• 수면정신생리
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• 제28권1호
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• pp.2-5
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• 2021

Hyperarousal or increased brain excitability is thought to play a key role in the pathophysiology of insomnia. Neuromodulation techniques are emergent complementary therapies for insomnia and can improve sleep by modulating cortical excitability. A growing body of literature support the idea that neuromodulation can be effective in improving sleep or treating insomnia. Recent evidence has revealed that neuromodulation methods can improve objective and subjective sleep measures in individuals with insomnia, although effects vary according to protocol. Different mechanisms of action might explain the relative efficacy of neuromodulation techniques on sleep outcomes. Further research testing different stimulation parameters, replicating existing protocols, and adding standardized sleep-related outcomes could provide further evidence on the clinical utility of neuromodulation techniques.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.403-412
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• 2021

알츠하이머병은 치매를 일으키는 원인 중 가장 높은 빈도를 차지하는 신경퇴행성 질환으로서, 아직은 증상을 개선시키는 정도의 약물적 치료가 주를 이룬다. 이러한 경구약제의 치료적 한계성 및 신약개발의 어려움에 직면하여 임상에서는 비약물적 치료에 대한 관심이 높아지고 있다. 경두개 직류전기자극(transcranial direct current stimulation, tDCS)는 낮은 강도의 직류전류를 이용한 비침습적 뇌조절술의 한 종류로서, 그 안전성에 대해서는 이미 널리 입증받은 바 있다. 본 종설에서는 알츠하이머병 쥐 모델에게 tDCS를 적용함으로써 얻을 수 있는 행동학적, 신경생리학적, 뇌조직학적 회복에 대한 객관적 근거들을 살펴봄으로써, 인간 대상 tDCS연구의 배경근거를 제시하고자 한다.

• 재활치료과학
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• 제9권1호
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• pp.7-23
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• 2020

목적 : 본 연구는 뇌졸중 환자의 상지기능 회복에 대한 경두개 직류자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)의 효과를 살펴본 연구를 분석하는 데 목적이 있다. 연구 방법 : 2009년부터 2018년 현재까지 국내외 학술지에 게재된 논문들을 NDSL과 RISS를 통해 검색하였다. 선정기준과 배제기준을 통해 총 14개의 실험연구 논문이 선정되었다. 이를 PEDro 척도를 사용하여 질적 평가를 시행하고, 이 중 12개 논문에 대해서 Comprehensive Meta Analysis 3.0 프로그램을 사용하여 메타분석을 실시하였다. 결과 : 본 연구에서 고찰한 문헌 14편은 모두 국외 학술지에 게재된 문헌들이었다. 메타분석을 실시한 결과 효과 크기는 상지 근력 0.19로 '작은 효과크기', 상지 움직임 0.49로 '보통 효과크기'를 보였다. 상지 움직임의 효과크기는 통계적으로 유의한 변화가 있던 것으로 분석되었다(p<0.05). 또한 양극(anode) 모드는 '큰 효과크기'를. 음극(cathode) 모드는 '보통 효과크기'를 보였으며, 양극 모드의 효과크기만 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 결론 : 본 연구 결과를 통하여 상지기능이 제한된 뇌졸중 환자에게 tDCS는 유용한 재활 기법이 될 수 있다는 것을 확인하였다. 이는 국내 임상가들에게 뇌졸중 환자를 위한 새로운 재활 기법의 기초자료를 제시하고, 효과적인 중재를 계획하는 데 도움이 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.127-132
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• 2019

