• 융합정보논문지
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• 제9권7호
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• pp.145-152
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• 2019

본 연구는 뇌졸중 환자를 대상으로 상호작용식 메트로놈 훈련이 관리기능에 미치는 효과에 대해서 알아보고자 실시하였다. 뇌졸중 환자 20명을 대상으로 실험군 10명, 대조군 10명으로 무작위 배분하였다. 실험군은 기본적인 재활치료와 상호작용식 메트로놈을 적용하였고, 대조군은 기본적 재활치료와 전통적 인지재활을 실시하였다. 훈련 전 후 관리기능을 검사하기 위하여 Kims 전두엽 관리기능 신경심리검사 II를 실시하였다. 연구 결과 실험군이 대조군에 비해 스트룹 간섭시행, 단어유창성, 지연회상, 관리기능지수에서 유의한 향상을 나타냈다. 따라서 상호작용식 메트로놈 훈련이 관리기능 향상에 효과적으로 것으로 나타났으며, 상호작용식 메트로놈 훈련이 관리기능 향상을 위한 중재방법으로 유용할 것으로 기대한다.

• 감성과학
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• 제6권1호
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• pp.39-45
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• 2003

본 연구에서는 단순노무직, 판매직, 전문직에 종사하는 피험자를 대상으로 100%의 basil oil, lavender oil, lemon oil, jasmine oil, ylang-ylang oil (KIMEX co. Ltd, Korea), skatole (TAKASAGO co. Ltd, Japan)등 총 6가지 종류의 천연향에 대한 두뇌의 정보량 흐름을 파악하기 위해 상호 정보량을 검토하였다. 그 결과, 전문직에서는 상호 정보량의 유의한 변화가 전두엽 사이(F3F4)에서 나타난 반면, 단순노무직과 판매직에서는 전두엽(F3F4), 두정엽(P3P4), 측두엽(T5T6) 사이에서 모두 나타났다 두 직종과 비교하여 전문직이 주로 외부 자극에 대한 고차원적 기능을 담당하는 전두엽영역의 정보량에서 유의한 변화를 보인 것은 향을 전문적으로 구분하고, 확인하는 그들의 직업적 특성을 반영한 결과라 추측된다. 또한, 단순노무직과 달리, 전문직과 판매직은 선호도가 낮은 향에서 상호 정보량이 증가하는 경향을 보여, 향 관련 종사자들의 선호도와 상호 정보량간의 관련성을 시사하였다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제40권6호
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• pp.302-308
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• 2006

목적: 공황장애에 대한 다양한 신경해부학적 모델들이 제안되었으나, 인지행동치료와 관련된 뇌 신경학적 기전에 대한 해석은 불명확하다. 본 연구에서는 공황장애 환자에서 CBT 전과 후에 뇌관류 변화를 평가하고 이에 따른 신경해부학적 연관성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: DSM-IV 기준으로 진단된 공황장애 환자 7명(남자 5명, 여자 2명, 평균연령 $45{\pm}11.0$세)을 대상으로 8주 동안 인지행동치료를 했으며, 건강한 정상인 12명(남자6명, 여자 6명, 평균연령 $42{\pm}9.5$세)을 대조군으로 사용하였다. 모든 환자들에게 인지행동치료 전과후에 $^{99m}Tc-ECD$ 뇌관류 SPECT, PDSS-SR과 ACQ점수를 각각 평가하였다. 인지행동치료 도중에는 약물치료를 실시하지 않았다. 모든 영상은 공간적으로 평준화와 편평화를 하여 SPM2를 이용하여 통계적으로 분석하였다. 결과: 공황장애 환자에서 인지행동치료 후 자각적인 증상들이 개선되고, 인지행동 평가 척도와 인지적 불안점수가 유의미하게 감소하였다(p<0.05). CBT치료 전에 띠이랑, 시상, 중간뇌와 전두엽과 측두엽에서 뇌관류가 증가하고, 우측 아래 전두엽에서 뇌관류가 감소함을 관찰하였다. 그리고 8주간의 CBT후 임상 소견의 호전과 함께 좌반구의 해마이랑, 우반구의 띠이랑와 도, 그리고 좌우 전두엽과 측두엽에서 뇌관류가 감소를 하였고 후두엽, 두정엽과 전두엽 일부에서 뇌관류가 증가한 소견을 관찰할 수 있었다. 결론: 공황장애 환자에서 약물치료 없이 인지행동치료만으로도 그 증상을 감소시키는 효과를 보였고, 이는 공포와 관련된 뇌영역에서 뇌활성도의 완화 및 안정화로 인해 치료 효과가 나타남을 알 수 있었다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.250-254
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• 2002

