• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.124-132
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• 2020

본 연구는 노년기 Alpha 리듬의 진폭, 비대칭 및 평균 주파수가 뇌건강 상태를 반영할 수 있는 뇌파 지표로써 임상적 활용 가능성이 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위하여 평균 나이 73세 남녀 노인 72명을 대상으로 폐안 시 전전두엽의 뇌파를 4분간 측정하였다. 집단 구분은 Alpha 진폭, 비대칭 및 평균주파수의 평균값을 각각 기준으로 높은집단과 낮은집단으로 분류하였다. 뇌파 지표들 간 상관관계와 t-검정을 실시한 결과는 다음과 같다. 첫 번째, Alpha 진폭이 높아지면 육체적·정신적 스트레스 저항도와 좌·우뇌 소통수준도 높아졌으며, Alpha 평균주파수 위치는 낮아졌다. 또한 Alpha 비대칭이 높아지면 좌·우뇌의 소통수준은 낮아지는 상관관계를 보였다. 두 번째, 좌뇌에 비해 우뇌의 Alpha 파워가 높아지면 Alpha 진폭과 정신적 스트레스 저항도, 좌·우뇌 소통수준도 높아졌다. 세 번째, Alpha 평균주파수 위치가 높아지면 Alpha 진폭과 정신적 항스트레스 지표는 낮아지고 각성 수준은 높아졌다. 이상과 같이 정량화 뇌파 지표들은 서로 간 관련성이 높고, 보완적 의미가 있어 노년기 뇌건강 상태를 반영하는 생체 표지자로써의 가능성을 보여주었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.61-68
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• 2021

본 연구는 주거지원사업에 참여한 탈노숙인들의 뇌파 검사 시행 후 정량화된 결과를 분석한 융합연구로, 그들의 인지, 심리, 행동적 특성을 도출하고자 하였다. 본 연구 참여자들은 임시노숙인 시설 혹은 노숙인 생활시설에서 거주한 경험이 있고 주거지원사업에 참여 의사를 밝힌 6명이다. 뇌파 측정은 국제 10-20법에 따라 브레인마스터 장비를 이용하였다. 분석 결과, 연구 참여자들은 감정적 측면의 특이점을 보여주는 Theta파, Beta파, High Beta파가 높게 나타났으며, 이는 감정적인 측면에서 분노, 불안, 불면증 등 감정적 측면의 특징을 보여주는 결과이다. 따라서 이들이 향후 지역사회에서 안정적으로 주거생활을 유지하기 위해서는 스트레스 관리, 상담, 신체적 건강관리 서비스를 제공할 것을 제안한다. 본 연구 결과는 노숙인의 인지, 심리, 행동적 특성에 대한 정량적 근거를 제시하였으며, 향후 그들이 지역사회에서 자립생활을 유지하기 위해서 필요한 지원체계에 시사점을 제공한다.

• 수면정신생리
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• 제17권2호
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• pp.91-99
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• 2010

목 적: 본 연구는 정신분열병의 결핍증후군과 비결핍증후군이 다른 생물학적 동등성을 가진 독립된 질환일 수 있다는 가설 아래 quantitative EEG와 standardized LORETA (sLORETA)를 이용한 전기생리학적인 방법을 통하여 생물학적 병인을 파악하고자 시도되었다. 방 법: 정신분열병 환자를 대상으로 42명의 뇌파를 비교 분석하였으며 그 중 결핍증후군 환자군은 남자 10명과 여자 11명이었고 비결핍증후군 환자군은 남자 12명, 여자 9명이었다. 주파수 대역은 delta(1.5~4 Hz), theta(4~8 Hz), alpha(8~12 Hz), low beta(12~15 Hz), high beta(15~30 Hz)의 5가지로 분할하였고 EEG LAB을 이용한 파워스펙트럼 분석 및 standardized sLORETA software package를 이용하여 신호원을 국소화 하였다. 결 과: 파워 스펙트럼 분석에서 결핍증후군 집단은 비결핍증후군과 비교하였을 때 전두엽, 두정엽 및 측두엽 영역에서 delta파와 theta파의 유의한 활성도 증가를 보였으며 뇌파 스펙트럼은 간편 정신상태 평정 척도 중 철퇴/지연과 적대/의심 항목의 임상적인 특징과 유의한 상관관계를 보였다. sLORETA분석 결과에서는 배측 전대상피질에서 결핍증후군에서 유의하게 delta파의 활성도가 증가되었다. 결 론: 결핍증후군은 비결핍증후군과는 연관된 뇌 영역이 다를 수 있으며 특히 전두엽 영역의 신경회로 이상이 일차적 음성증상에 영향을 줄 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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• 제9권2호
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• pp.218-226
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• 1998

