• 제목/요약/키워드: Brain activity

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인간 HepG2 세포에서 더덕 및 도라지 에틸아세테이트 분획물의 항산화 효과에 의한 세포보호 효과 (Cytoprotective Effect by Antioxidant Activity of Codonopsis lanceolata and Platycodon grandiflorum Ethyl Acetate Fraction in Human HepG2 Cells)

  • 김수현;최현진;오현택;정미자;최승필;함승시
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.696-701
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    • 2008
  • 이 연구의 목적은 더덕 및 도라지 에틸아세테이트 분획물(CLEA나 PGEA)이 다양한 항산화 시스템을 가동시켜 sodium nitroprusside(SNP)에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대항하여 세포를 보호해 줄 수 있을지 연구하는 것이다. 0.5 mM의 SNP를 HepG2 세포주에 24시간 동안 노출시켰을 때 세포 생존율이 감소하였으나, CLEA와 PGEA 천처리에 의해 SNP 노출에 의한 세포 생존율 감소가 저해되었다. 또한 항산화 시스템들 발현에 미치는 CLEA와 PGEA의 영향을 RT-PCR로 알아보았다. Catalase, glucose-6-phosphate dehydrogenase(G6PD) 그리고 metallothionein (MT)-1A mRNA 수준이 CLEA를 세포에 24시간 동안 처리한 후 증가하였고, Mn superoxide dismutase, catalase, G6PD, MT-1A 와 MT-2A mRNA 수준이 PGEA 처리에 의해 증가하였다. 우리는 CLEA와 PGEA가 아마 다양한 항산화 시스템들을 증가시키는 간접적인 항산화 효과를 나타내며, 이들 효과들이 산화적 스트레스로부터 세포를 보호해 줄 것이라 추정하였다.

색채 환경 기반의 인체 반응 정보 측정 시스템 (A Measurement System for Color Environment-based Human Body Reaction)

  • 김지언;정창원;주수종
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.59-65
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    • 2016
  • 색채 환경에 따라 인지반응의 상관관계를 분석한 결과가 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 특히, 의학 분야에서 색채 환경기반 생체신호를 수집하여 환자 상태의 파악과 치료 그리고 뇌활동의 규명에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 기존 연구들은 색채조명 또는 LED를 이용한 색채 환경을 구축하여 다양한 실험을 진행하고 있으나 다른 광원에 노출 되어 심리적인 영향을 주는 문제점을 갖고 있다. 따라서, 본 논문에서 제안하는 시스템은 HMD(Head-Mounted-Display)를 이용하여 피험자에게 완벽한 색채 환경조건을 제공하고자 한다. 그리고 인체반응정도 측정을 위해 기억력-주의력 테스트하는 동안 BMS(Bio-Medical-System)으로 생체정보를 수집하여 색채별 인체반응정도 측정뿐만 아니라 심리적인 변화에 대한 상관관계를 확인할 수 있는 시스템을 제안한다. 제안한 시스템을 통하여 수집하는 생체정보는 심전도(ECG), 호흡(Respiration), 산소포화도(SpO2), 임피던스(Bio-Impedance), 혈압(Blood-Pressure) 이며 데이터베이스에 저장한다. 이와함께, 인체의 인지반응을 측정하기위해 기억력-주의력 테스트는 앱으로 구현하여 색채 조건별 인지반응 정보를 측정하고 결과를 확인 할 수 있다. 제안한 시스템을 통하여 수집된 인체반응정보를 활용하여 생리학적 정보의 정량화하는 연구를 진행할 수 있으며, 색채 환경과 생리학적 정보의 상관관계를 분석하여 의학적 진단 및 치료에 응용이 될 것으로 기대한다. 향후 연구로 구축한 시스템을 통해 수집된 데이터를 분석 및 시각화 기능을 추가하고, 치매 질환의 예측 및 치료를 위한 시스템으로 확장하여 재활프로그램으로서의 유효성을 평가하고자 한다.