컴퓨터의 발달과 더불어 인간과 컴퓨터 인터페이스에 있어서도 많은 발전을 하고 있다. 본 연구는 두뇌-컴퓨터 인터페이스(brain-computer interface : BCI)를 위해서 인간에 있어서 가장 간단한 의사문제라고 여겨지는 긍정이나 부정을 선택할 때 나타나는 뇌파를 AR 모델을 이용하여 시간-주파수 분석을 한 후 topographical map을 그렸다. 그 결과 문제에 대답하는 시점 전후에서 파워스펙트럼이 유사하였고, 피험자가 문제를 읽고 판단하고, 동작하는 시점(reaction time : RT) 전으로 1초 ~ 0.5초 사이에 전두엽과 두정엽 부위에서 16Hz ~ 24Hz, 80 ∼ 88Hz의 주파수 대역에서 유의미한 차이를 보였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2177-2178
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• 2006

학습 행동에서의 뇌파 측정은 실시간으로 두뇌 기능 상태를 연구하는데 유용한 연구 방법이며 대뇌의 부위 중 전두엽은 새로움에 대한 지향 반응과 사고 활동에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 중학교 2학년 학생에게 새로운 시청각 학습 자료를 제시하고 5회의 반복학습이 이루어지는 과정에서의 전두부($Fp_2,Fp_2$)의 뇌파를 측정하고 Fourier, Wavelet 변환을 하여 정량적으로 분석하였다. 주의 집중, 정서 등 인지와 관련지어 특정파의 조절 능력 및 파의 특성을 이용한 여러 연구들을 종합해보면, 기억력, 주의지속과 연관되어 알파파, 베타파와 세타파가 발생되는 것을 볼 수 있다. 이 중 알파파는 기존의 뇌 상태를 동기화시키고 주의나 기억의 과정에 영향을 미칠 수 있는 것으로 증명되었다. 본 논문에서는 신호 처리에 높은 효율을 보이는 Wavelet 변환을 이용하여, 학습이 됨에 따라 변화하는 EEG 신호 가운데 알파파의 패턴과 활성도를 분석하고자 한다.

• 대한핵의학회지
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• 제32권3호
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• pp.238-249
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• 1998