본 연구는 주의력결핍 과잉운동장애(ADHD) 남아에서 전형적인 중추신경자극제인 methylphenidate를 투여한 전후의 상태 간에 주의집중력을 요하는 과제를 수행하는 동안의 정량화 뇌파검사(Quantitative Encephalography；Q-EEG) 소견을 비교하였다. 이를 통하여 대뇌의 전기생리학적 활성도의 위치적 변화를 알아봄으로써 methylphenidate가 대뇌의 기능적 국소화에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구대상으로는 DSM-IV기준으로 ADHD로 진단된 $6{\sim}12$세의 남아 13명이었고, 단축형 Conners척도와 한국판 아동행동척도(Child Behavior Checklist；CBCL)을 포함한 임상평가를 하였다. 모든 대상에게 methylphe-nidate를 투여하기 전에 안정상태와 주의력과제인 TOVA(Test of Variables of Attention)를 수행하는 동안에 Q-EEG를 시행하였다. 그리고 1주일 후에 methylphenidate 0.7mg/kg을 1회 경구로 투여하고 1시간이 경과한 시점에서 안정상태와 활성상태에서 Q-EEG를 시행하여, 각 상태의 Q-EEG소견을 비교분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 안정상태에서는 약물을 투여한 전후 시기 간에 Q-EEG 소견의 유의한 차이를 보이지 않았으나, 활성상태에서는 약물투여 전에 비하여 약물투여 후의 뇌파소견 중 theta파와 beta파의 진폭 비율(theta/beta)이 대뇌 우측의 전두엽과 두정-후두엽부위, 좌측의 측두-두정엽에서 유의하게 증가하였다. 본 연구의 결과로 미루어 methylphenidate는 주의력과제를 수행하는 동안에 대뇌의 전기생리적인 활성도에 영향을 미침을 알 수있다. 특히 주의력과 관련되어 methylphenidate가 대뇌기능에 미치는 국소적 영향이 우측 전두엽과 두정-후두엽, 좌측 측두-두정엽에 나타나고 있음을 알 수 있었다. 이는 중추신경자극제가 ADHD 환자에서 주의력 증진과 관련되어 대뇌기능의 국소적인 영향을 주는 약물임을 시사한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제9권11호
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• pp.265-272
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• 2020