경호위해행위에 대한 인지과학적 분석의 필요성 고찰 - 과학적 예방적 사회안전 대책 수립을 위한 기초 - (The Necessity of A Cognitive-scientific Analysis on A Security threat Act - The Foundation for A Establishment of The Scientific Preventive Social-security Countermeasure -)

  • 김두현;손지영
    • 시큐리티연구
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    • 제17호
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    • pp.33-51
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    • 2008
  • 일반적 사전적 의미에 의하면, 경호는 "경계하고 보호함"을 뜻하는 것으로, 이는 불의의 침입이나 다양한 사건 사고로부터 경계하여 경호대상자의 신변을 보호하는 것을 의미한다. 이러한 개념정의에서도 볼 수 있듯이 경호는 모두 위해행위로부터 보호하고자 하는 행위라고 할 수 있다. 경호위해행위는 본질적으로 형법상의 범죄행위의 개념 범주에서 논의되어질 수 있는 것이다. 형법상 행위를 본질로 하는 이러한 위해행위를 오늘날 주목되어지고 있는 뇌신경과학과 인지심리학에 기반을 둔 인지과학이라는 학문영역의 관점에서 재조명 해보고, 이러한 경호위해행위에 대한 분석을 과학적 예방적 사회안전 대책을 수립하기 위한 기초로서 삼고자 한다. 이를 위해 먼저 범죄행위를 그 본질로 하는 경호위해행위에 대해 경호학적 관점과 형법적 관점에서 검토고자 한다. 다음으로 경호위해행위도 인간행위의 한 형태이므로 이를 인지과학적 관점에서 분석하기에 앞서 인지과학이 행위에 대해 어떻게 이해하고 있는가를 소개하고자 한다. 마지막으로 이러한 행위에 대한 인지과학적 관점에 의해 경호위해행위를 분석하면서, 과학적 안전대책 수립을 위한 인지과학적 분석의 필요성을 논하고자 한다.

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쥐오줌풀 추출물이 MIA동물모델에서의 신경발달 단백질의 발현과 행동증상에 미치는 영향 (Effect of Valeriana fauriei Extract on the Neurodevelopmental Proteins Expression and Behavioral Patterns in Maternal Immune Activation Animal Model)

  • 원한솔;김영옥;이화영;임지윤;이상현;조익현;이상원;박춘근;김형기;권준택;김학재
    • 한국약용작물학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.341-350
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    • 2016
  • Background: Prenatal exposure to infectious and/or inflammatory insults can increase the risk of developing neuropsychiatric disorder such as bipolar disorder, autism, and schizophrenia later in life. We investigated whether Valeriana fauriei (VF) treatment alleviates prepulse inhibition (PPI) deficits and social interaction impairment induced by maternal immune activation (MIA). Methods and Results: Pregnant mice were exposed to polyriboinosinic-polyribocytidilic acid (5 mg/kg, viral infection mimic) on gestational day 9. The adolescent offspring received daily oral treatment with VF (100 mg/kg) and injections of clozapine (5 mg/kg) for 30 days starting on the postnatal day 35. The effects of VF extract treatment on behavioral activity impairment and protein expression were investigated using the PPI analysis, forced swim test (FST), open field test (OFT), social interaction test (SIT), and immunohistochemistry. The MIA-induced offspring showed deficits in the PPI, FST, OFT, and SIT compared to their non MIA-induced counterparts. Treatment with the VF extract significantly recovered the sensorimotor gating deficits and partially recovered the aggressive behavior observed in the SIT. The VF extract also reversed the downregulation of protein expression induced by MIA in the medial prefrontal cortex. Conclusions: Our results provide initial evidence of the fact that the VF extract could reverse MIA-induced behavioral impairment and prevent neurodevelopmental disorders such as schizophrenia.