목적: PET을 이용하여 특정한 자극에 대한 국소 뇌혈류 변화를 영상화함으로써 비침습적으로 뇌의기능적 구조를 밝혀 낼 수 있다. 이 연구에서는 대조과제와 언어성 및 시각적 작업기억중추에 대한 활성화과제를 수행하면서 뇌혈류 PET을 시행하고 그 차이를 분석하여 작업기억에 관한 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대해서 각각 대조과제, 단어기억 언어성 작업기억 활성화과제, 그림기억 언어성 작업기억 활성화과제, 시각적 작업기억 활성화과제를 수행시키면서 뇌혈류 PET을 촬영하였다. 언어성 작업기억과제로서 단어 기억과제에서는 4개의 단어를 순차적으로 보여주고 1초 후 1개의 단어를 보여주어 동일한 단어가 4개의 단어 중에 있었으면 버튼을 누르게 하며 $H_2^{15}O$ PET을 촬영하였다. 두 번 째 언어성 작업기억과제인 그림 기억과제에서는 단어 대신에 특정 단어가 연상되는 사물의 그림을 보여 주었다. 시각적 작업기억과제로는 사람의 얼굴 사진을 보여 주고 같은 실험을 하였다. 의미 없는 기호를 보여 주면서 특정한 기호가 나오면 버튼을 누르게 함으로써 시각적 자극과 손가락운동으로 인한 뇌혈류 분포를 포함하게 하여 대조과제로 삼았다. SPM96소프트웨어를 이용하여 각 영상을 표준 지도 위에 공간적으로 정규화하고 활성화상태에서 뇌혈류가 의미 있게 증가된 영역을 찾아내기 위하여 각 화소의 방사능 계수에 대한 공분산분석을 하여 전체 계수 차이를 제거한 후 국소 계수 차이에 대한 귀무가설을 검증하여 각 화소의 Z 값에 대한 통계적 파라메터 영상(statistical parametric image)으로 뇌기능지도를 작성하였다. 결과: 단어를 이용한 언어성 작업기억에 대한 뇌기능지도에서는 왼쪽 브로카 영역와 전-운동영역, 왼쪽 소뇌, 오른쪽 대상회에서 뇌혈류가 증가하였다. 그림 기억과제 때에는 단어 기억과제에서 활성화된 각 부위에 더하여 왼쪽 위쪽 측두엽, 왼쪽 기저핵과 시상, 왼쪽 전-전두엽 등에서 뇌혈류가 증가하였다. 얼굴기억과제는 오른쪽 아래쪽 전두엽, 브로카 영역, 대상회, 위쪽 두정엽 등 주로 오른쪽 대뇌반구의 뇌혈류가 증가하였다. 세 가지 실험에 공통적으로 활성화된 영역을 찾기 위한 결합분석에는 왼쪽 전-운동영역, 소뇌와 기저핵, 오른쪽 대상회, 브로카 영역, 기저핵에서 뇌혈류가 증가하였다. 결론: 이상의 결과는 언어성 작업기억은 주로 왼쪽 대뇌반구의, 시각적 작업기억은 주로 오른쪽 대뇌반구의 활동에 의해서 주도되며 작업기억에 공통적인 활성화지역이 있다는 가설을 지지하였다. 전두엽이 작업기억에 중요한 역할을 한다고 생각한다.

• 대한핵의학회지
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• 제34권3호
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• pp.183-198
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• 2000

목적: 두부외상을 받은 후 뇌실질의 해부학적인 병변이 없음에도 불구하고 인지 및 정신운동성 기능장애 등을 호소하는 환자가 많지만 아직 그 병태 생리가 밝혀지지 않고 있다. 연구자는 두부외상 후 해부학적 뇌 병변이 없으면서도 지능저하를 보인 환자에서 국소 뇌혈류(regional cerebral blood flow, CBF) 및 국소 혈류예비능(regional cerebrovascular reserve, CVR) 이상이 있는 지를 알아보고, 지능저하와 관련된 뇌영역을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 두부외상을 받은 후 지능저하를 호소하고, 만성기에 시행한 뇌 MRI에서 유의한 대뇌피질의 이상소견이 없었던 30명으로 남자 16명과 여자 14명이었으며, 평균연령은 $34{\pm}12$세였다. 대조군을 19명으로 남자 9명과 여자 10명이었으며, 평균연령은 $44{\pm}17$세였다. 휴식기에 Tc-99m HMPAO 925 MHq를 주사하고 5분째 뇌혈류 SPECT를 촬영하였으며, 촬영 도중 아세타졸아미드 1 g을 3분간 주사하였다. 첫 촬영이 끝난 직후 다시 Tc-99m HMPAO 925 MBq를 주사하여 같은 방법으로 뇌부위를 촬영하였다. 지능검사는 한국판-웩슬러 성인용 지능검사(K-WAIS)를 사용하여 언어성과 동작성에 관련된 11가지 소검사를 시행하였다. 각 소검사 별 비정상 점수를 보인 환자군과 정상 대조군간 유의한 CBF 차이를 윈도우용 SPM'97로 비교분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) 모든 언어성 소검사는 좌측 대뇌반구에서 CBF 감소를 보였고, Wernicke 영역과 모두 관련이 있었고 Broca 영역과 관련을 보인 어휘문제를 포함하여 기본지식문제와 숫자외우기는 전두엽, 측두엽 그리고 두정엽과도 관련이 있었다. 우측 대뇌반구에 추가로 CBF 감소를 보인 경우는 기본지식문제, 숫자외우기, 어휘문제와 공통성문제로 전두엽, 측두엽 그리고 두정엽에서 CBF가 감소를 보였다. 2) 동작성 검사에서 CBF 감소는 주로 우측 대뇌반구에서 관찰되었다. 우측 상측두회 후면과 상연회, 운동전 피질, 그리고 일차적 체운동피질과, 우측 전두전야 일부에서 관련이 있었고, 좌측 전두엽과 상연회 일부에서 CBF 감소가 있었다. 3) CVR 감소는 전체적으로 총 64개 뇌영역에서 관찰되었다. 언어성 검사에서 주로 양측 전두엽과 측두엽에서 관찰되었다. 기본지식문제만 양측 하두정회와 후두엽에서 추가로 CVR 감소가 관찰되었다. 동작성 검사에서 주로 양측 전두전야와 상, 중측두회와 관련이 있었다. 결론: 두부외상 후 대뇌피질의 형태학적 손상을 발견할 수 없었던 경미한 손상에서도 CBF 뿐만 아니라 CVR의 감소를 초래되며, 지능 저하와 관련이 있음을 알 수 있었다. 이러한 지능 저하는 특정한 뇌영역과 관련되어 있음을 밝혔다.