주의 집중력은 워킹메모리에 속하며 경두개직류전기자극은 워킹메모리를 향상시키는데 효과적이다. 본 연구는 경두개직류전기자극(Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)이 대학생들의 주의집중력에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 연구를 진행하였다. 본 연구는 대상자 37명의 대학생($23.08{\pm}3.33$세)을 대상으로 tDCS그룹과 대조군으로 두 그룹으로 나누어 2018년 9월 3일부터 28일까지 연구를 진행하였다. tDCS그룹은($n_1=19$) 2mA로 13분씩 2회 26분간 적용하였으며, 대조군($n_2=18$)은 패드를 붙인 후 작동을 시키지 않았고 13분씩 2회 26분간 적용하였다. 연구는 주 3회 총 4주간 총 12회 진행되었다. 주의 집중력을 확인하기 위하여 뇌전도(Electroencephalogram) 검사를 하였으며, 연구결과 tDCS그룹이 주의집중력이 증가할수록 증가하는 SMR파(Sensory motor rhythm, p<0.01, 95% CI: -1.955, -0.459), 중간 베타파(p<0.05; 95% CI: 0.027, 0.943) 그리고 파워 비율(SMR+중간베타파/ 세타파, p<0.01, 95% CI: -1.764, -0.315)에서 유의한 향상을 보였다. 그러나 집중력 하락시 증가하는 세타파는 유의한 감소를 얻지 못했다(p>0.05). 결과값과 같이 tDCS적용시 주의집중력의 유의한 향상을 보였으며 본 연구를 기반으로 발전시켜 주의력 결핍환자들에게 적용에 대한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 재활치료과학
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• 제10권2호
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• pp.7-22
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• 2021

목적 : 본 연구의 목적은 뇌졸중 환자의 인지기능 회복에 대한 경두개 직류자극(tDCS)의 효과를 살펴본 연구를 분석하기 위함이다. 연구방법 : 2009년부터 2019년까지 국내외 학술지에 게재된 논문들을 NDSL, RISS, PubMed, CINAHL을 통해 검색하였다. 선정기준과 배제기준을 통해 총 11개의 실험연구 논문이 선정되었다. 이를 질적평가를 시행하고, 이 중 7편의 논문에서 9개의 결과값에 대해 메타분석을 실시하였다. 결과 : 메타 분석을 실시한 결과 효과크기는 attention 0.725, memory 0.796으로 모두 '보통 효과크기'를 보였다. 두 영역 모두 통계적으로 유의한 변화가 있던 것으로 분석되었다(p<0.05) 결론 : 본 연구 결과를 통하여 인지기능이 제한된 뇌졸중 환자에게 tDCS는 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, tDCS 적용법이 연구 간 서로 상이함을 알게 되었으며 이에 따라 정형화된 tDCS 프로토콜과 전문가 양성이 필요할 것으로 보인다.

• 생물정신의학
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• 제24권4호
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• pp.167-174
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• 2017

Based on advances in biotechnology and neuroscience, neuromodulation is poised to gain clinical importance as a treatment modality for psychiatric disorders. In addition to old-established electroconvulsive therapy (ECT), clinicians are expected to understand newer forms of neurostimulation, such as deep brain stimulation (DBS), vagus nerve stimulation (VNS), repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), transcranial direct current stimulation (tDCS) and transcranial alternating current stimulation (tACS). Given the growing interest in non-invasive neuromodulation technologies, clinicians may seek sufficient information about neuromodulation to inform their clinical practice. A growing literature suggests that applications of non-invasive neuromodulation have evidence particularly for indications where treatments are currently insufficient, such as drug-resistant depression. However, positive neuromodulation studies require replication, and the precise interactions among stimulation, antidepressant medication, and psychotherapy are unknown. Further studies of long-term safety and the impact on the developing brain are needed. Non-invasive neuromodulatory devices could enable more individualized treatment. However, do-it-yourself (DIY) stimulation kits require a better understanding of the effects of more frequent patterns of stimulation and raise concerns about clinical supervision, regulation, and reimbursement. Wide spread enthusiasm for therapeutic potential of neuromodulation in clinical practice settings should be mitigated by the fact that there are still research gaps and challenges associated with non-invasive neuromodulatory devices.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.261-272
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• 2012

본 연구는 작업기억 향상을 위한 직류두개자극(tDCS)이 뇌졸중 환자의 뇌파에 어떠한 변화를 가져오는지 알아보기 위해 시행되었다. MMSE와 숫자 외우기 검사(DST)를 통해 선별된 만성 뇌졸중 환자 20명을 전산화 인지 훈련(CCT)만 실시한 I군(10명)과 tDCS와 CCT를 병행한 II군(10명)으로 무작위 배치하여 주 3회, 1일 30분, 4주간 중재하였다. 뇌파 변화를 알아보기 위해 중재 전, 2주 후, 4주 후 시점에서 뇌전도로 단어, 사진, 암산과제 시 세가지 밴드(${\theta}$; 4~8 Hz, lower ${\alpha}$; 8~10.5 Hz, upper ${\alpha}$;10.5~13 Hz)로 절대 스펙트럼 파워를 산출하여, 기준뇌파에 대한 증감률(%)을 구하였다. 연구 결과, 첫째, 측정시점에 따라서, ${\theta}$ 파워는 단어기억과제와 사진기억과제에서 유의한 차이를 보였다. lower ${\alpha}$ 파워는 모든 기억과제에서 유의한 차이를 보였다. upper ${\alpha}$ 파워는 암산과제에서만 유의한 차이를 보였다. 둘째, 4주째에서 모든 과제의 lower ${\alpha}$ 파워에서만 두 군간에 유의한 차이를 보였다. 따라서 본 연구의 과제에 따른 세 가지 밴드의 차이를 통해 작업기억의 정도를 정량화 하여 비교가 가능하며, 뇌손상환자에게 tDCS의 병행이 인지재활에 보조적인 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.445-452
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• 2015