뇌파를 이용한 Brain-computer interface (BCI) 연구에서는 다른 그룹보다 그 성능을 발휘하지 못하는 소위 BCI-illiteracy 그룹이라고 알려진 사용자 집단에 대한 이해와 처리가 중요하다. 본 연구는 사용자로부터 사전 휴지 상태의 뇌파 신호를 미리 측정하고 그 신호로부터 주파수 기반의 특징 변수를 생성하여 이를 피험자 개인의 특성 변수로 사용하고, 추정된 개인 특성 변수를 이용하여 이후 움직임 상상 패러다임이 적용된 BCI 시행의 성능과 어느 정도의 정량적 연관성을 가지며 이를 정확하게 예측할 수 있는지를 밝히고자 하였다. 결과에 대한 신뢰성을 높이기 위해서 검증된 공개 뇌파 데이터베이스를 활용하고 Convolution neural network 기반의 딥러닝 기법을 활용하여 이진 BCI 성능 계산을 실시하였으며 Lasso 정규화가 적용된 선형 회귀 분석을 통해서 각 특징 변수와의 예측 관련성을 조사하였다. 첫 번째로 휴지 상태 뇌파 모든 특징 변수들과 BCI 성능 간의 연관성을 파악하기 위해서 전통적인 통계 방법들을 적용하였고 이를 통해서 전두엽에서 측정된 뇌파 신호들의 13 Hz를 기준으로 이보다 낮은 주파수와 높은 주파수 파워 간의 비율이 BCI 성능 사이와 통계적 유의미한 높은 상관성이 가지고 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 이를 근거로 상대 주파수 비율 값이 BCI 성능을 예측해볼 수 있는 좋은 지표 후보군으로 지정하였다. 두 번째로 Lasso를 이용한 회귀 분석을 통해서 휴식 상태의 상대 주파수 비율 변수를 이용하여 BCI 성능 사이에 최대 선형 계수 0.544 수준의 선형 관계를 찾을 수 있었으며, BCI 과제를 잘 시행할 수 있는 그룹과 못할 그룹을 AUC 0.817 수준으로 예측할 수 있었다. 본 연구에서는 각 사용자마다 측정된 휴지 상태의 뇌파로부터 앞으로 있을 BCI 성능을 예측할 수 있는 방법론 제시함으로써 일반인을 대상으로 좀 더 신뢰성 있고 응용 가능한 BCI 시스템 개발에 기여하고자 한다.

• 수면정신생리
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• 제28권2호
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• pp.78-85
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• 2021

목 적 : 노년기 우울증 환자에서 우울증상이 알츠하이머병의 전구 증상으로 나타났는지를 감별하는 것은 중요한 임상적 과제이다. 본 연구에서는 정량화 뇌파(quantitative EEG) 지표가 노년기 우울증 환자의 알츠하이머병 병리를 예측할 수 있는 바이오마커로 기능할 수 있는지 확인하고자 하였다. 방 법 : 치매로 진단 받지 않은 55세 이상의 우울증 환자 63명이 본 연구에 포함되었다(여성 76.2%; 평균 연령 ± 표준편차 73.7 ± 6.87세). 연구 대상자들은 [¹⁸F] florbetabenPET 결과에 따라 아밀로이드 양성(Aβ+, n = 32)과 음성으로(Aβ-, n = 31) 분류하였다. 뇌파는 7분 간의 눈을 감은 상태(eye-closed, EC)와 3분 간의 눈을 뜬 상태(eye-open, EO)로 촬영하였으며, 푸리에 변환(Fourier transform)을 이용하여 스펙트럼 분석을 시행하였다. 선행연구 결과에 따라 안구 개폐 알파파 반응성 지표(EC-to-EO alpha reactivity index)가 노년기 우울증 환자의 아밀로이드 침착을 예측할 수 있는 신경생리학적 마커가 될 수 있는지 검증하였다. 알파 밴드 파워에서 아밀로이드 침착 여부(Aβ+ vs. Aβ-), 안구 개폐 조건(EC vs. EO), 지형학적 요인(laterality, polarity) 간의 상호작용을 확인하고 사후 분석을 시행하였다. 결 과 : Aβ+군과 Aβ-군에서 각 주파수 밴드의 평균 파워 스펙트럼 밀도 중 EO phase의 알파 밴드 파워에서만 유의미한 차이가 관찰되었다(F = 6.258, p = 0.015). 알파 밴드에서의 Group (Aβ+ vs. Aβ-) × Condition (EC vs. EO) × Laterality (Left, midline, or right) 3-way interaction이 연령, 성별, 교육 연수, 전반적 인지 기능, 약물 사용, MRI상 백질 고신호강도를 보정한 뒤에도 유의하였다(F = 3.720, p = 0.030). 하지만 대뇌 관심영역 별로 아밀로이드 침착에 따른 알파파 반응성을 비교한 사후 분석에서는 유의한 수준의 차이가 관찰되지 않았다. 결 론 : 노년기 우울증 환자에서 EO phase의 알파 밴드 파워 증가가 대뇌 아밀로이드 침착과 관련이 있었다. 하지만 본 연구에서 검증하고자 했던 안구개폐 알파파 반응성 지표는 알츠하이머병 병리를 예측하지는 못했다. 보다 많은 대상자를 포함한 추후 연구로 해당 결과를 재검증할 필요가 있다.

