• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권11호
• /
• pp.5019-5026
• /
• 2011

본 연구는 만성 편마비 환자의 교감신경 활동 강화가 근 긴장도 및 중추신경 흥분성 변화에 미치는 영향을 알아보기 위해 시행하였다. 연구기간은 2009년 10월 12일부터 12월 4일까지 실시하였으며, 연구대상자는 발병 후 6개월 이상 된 만성 편마비 환자 30명을 대상으로 하였다. 실험은 교감신경 활동을 강화하는 세 가지 과제(암산, 정적인 상태에서 쥐기운동, 쥐기운동 후 허혈)를 실시하였으며 측정은 과제를 수행하기 전과 중의 global synkinesis 수준과 중추신경원 활동전위을 각각 측정하였다. 중추신경원 활동전위는 H/Mmax비, V/Mmax비를 측정하였고, global synkinesis 수준은 근전도 활동전위의 실효치 값을 측정하여 분석하였다. 본 연구에서, global synkinesis 수준은 정적인 상태에서 쥐기 과제를 제외한 나머지 과제(암산, 쥐기 후 허혈)에서 슬관절 굴곡, 신전 시 감소했다(p<.05). 또한 V/Mmax비에서는 세 가지 과제 모두에서 감소하였다(p<.05). 결론적으로, 교감신경 활동 강화는 만성 편마비 환자의 중추신경 흥분성과 근 긴장도를 감소시킴을 알 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
• /
• 대한의용생체공학회 1994년도 추계학술대회
• /
• pp.131-133
• /
• 1994

뇌전위 측정에 의해 흥분 뉴런군의 위치를 추정하는 source localization problem은 Evoked Potential 해석법에 있어서 매우 중요한 의미를 갖는다. 이번 논문에서는 EEG실험에서의 전극 배치가 S/N(signal to noise ratio)과 추정 오차 사이에 어떤 영향을 미치는 가를 Monte Carlo 시뮬레이션으로 조사하였다. 머리 모델은 3중 구각 모델을 사용하였고 이론 이용하여 forward problem을 계산하였다. 쌍극자 파라미터를 minimization 하는 문제는 simplex method를 이용하여 계산하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 특이한 점은 전극의 밀도와 입체각에 의해 쌍자 파라미터 오차가 변화했다는 사실이다. 이것은 곧바로 전극 배치와 연관이 된다. 실제 EEG 실험에서 전극 배치를 어떻게 했는가에 따라 그에 따른 오차가 변화한다. 이러한 오차의 원인을 제거하기 위해서 새로운 전극 배치를 모델링하여 기존의 전극 배치와 비교해 보았다. 그 결과 전극 밀도와 입체각에 대한 오차를 크게 줄일 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
• /
• pp.878-879
• /
• 2016

본 논문에서는 기존의 고비용-고정형 거짓말탐지기의 단점을 극복하기 위하여 거짓말 시 발생되는 인체의 생리적 변화를 측정하기 위한 GSR (Galvanic Skin Response) 센서와 스트레스수치 알고리즘을 활용하여 스마트폰 기반 어플리케이션을 개발 및 그 활용방안을 제안한다. 사용자에게 부착하여 사용자의 생체 피부를 통해 외적자극 또는 심적 흥분/동요 상태에 의한 활동전위 발생 정도를 측정하고 이를 스트레스 지수로 변환할 수 있는 방법을 제시한다. 또한, 사용성 및 저비용성을 보장하기 위하여, 제안하는 거짓말 탐기기능을 스마트폰 어플리케이션화 하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.564-569
• /
• 2019

