽과 시상 우측 내측측두엽간질 환자는 우측측두엽에 광범위한 부위에 FDG 섭취가 감소하였다. 결론: VBM 방법을 적용한 결과 간질원인 병소 해마와 해마주변영역에서 유의하게 회백질 부피/농도가 감소하였다. FDG PET SPM 분석에서 간질원인병소의 대사 감소를 찾을 수 있었던 것처럼, 이 연구에서 적용한 변조 VBM 방법은 내측측두엽 간질환자의 간질원인병소를 편측화할 수 있었고 내측측두엽을 제외한 다른 뇌영역의 해부학적 변화를 발견하는데 도움이 되었다. 이에 비하여 간질원인병소인 좌우측측두엽의 넓은 부위에 FDG 섭취가 감소하여 대조되었다.

지각된 행위동사와 현재 행위의 의미 일치성에 따른 행위 수행 변화의 신경생리학적 기전 탐색 (Exploration of Neurophysiological Mechanisms underlying Action Performance Changes caused by Semantic Congruency between Perceived Action Verbs and Current Actions)

  • 나영현;정명영;곽자랑;이동훈
    • 인지과학
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    • 제27권4호
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    • pp.573-597
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    • 2016
  • 최근 행위 개념의 신경적 표상에 대한 fMRI나 EEG 연구들은 행위 개념의 처리가 감각-운동 정보의 모사(simulation)를 불러일으킨다고 주장한다. 이와 아울러 행위동사나 행위 문장 이해가 현재 수행해야 하는 행위를 간섭하거나 촉진시킨다는 행동연구들도 존재한다. 그러나 행위 개념 처리와 현재 행동 수행간의 실시간 상호작용이 감각-운동정보의 모사를 매개로 하는지, 또 다른 기전에 바탕을 두는지 아직까지 분명하지 않다. 본 연구에서는 행위 언어 지각이 어떻게 현재 행위 수행에 영향을 주는지 그 기저에 있는 신경 메커니즘을 시공간적으로 탐색하고자 시간해상도가 높은 뇌파 측정과 다중전류원분석이라는 뇌파분석 기법을 사용하였다. 이를 위하여 실험참가자에게 단서 자극 색상에 따라 손으로 버튼 누르기 행동과 발로 페달 밟기 행동을 해야 하는 단서-운동반응 과제를 수행하도록 하였고, 단서가 제시되기 직전에 반응 행위자체를 기술하는 행위동사(즉, 눌러라, 밟아라, 멈춰라)를 청각적으로 제시하여 행위동사와 반응 행동 간의 의미 일치성에 따른 상호작용을 관찰하였다. 반응시간 분석 결과, 손으로 버튼을 누르는 반응행위와 발을 이용하여 페달을 밟는 반응행위 모두에서 행위동사와 반응행위가 일치하는 경우 촉진효과가 관찰되었고, 불일치에 따른 간섭효과는 손 행위에서 나타났다. 전류원 파형 분석결과, 행위동사와 반응행위간의 의미일치성 효과는 행위 동사 처리 기간에는 베르니케 영역, 운동단서 제시 시점에선 전대상회와 보조운동영역, 운동수행 시점에서는 보조운동영역과 일차운동피질에서 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었다. 현재 결과로는 행위동사가 특정 운동피질을 활성화시켜 이를 매개로 현재 행위에 영향을 준다고 하기보다, 뒤따르는 행위를 예측하고 이를 준비하는 과정에 영향을 미쳐, 촉진/간섭효과를 가져오는 것으로 보인다. 마지막으로 본 연구가 가지는 행위 개념의 신경학적 표상에 대한 함의와 연구 방법론상 한계에 대해 논의하였다.

경쟁과 비경쟁 상황에서 공감의 신경학적 기제 (Neural Bases of Empathy in Competitive vs. non-Competitive situation)