• 대한교통학회지
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• 제17권2호
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• pp.69-79
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• 1999

본 연구에서는 고속도로의 기본구간과 비교해 볼 때, 고속도로 합류부에서의 운전자의 각성정도의 변화를 생리적 신호 중 후두엽부(Occipital Lobe)의 뇌파 중 $\beta$파를 측정하여 정량화하여 살펴보았다. 고속도로 기본구간 3지점과 합류부 구간 3지점에서 실험차량을 이용하여 남자 8명, 여자 2명, 총 10명의 피실험자를 대상으로 실험한 결과 고속도로 운전자는 합류부 구간(램프주행구간, 가속차로시점에서 합류직전 구간, 합류부 영향이 남아 있는 주행구간)에서 운전시 기본 주행구간에 비하여 가속차로 시점에서 합류 직전구간에서 2.21배로 가장 큰 각성정도를 보였다. 또한 고속도로 운전자는 합류를 완료한 후에 4초간 합류과정으로 인한 영향이 남아 있는 것으로 분석되었다. 특히 운전자들은 고어지점으로부터 80m구간이내에서 합류하는 것이 충분한 가속주행을 한 것보다 더 각성 정도를 보였다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제8권1호
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• pp.63-72
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• 2000

We intended to show some basic requirements for spectrum analysis of electroencephalogram (EEG) by visualizing the differences of the results according to different values of some parameters for analysis. Spectrum analysis is the most popular technique applied for the quantitative analysis of the electroen- cephalographic signals. Each step from signal acquisition through spectrum analysis to presentation of parameters was examined with providing some different values of parameters. The steps are:(1) signal acquisition; (2) spectrum analysis; (3) parameter extractions; and (4) presentation of results. In the step of signal acquisition, filtering and amplification of signal should be considered and sampling rate for analog-to-digital conversion is two-time faster than highest frequency component of signal. For the spectrum analysis, the length of signal or epoch size transformed to a function on frequency domain by courier transform is important. Win dowing method applied for the pre-processing before the analysis should be considered for reducing leakage problem. In the step of parameter extraction, data reduction has to be considered so that statistical comparison can be used in appropriate number of parameters. Generally, the log of power of all bands is derived from the spectrum. For good visualization and quantitative evaluation of time course of the parameters are presented in chronospectrogram.

• 생물정신의학
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• 제7권2호
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• pp.174-179
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• 2000

연구목적 : 환청이 자기감시체계의 이상이라고 주장하는 일부 학자들은 청각적 언어상상과 관련된 뇌 활성화 소견을 이용하여 환청의 병리기전을 밝히고자 하였다. 그런데 대부분의 환청의 내용은 부정적 감정을 동반하는 내용이다. 이런 점에서 저자들은 부정적 감정이 청각적 언어상상에 의해 유발된 대뇌 피질 활성에 어떤 식으로 영향을 미치는지 알아보고, 이를 통해 부정적 감정이 환청발생에 미칠 수 있는 영향을 이해해 보고자 하였다. 방법 : 정상인과 정신분열병 환자를 대상으로 부정적 내용의 청각적 언어상상 과제와 부정적 내용의 청각적 언어상상 과제를 수행토록 하였다. 이 두 가지 과제를 수행하면서 정량화뇌파검사를 시행하였고, 이때의 대뇌피질 활성의 차이를 paired t-test를 이용하여 분석하였다. 그리고 이러한 차이가 정신분열병 환자와 정상인에서 각기 어떤 식으로 달리 나타나는가 비교하였다. 결과 : 정상인의 경우 중립적 감정일 때에 비해 부정적 감정의 청각적 언어상상시, 좌측 측두엽 부위(TCP1)에서 beta주파수대의 뇌파 진폭이 증가하였고, 대뇌 우반구의 몇몇 부위(FP2, F4, C4, CP2, P4)에서 theta주파수대의 뇌파 진폭이 감소하였다. 그러나 정신분열병 환자의 경우, 두 가지 과제를 수행하는 동안 모든 주파수대에서 뇌파 진폭의 차이가 관찰되지 않았다. 결론 : 본 연구 결과는 좌측 측두엽의 더 많은 활성이 요구되는 부정적 내용의 청각적 언어상상을 하게 될 때, 정신분열병 환자에서는 적절한 활성화가 이루어지지 못하는 것을 지지하는 소견으로 생각된다. 그리고 이에 따른 자기감시체계의 활성의 저하가 환청과 밀접하게 관련될 수 있는 것으로 시사된다.