최근 알코올 소비량이 증가함에 따라 과량의 에탄올을 섭취하는 경우 또한 늘어나고 있다. 이런 과도한 에탄올 섭취는 ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) 수용체의 활성화와 glutamate 수용체의 활성 억제를 통해 신경계를 교란시켜 단기 기억 형성을 방해 한다. 알코올에 의한 인지기능의 저하는 알코올성 black out을 유도할 수 있으며, 반복될 경우 알코올성 치매로 이어질 수 있기 때문에 black out을 예방하는 치료제의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구자는 해당 연구를 통하여 Cassia obtusifolia seeds 에탄올 추출물(COE)이 가진 black out 예방제로써의 가능성을 평가하였다. 본 연구에서는 에탄올에 의해 유도된 기억 장애에 대한 COE의 효과를 확인하였다. 실험 동물의 기억력을 측정하기 위하여 수동 회피 실험과 Y자 미로 실험을 수행하였고, 마우스 해마 절편을 사용하여 에탄올이 기억의 형성과 관련하여 장기 강화(long term potentiation; LTP)에 어떠한 영향을 끼치는지 전기생리학을 통해 확인하였다. 또한 ${\alpha}$-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid 수용체 길항제인 NBQX ($50{\mu}M$)를 사용하여 에탄올에 의한 인지기능 장애와 관련이 있다고 알려진 N-Methyl-D-aspartate (NMDA) 매개 field 흥분성 시냅스 후 전위를 측정하였다. 결과적으로, COE는 에탄올에 의한 기억력의 손상을 방지하였고, 해마 절편에서 에탄올에 의해 감소된 LTP와 NMDA 매개 흥분성 시냅스 후 전위를 대조군과 비슷한 수준까지 회복시켰다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
• /
• pp.509-515
• /
• 1999

신체를 구성하는 여러 가지 요소 중에서 인간이 일상생활을 하는 데에는 신진대사를 일정하게 유지하기 위한 인체내의 여러 가지 전달물질들이 그 구성에 맞게 역할을 수행하여야 한다. 그러나, 만약 그 구성 비율이 바뀔 때에는 인체 내에 이상이 발생하게 된다. 그 대표적인 예로는 운동을 심하게 하였을 경우 갈증과 근육의 피로감이 몰려오게 되는데 이는 세포내의 이온농도의 변화에 의한 것이며 이때 물, 스포츠 이온 음료 등을 섭취한다. 순간적으로 그 증상이 회복되지는 않지만 신경계 내에서 회복하는데 에는 많은 시간이 소요된다. 생리학, 임상적으로 나트륨과 물은 신진대사에 밀접한 연관이 있다. 인체의 나트륨은 음식물의 섭취량과 나트륨의 생리작용사이의 균형에 좌우된다. 건강한 상태에서 나트륨의 생리적인 손실은 무시할 만 하며 나트륨 생리작용은 음식물의 섭취량과 밀접한 관련이 있다. 칼륨은 단지 전체 신경계 용질의 일부이기 때문에 이것은 세포의 체적과 세포 용질의 삼투현상을 결정하는 주요한 것이다. 더욱더 칼륨은 신진대사 과정의 많은 중요한 변수가 되며, 세포밖의 칼륨은 전체중에 매우 작은 일부이긴 하지만 신경근육 작용에 매우 큰 영향을 준다. 세포안과 밖의 칼륨의 농도 비율은 흥분성 조직내의 막 전위의 주요한 결정요소가 된다. 본연구에서는 세포막 설계 후 시뮬레이션을 통한 정상상태의 세포막 전위의 활동전위 전달 특성과 Na, K의 이온 농도를 변화시킬 경우의 세포막 전위의 활동저위 전달 특성곡선을 비교 관찰하여 운동 생리학적인 신경세포내의 전달특성 메카니즘을 이해, 분석하였다.서의 속도를 최소한으로 줄이면서 스케줄링에 의해 시간 문제를 해결하는 방법을 제시하도록 한다. 이는 기초과학 수준이 높은 북방권 국가들의 과학자들이 주로 활용되고 있다는 점에서도 잘 알 수 있으며 우리의 과학기술 약점을 보완하는 원천으로써 외국인 연구 인력이 대안이 되고 있음을 시사한다. 본 연구에서는 한국 연구 조직에서 일하는 외국인 연구자들의 동기 및 성과에 영향을 미치는 많은 요인들을 확인할 수 있었다. 상관관계, 분산분석, 회귀분석 등을 통해 활용 성과에 미치는 영향 요인들을 도출하였다. 설문 분석을 통하여 동기 및 성과 사이에는 강한 상관관계가 존재하는 것을 확인할 수 있었으며 이는 전통적인 동기 이론들과 부합한다. 대부분의 변수가 동기 및 성과에 동시에 영향을 미치는 것으로 조사되었으며 그중에서도 조직 협력 문화, 외국인 연구자의 의사소통 및 협력성, 외국인 연구자의 연구 능력 관련 변수들 및 연구 프로젝트의 기술수명주기, 외국인 연구자의 기존 기술지식의 흡수 등이 가장 중요한 변수로 나타났다. 이는 우리가 주로 중국 및 러시아 과학자들을 활용하여 상업화하는 외국인 연구인력 활용 패턴과도 일치하는 결과이다. 즉 우호적인 조직문화를 가지고 있는 연구 조직에서, 이미 과학기술 지식을 많이 가지고 있고 연구 능력도 높은 외국인 과학기술자를, 한국에서 기술이 태동 또는 성장하고 있는 연구 분야에서 활용하는 것이 가장 성과가 좋다는 사실을 확인시켜 주고 있다. 국내에서 최초로 수행된 본 연구는 외국인 연구 인력의 활용 성과가 매우 높으며, 우리의 과학기술혁신시스템을 보완하는