  • 황수영;윤미선
    • 인지과학
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    • 제27권3호
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    • pp.441-467
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    • 2016
  • 본 연구에서는 fMRI 기법을 이용하여 경쟁 상황 노출 여부에 따라 개인이 타인의 상황을 이해하고 인지적 공감을 유발하는 신경학적 기제의 차이를 조사하였다. 공감은 타인에 대한 이해를 바탕으로 적절한 반응을 보이는 심리적 반응이며, 인간의 생존에 있어서 적응적 요소로 알려져 있다. 연구의 목적은 Preston과 de Waal(2002)에 기초하여 거의 자동적인 반응인 공감이 타인을 이겨야 하고 본인의 수행에 따라 보상이 달라지는 경쟁 상황에서도 1) 타인이 처한 상황을 인지할 수 있는지, 2) 인지한다면 인지적 공감이 유발되는지를 확인해 보는 것이다. 대학생 21명(남:여=9:12)을 대상으로, 일상생활에서 경험할 수 있는 6가지 정서가 제시된 그림자극을 보고 '나'의 관점에서 유발되는 정서가 긍정정서인지 부정정서인지 평정하는 과제 수행동안 뇌 활성화를 촬영하였다. 경쟁 유무에 따라 공감과정에서 두뇌 활동의 차이를 비교하기 위해 실험보조자 1인이 경쟁자 역할을 수행하고, 수행 결과의 정확도와 반응 시간을 기준으로 피험자가 경쟁자(실험보조자)를 이길 경우 보상(돈)을 제공하는 조건으로 경쟁심을 유발하여 경쟁 조건을 조작하였다. 연구결과, 피험자들의 판단 반응시간은 비경쟁 상황보다 경쟁에 노출되었을 때 통계적으로 유의하게 빠름을 확인하였고, 경쟁 상황에서는 전대상회(ACC, BA 32), 내측전두엽(mPFC, BA 6), 측두두정연합부의 한 부분인 연상회(SMG, BA 40), 시상(thalamus), 중전두엽(middle frontal gyrus, BA 10) 등이 활성화 된 반면, 비경쟁 상황에서는 인접대상회(paracingulate, BA 32), 측두엽극(temporal pole, BA 38), 복내측전전두엽(vmPFC, BA 11), 상후두엽/쐐기소엽(superior occipital gyrus/cuneus, BA 19) 등의 영역에서 활성화가 관찰되었다. 또한 경쟁상황에서 개인의 공감 수준에 따라 두뇌 영역과의 상관을 알아보기 위해 공감에 대한 자기 보고식 반응 점수를 공변량으로 이용하여 중다회귀분석을 실시한 결과, 경쟁 상황에서는 우측 연상회(rSMG, BA 40), 하전두엽(inferior frontal gyrus, BA 47/45), 내측전두엽(mPFC, BA 10/6), 시상(thalamus), 피각(putamen), 방추형회(fusiform gyrus, BA 20/21)영역과의 상관이 높은 반면, 비경쟁 상황에서는 공감 수준이 높을수록 측두두정연합부/상측두엽(temporoparietal junction/superior temporal gyrus) 영역이 높은 상관을 보였다. 이 연구의 결과를 통해 경쟁 노출 여부에 따라서 타인에 대한 공감적 인지과정에 서로 다른 두뇌영역이 사용되며, 특히 개인의 공감 수준이 높을수록 경쟁 상황에서도 타인의 상황에 대해 이해하는 인지적 공감과 관련한 두뇌 영역이 높은 상관을 보여 개인차에 따라 경쟁 지각이 다르게 반응함을 알 수 있었다.

기질적 성격요인과 국소 뇌포도당대사의 상관연구: 성별에 따른 차이 (Metabolic Correlates of Temperament Factors of Personality)

  • 박현수;조상수;윤은진;방성애;김유경;김상은
    • Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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    • 제41권4호
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    • pp.280-290
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    • 2007
  • 목적: 성격기질의 성차는 생물학적 기초를 가지고 있는 것으로 여겨진다. 성격기질의 성차를 신경생물학적 방법론을 통해 규명하기 위해, 국소 뇌포도당대사와 남성과 여성각각의 성격기질요인과의 상관을 분석하였다. 대상 및 방법 36명의 오른손잡이 대상자들이 자원하여 참가하였다(남성 18명, 평균연령, 33.8 17.6세 ; 여성 18명, 평균연령, 36.2 20.4세). 모든 참가자들로부터 안정상태의 FDG PET 이미지를 획득하여 분석에 활용하였다. FDG PET 스캔이 이루어진 후 10일 이내 Cloninger의 240문항 성격기질검사를 이용해 새로움추구(NS), 위험회피(HA) 및 보상의존(RD) 기질점수를 평가하였다. 각각의 성격기질요인점수와 국소뇌포도당대사의 상관을 SPM2를 이용해 분석했다. 결과: 남성에 있어 새로움추구 요인점수와 포도당대사 간 유의미한 부적상관이 관찰된 영역은 양쪽 상측두회, 해마 및 도회이었던 반면, 여성에서는 양쪽 중전두회, 오른쪽 상관자회 및 왼쪽 전대상회와 피각이었다. 위험회피 요인점수와 포도당대사 간 유의미한 정적상관이 관찰된 영역은 남성에 있어 오른쪽 흑질과 왼쪽 대상회였던 반면, 여성에서는 양쪽 기저핵군의 영역이었다. 마지막으로 남성에게서는 포도당대사와 보상의존 기질요인과의 부적상관이 오른쪽 중전두회 및 왼쪽 중측두회에서 관찰된 반면 여성에서는 양쪽 중전두회와 오른쪽 기저핵 영역 및 상측두회가 관찰되었다. 결론: 이 연구는 남성과 여성의 성격기질에 관여하는 뇌의 신경학적 기초가 다르며 이는 기억시스템은 물론 동기화 시스템을 포함한 뇌의 다양한 신경회로기능과 관련되어 있음을 보여주었다. 이러한 연구 결과는 성격의 기질적 측면에 있어서의 성차는 물론이고 성별에 따른 정신과적 질환의 유병 정도 차이를 이해하는 중요한 생물학적 기초를 제공할 것으로 기대한다.