• 과학교육연구지
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• 제43권1호
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• pp.157-172
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• 2019

이 연구의 목적은 난이도가 다른 생명과학공통성 발견 과제를 수행하는 동안 뇌 활성 차이를 분석하는 것이다. 이 연구에는 35명의 예비 생명과학교사들이 참여하였다. 이 연구는 뇌파 기록을 위한 블록디자인으로 설계되었다. 피험자들이 공통성 발견 과제를 수행하는 동안 뇌파가 수집되었다. sLORETA 분석 방법과 상대파워스펙트럼 분석 방법은 2개의 소재로 구성된 쉬운 난이도의 과제를 수행할 때와 5개의 소재로 구성된 어려운 난이도의 과제를 수행할 때 뇌 활성 차이를 분석하는 데에 이용되었다. 그리고 공통성 발견 과제의 난이도에 따라 활성화된 대뇌 피질과 피질하 영역의 역할을 조사하였다. 연구 결과 연구결과, 세타파의 경우, 쉬운 난이도 과제와 비교하여 어려운 난이도 과제 수행 시 세파타의 활성은 전두엽에서 유의미하게 감소하였고 후두엽에서는 증가하였다. 알파파의 경우, 쉬운 난이도 수행시보다 어려운 난이도의 과제를 수행할 때 전두엽에서 알파파의 활성이 유의미하게 감소하였다. 베타파의 활성은 어려운 난이도의 과제를 수행할 때 쉬운 난이도의 과제 수행시보다 전두엽, 두정엽, 후두엽에서 유의미하게 감소하였다. 마지막으로 감마파의 경우 쉬운 난이도의 과제를 수행할 때와 비교하여 어려운 난이도의 과제를 수행할 때 감마파의 활성이 전두엽에서는 감소하였고 두정엽과 측두엽에서는 활성이 증가하였다. 공통성 발견 과제의 난이도 수준은 대상이랑(cingulate gyrus), 쐐기소엽(cuneus), 혀이랑(Lingual gyrus), 후측 대상피질(posterior cingulate), 쐐기전소엽(precuneus), 엽하영역(sub-gyral)에 영향을 준다는 것을 보여주었다. 따라서 공통성 발견 과제의 난이도는 이미지로부터 인출된 시각적 정보와 위치정보를 통합하는 과정, 대상의 속성을 비교하고 필요한 정보를 선택하는 과정, 선택한 정보의 시각적 작업 기억 과정, 이 모든 과정에서의 주의집중에 대한 인지과정에 영향을 준다고 할 수 있다.

• Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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• 제13권1호
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• pp.76-84
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• 2002

목 적：독일의 신경심리학자인 Moss 등의 1996년에서 1999년까지의 일련의 연구들에서 정상기압의 산소공급 후 정상 성인에서의 기억능력이 뚜렷하게 호전된다는 보고가 있었다. 그러나 아직까지 10대 청소년을 대상으로 한 연구는 없는 상황이다. 이에, 본 연구팀에서는 새롭게 개발된 산소흡입장치(Oxygen administration device)를 가지고 산소흡입이 청소년의 인지능력 향상에 도움이 되는지를 알아보기 위해 실험집단-위약집단-이중맹검법으로 평가하였다. 방 법：14세에서 17세까지의 청소년 23명을 대상으로 하였다. 학급성적 백분위 20%이상 50%미만에 해당하는 중-고등학생들을 대상으로 하였고, 정신과전문의가 평가하여 특정한 정신병리가 없고, 실험에 자발적 참여의지를 보인 청소년만을 연구에 참여시켰다. 주의력평가를 위해 사용 한 검사는 스트룹(stroop) 검사와 선로잇기(trail-making)검사, 연속수행검사(continuous performance test)였고, 기억능력의 측정을 위해서는 표준화된 기억평가척도(Memory Assessment Scale：MAS)를 사용하였다. 23명의 청소년을 무작위 배정하여 12명은 주의력검사와 기억능력 검사 10분전에 5분에 걸쳐 $O_2$를 공급하였고, 11명은 대조군으로 똑같은 기기에서 $O_2$ 공급원을 제거하여, 실내공기를 흡입하는 효과를 갖도록 하였다. 실험자나 피실험자 모두 실험군과 대조군 여부를 알지 못하도록 이중맹검 디자인으로 실시하였다. 결 과：1) 주의력평가：산소흡입 전후의 평균값 차이를 윌콕슨 순위 검사(Wilcoxon Signed Rank)로 평가한 결과, 흡입 전보다 4가지 주의력 평가 소검사들에서 통계적으로 유의한 호전 양상을 보여주었고, 공기흡입 전후의 평가에서는 3가지 소검사에서 호전된 양상을 보여 주었다. 단순주의력 평가에서는 산소흡입군과 공기흡입군 모두 능력의 향상을 보였으나, 간섭이 있는 주의력 검사에서는 산소흡입군만이 유의한 호전을 보였다. 또한 처치 전후의 변화율((치료후값-치료전값)/치료전값 *100)을 계산하여, 산소군과 공기군 간의 통계적 유의성을 평가한 결과, 공기 흡입군에 비해 산소흡입군이 스트룹 검사의 간섭시행, 그리고, 선로잇기검사의 B부분의 수행에서 유의한 차이를 보여, 산소흡입이 전두엽의 수행능력과 관련된 주의력의 호전에 보다 유의한 기여를 할 가능성이 있음을 보여주었다. 2) 기억능력평가：16가지의 기억능력 평가 도구 소척도값 중에서, 산소흡입군은 흡입 전에 비해 11개의 소검사 항목들에서 보다 우수한 수행을 보여 주었고, 공기흡입군은 7개 영역에서 유의한 호전이 있었다. 처치전후의 각 소척도 값의 변화율을 계산하여, 산소군과 공기군 간의 통계적 유의성을 평가한 결과, 단기기억소척도의 점수에서만, 두 군간에 유의한 통계적 차이가 발견되었다. 결 론：주의력과 기억능력에 미치는 산소효과를 검증하기 위해, 대조군비교-이중맹검 임상실험을 실시하여, 반복검사로 인한 효과, 위약효과 등을 배제하였다. 그 결과 양쪽 검사 모두에서 어느 정도의 반복검사 및 위약효과가 확인되었으나, 주의력에서는 전두엽의 실행능력(executive function)과 관련되는 검사들에서 산소흡입이 특이한 효과를 보여준다는 것이 확인되었고, 기억능력에서는 단기기억능력 평가에서 산소흡입군이 대조군보다 유의한 효과를 보여주는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과는 산소흡입이 전두엽과 관련된 수행능력, 작동기억능력 향상에 도움이 될 가능성이 있음을 시사하는 결과라고 생각된다.

• 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.