• 인지과학
• /
• 제33권2호
• /
• pp.95-107
• /
• 2022

다른 인종의 얼굴 인식에 대한 연구는 지각, 정서, 사회문화적인 과정 등 다양한 수준에서 연구되어 왔다. 특히, "다른 인종 효과(other race effect, ORE)"와 관련된 많은 수의 연구들에서, 신원이나 정서와 같은 얼굴에 대한 미묘한 정보가 처리되는 과정에서 '다른 인종'이라는 인종적인 요소가 영향을 주는 것으로 나타났다. 하지만 인종적인 요소가 아닌, 다른 인종의 얼굴에 대한 인지적인 조절로 ORE를 설명하려는 연구는 거의 없다. 본 연구는 다른 인종의 얼굴을 처리함에 있어서 생소하기(낯설기) 때문에 나타날 수 있는 인지적인 작용 여부를 사건관련전위(event-related potential, ERP)를 이용하여 연구하였다. 22명의 한국인과 9명의 백인에게 한국인과 백인의 정서가 표현된 얼굴사진을 보여주면서 성별 분류과제를 수행하였다. 한국인의 경우 백인의 얼굴 사진에 대하여 한국인의 얼굴 사진보다 더 증가된 P3 전위 값을 보였고, 이러한 결과는 한국인들이 자극 인식 초기 과정에서 다른 인종의 얼굴 사진에 대하여 더욱 주의를 기울인 것으로 해석할 수 있다. 흥미롭게도, 백인들은 한국인의 얼굴 사진을 보았을 때 증가된 P3 전위 값을 보이지 않았는데, 아마도 실험에 참여한 백인들의 경우 한국에서 생활을 하면서 많은 사회적인 상호작용을 통하여 한국인 얼굴에 대하여 탈민감화 되어 한국인의 얼굴이 더 이상 생소하지 않기 때문인 것으로 생각된다. 이러한 결과는 다른 인종의 얼굴은 자동적으로 주의를 끌어당기는 높은 각성수준을 갖는 현저한 자극이지만, 반복적인 노출만으로도 탈민감화 되어 타인종의 얼굴에 대한 각성수준이 낮아질 수 있다는 것을 의미한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제14권4호
• /
• pp.211-217
• /
• 2003