경두개직류전류자극(tDCS)은 낮은 직류 전류 강도를 사용하여 대뇌피질의 자발적인 신경학적 활동의 흥분성을 증가 또는 감소시키는 신경조절 기법이다. 본 연구의 목적은 tDCS를 적용한 후 다양한 감각 기능의 변화를 측정하는데 있다. tDCS의 효과를 측정하기 위해 CPT 검사를 50명의 건강한 대상자에게 단일 기간(8월4일에서 8월29일), 단일 공간, 단일 맹검법으로 무작위 배정하였다. 신경전도검사는 우세 손의 말초신경 병변을 구별하기 위해 정중 감각과 운동신경을 측정하였다. 대상자들은 각 25명 씩 대뇌피질의 DLPFC의 tDCS 자극군과 대뇌피질의 DLPFC의 tDCS 위자극군으로 2개의 다른 조건 아래서 1 mA의 전류강도로 15분씩 양극 tDCS로 적용하였다. 촉각, 빠른 통증과 느린 통증을 각각 평가하기 위해 우세한 제 2수지에 2000, 250, 그리고 5 Hz의 주파수로 CPT 검사인 Neurometer$^{(R)}$를 이용하여 수치들을 기록하였다. DLPFC의 양극 tDCS 자극군의 CPT 수치들에서는 250과 5 Hz에서 통계적으로 유의한 증가를 보였다. 양극 tDCS 위자극군의 모든 CPT 수치들은 감소하였다. 이러한 결과는 DLPFC의 양극 tDCS가 건강한 대상자들의 감각 지각과 통증 역치들을 조절할 수 있다는 것을 보여준다. 따라서 본 연구는 재활과 통증 치료 분야에서 유용한 치료 방법 중 하나로 제시할 수 있을 것으로 생각한다.

• 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.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.273-282
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• 2011

본 연구는 국소 허혈성 뇌손상 흰쥐 모델에서 tDCS의 자극 적용시간을 달리하였을 때, 앞다리 운동감각 기능변화와 신경영양인자(GAP-43)발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 뇌손상 모델은 Sprague -Dawley계 흰쥐 80마리를 'Longa'방법을 이용하여 중대뇌동맥(middle cerebral artery)을 폐색하여 유발하였고, 실험군을 4개로 나누었다; 실험군I은 허혈성 뇌손상 유발군(n=20), 실험군II는 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(10분) 적용군(n=20), 실험군III은 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(20분) 적용군(n=20), 실험군IV는 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(30분) 적용군(n=20)으로 나누었다. 앞다리운동감각 기능검사를 위해 수정된 앞다리배치 검사와 단일 팰릿 닿기 검사를 실시하였으며, 신경가소성에 대한 면역조직화학적 검사로 운동감각 영역에서의 GAP-43 단백질 발현을 관찰하였다. 앞다리운동감각 검사는 14일에서 실험군III (p<0.05)이 다른 군들에 비해 유의한 차이를 보였으며, 단일 팰릿 닿기 검사는 14일에서 실험군III(p<0.01)과 실험군IV(p<0.05)에서 유의한 차이를 보였다. 또한, 면역조직학적 검사는 14일에 실험군III이 다른 군들에 비해 현저한 면역양성반응의 증가를 보였다. 따라서, 0.1 mA의 강도로 20분간 적용했을 때가 앞다리운동감각 기능과 신경가역성 인자 GAP-43 발현에 가장 좋은 조건임을 알 수 있었다.