• 수면정신생리
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• 제17권1호
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• pp.41-49
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• 2010

본 연구의 목적은 소아 수면무홉증 환자와 정상 소아의 수면 구조를 비교하고 잘 드러나지 않는 차이를 뇌파의 비선형적 분석을 통해 비교 분석하는데 있다. 코골이 증상을 호소하는 소아 중 수면다원검사를 통해 폐쇄성 수면무호흡 지수가 시간당 1회 이상으로 소아기 폐쇄성 수면무호흡증으로 진단받은 12명(남아 10명, 평균 6.4${\pm}$3.4세)과 정상 대조군으로 연구에 참여한 15명(남아 8명, 평균 6.0${\pm}$2.2세)의 수면다원검사 자료를 비교하였다. 즉, 수면 구조 관련 변인과 뇌파 채널(C3/A2, C4/A1, O1/A2, O2/A1)에서 탈경향변동분석 과정을 거쳐 계산된 축적 지수를 비교하였다. 수면 구조에서는 1단계 수면의 비율이 폐쇄성 수면무호흡증 환아에서 9.3${\pm}4.3$%로 정상 소아의 5.6${\pm}4.3$2.8%보다 유의하게 높았고, 렘수면 입면잠복시간에서 폐쇄성 수면무호흡증 환아가 181.5${\pm}4.3$59.9 분으로 정상 소아의 133.5${\pm}4.3$42.0분보다 유의하게 길었다. 2, 3, 4단계 수면과 렘수면의 비율은 폐쇄성 수면무호흡증 환아와 정상 소아에서 유의한 차이가 없었다. 소아의 수면 뇌파에서 계산된 축적 지수(${\alpha}$)는 장기 시간적 연관성(long-range temporal correlation)의 특징을 갖는 것으로 1단계에서 4단계 수면으로 갈수록 ${\alpha}$ 값이 증가 하였다. 각각의 뇌파 채널에서 폐쇄성 수면무호흡증 환아의 축적 지수는 정상 소아의 축적 지수보다 유의하게 낮았다(C3/A2: 1.36${\pm}4.3$0.05 vs. 1.41${\pm}4.3$0.04, C4/A1: 1.37${\pm}4.3$0.04 vs. 1.41${\pm}4.3$0.04, O1/A2: 1.37${\pm}4.3$0.05 vs. 1.41${\pm}4.3$0.05, O2/A1: 1.36${\pm}4.3$0.07 vs. 1.41${\pm}4.3$0.05, p<0.05). 폐쇄성 수면무호흡증 환아에서 낮은 ${\alpha}$ 값을 보인 것은 자기조직적 고비성(self-organized criticality)이 줄어든 것으로 뇌 체계에서 자체 기전에 의한 에너지 축적이 감소한 것으로 해석해 볼 수 있다. 8시간에 이르는 수면 뇌파의 정량화가 수면무호흡증과 같은 질병 상태를 반영한다면 향후 연구에서 그 유효성과 범용성을 여러 질병에서 확인해 보아야 할 것이다.