주성분분석은 잘 알려진 데이터 분석 방법으로써 높은 차원의 데이터를 낮은 차원의 데이터로 표현하는데 효과적이어서 얼굴인식, 데이터 압축 등에 이용되고 있다. 주성분분석을 하게 되면 원 데이터의 공분산 행렬로부터 정규직교한 고유벡터와 해당하는 고유치를 얻게 되고 그 중 큰 값을 가지는 고유벡터 들을 선택하여 선형 변환함으로써 데이터의 차원을 줄일 수 있게 된다. 망막에 빛 자극이 인가되면 시세포 층에서 전기신호로 변환된 후 복잡한 신경회로를 거쳐 최종적으로 신경절세포 층에서 활동전위의 형태로 출력되게 된다. 본 연구에서는 다채널전극을 사용하여 여러 개 망막 신경절세포로부터 유래되는 활동전위를 기록한 후 개개의 신호를 구분하는 과정을 거치고, 이어서 그 신호를 만들어 내는 각 뉴론들끼리의 시간적, 공간적 흥분발사 패턴을 이해함으로써 궁극적으로 시각정보 인코딩 기전을 밝히려는 연구 목표하에 그 첫 단계로서 망막 신경절세포의 활동전위를 기록한 후 분류하는 과정을 성공적으로 수행하였기에 그 내용을 서술하고자 한다. 망막에서 기록되는 신경절세포 활동전위는 불규칙하고 확률적이기 때문에 주성분분석을 통하여 그 유형을 분류할 수 있었다. 토끼 눈으로부터 망막을 박리하여 망막조각을 얻은 후 신경절세포 층이 전극표면을 향하도록 전극에 부착하였다. 8${\times}$8의 microelectrode array (MEA)를 전극으로 사용하였고, 증폭기는 MEA 60 system을 사용하여 신경절세포 활동전위를 기록하였다. 활동전위 기록 후 파형 분류를 하였다. 잡음이 섞여있는 기록으로부터 신호를 검출하기 위하여, 잡음역치($\pm$3$\sigma$)를 설정하였다. 역치를 넘는 파형 만을 획득한 후 주성분분석을 통해 각 파형의 첫 번째 주성분, 두 번째 주성분을 계산하여 2차원 평면에 투사함으로써 몇 개의 의미있는 클러스터를 얻었다. 이 클러스터는 곧 각 신경절세포에서 유래되는 파형을 반영하므로 주성분분석을 통하여 망막 신경절세포의 활동전위를 각 세포별로 분류할 수 있음을 확인하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제17권4호
• /
• pp.260-267
• /
• 2006

개개의 망막신경절세포는 자신이 담당하고 있는 망막의 특정부위에 빛자극이 가해지면 그 빛자극의 특징을 활동전위의 형태로 인코딩하게 된다. 이때 개개의 망막신경절세포가 담당하고 있는 망막의 특정부위를 감수야(receptive field)라 부른다. 그러므로 망막신경절세포의 전기적 특성을 파악하기 위해서는 감수야의 위치를 규정하는 작업이 반드시 필요하다. 그 이유는 감수야의 배열 상태를 알게 되면 신경절세포가 어떻게 시각자극을 인코딩하는지 그 메커니즘에 관한 통찰이 가능하기 때문이다. 본 논문에서는 무작위 바둑판 자극을 MEA의 개개 채널에 독립적으로 인가함과 동시에 여러 망막신경절세포의 흥분파를 기록하였다. 이후 오프라인에서 망막신경절세포의 파형을 추출하고 ON-cell, OFF-cell, ON/OFF-cell로 분류한 후 개개의 망막신경절세포의 감수야를 WATLAB을 이용하여 구현하여 보았다. 이런 방식으로 재구성된 ON-cell과 OFF-cell의 감수야의 예를 제시한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.558-558
• /
• 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.

• Annals of Clinical Neurophysiology
• /
• 제5권1호
• /
• pp.21-26
• /
• 2003

Background & Objectives: Hyperexcitablity of motor system is a well-established characteristic pathophysiologic finding of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Whereas little is known about the source of excitability according to the progression of the disease. We evaluated the excitability and its source in advanced ALS patients using transcranial magnetic stimulation (TMS). Meterial & Methods: Motor evoked potentials (MEP) by TMS were recorded for abductor pollicis brevis muscles in 20 patients, 11 men and 9 women, with ALS. Mean age was $54.2{\pm}12.1years$, and mean disease duration was $13.9{\pm}13.4years$. Serial magnetic stimulations were applied to get the parameters; excitability threshold (ET), amplitude and latency of MEP. We also had a facilitated MEP (fMEP). Results: The parameters were analyzed according to the clinical settings. ET was higher in ALS(mean $63.5{\pm}18.1$) than normal control (mean $46.0{\pm}8.4$, p<0.01). Amplitudes of MEP were reduced in ALS ($2.6{\pm}3.6mV$; control $6.5{\pm}3.1mV$, p<0.01). Duration of the disease and ET showed significant inverse correlation (Spearson correlation coefficient = -0.57, p<0.01). Duration of the disease and fMEP/MEP ratio showed less but also significant inverse correlation (Spearson correlation coefficient, r = -0.52, p < 0.05). Conclusions: Lower ET in advanced ALS patients, in spite of decreased fMEP/MEP ratio, may indicate the hyperexcitability of lower motor neurons in these patients. This study suggests that lower motor neurons is hyperexcitable due to upper motor neuron dysfunction at advanced stage.