즉석조리식품에서의 Bacillus cereus오염실태조사 및 생육 pattern 분석 (Isolation and Growth Pattern of Bacillus cereus from Ready-to-Eat Foods.)

  • 김순한;김미경;강민철;손영욱;이창희;김인복;이영자;최수영
    • 생명과학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.664-669
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    • 2004
  • 국민 다소비 식품인 생선회, 패류 등의 횟감류 118건, 김밥, 햄버거 등의 도시락류 82건 및 기타 ready-to-eat(RTE) 식품 40건, 총 240건을 대상으로 Bacillus cereus의 오염실태를 조사한 결과, 횟감류 16건(13.6%), 도시락류 17건(20.7%), 기타 RTE 식품에서 3건(7.5%), 총 36건(15.0%)에서 B. cereus가 검출되었다. B. cereus의 검출은 polymyxin B를 첨가한 TSB배지를 사용한 증균배양 후, MYP agar에서 전형적인 집락을 선별하였으며, 선별된 균주들을 대상으로 그람염색, oxidase test, 혈액한천배지에서의 rhizoid growth, $\beta$-용혈성 유ㆍ무등을 통해 추정 균주들을 분리하였다. API 50CHB/20E system을 통한 생화학적 분석과 motility시험 등을 행하여 최종적으로 B. cereus로서 동정ㆍ확인하였다. 확인된 36균주 중 28균주(77.8%)가 BCET-RPLA 시험을 통해 BHI broth에서 설사형 독소를 생성하는 것으로 나타났다. 아울러 항생제 감수성 시험 결과 분리균들은 ampicillin (100%), penicillin G (100%) 및 rifampicin (69.5%)에 내성을 보였으며, gentamicin (100%), vancomycin (100%), bacitracin (86.1%), chloram-phenicol (97.2%), erythromycin (69.4%), kanamycin (86.1%) 및 streptomycin (97.2%)에 감수성을 나타내었다. B. cereus의 생육은 온도와 시간에 밀접한 관련성을 보였는데, 냉장온도인 1$0^{\circ}C$이하에서는 균의 생육이 상당히 저해된 반면, 2$0^{\circ}C$ 및 3$0^{\circ}C$에 보관시에는 급격한 증식을 보여 기온이 상승하는 하절기에 특히 많은 주의가 필요하다고 판단되었다.

신경망을 이용한 다중 심리-생체 정보 기반의 부정 감성 분류 (Classification of Negative Emotions based on Arousal Score and Physiological Signals using Neural Network)

  • 김아영;장은혜;손진훈
    • 감성과학
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    • 제21권1호
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    • pp.177-186
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    • 2018
  • 감성은 복잡하고 다양한 요인들에 의해 영향을 받기 때문에 다각적인 측면에서 고려되어야 한다. 본 연구에서는 심리 평가 척도의 하나인 각성(arousal) 지표와 다중 생체신호에서 추출된 생체지표 반응을 이용하여 중립 및 부정 감성(슬픔, 공포, 놀람)의 분류하였다. 이를 위하여 감성에 따른 생체지표 반응의 차이를 확인하였고, 다중 신경망 알고리즘 기반의 감성 인식기를 적용하여 이들 감성이 얼마나 정확하게 분류되는가를 확인하였다. 총 146명의 실험 참가자(평균 연령 $20.1{\pm}4.0$, 남성 41%)를 대상으로 감성 유발 자극을 제시하고 동시에 생체신호(심전도, 혈류맥파, 피부전기활동)를 측정하였다. 또한 감성 유발 자극에 대한 심리 반응을 감성 평가 척도로 평가하였다. 측정된 생체신호에서 심박률(HR), NN 간격의 표준편차(SDNN), 혈류량(BVP), 맥파전달시간(PTT), 피부전도수준(SCL), 피부전도반응(SCR)을 추출하였다. 결과 분석을 위하여 감성 자극에 대한 각성도와 안정 상태와 감성 상태의 생체지표 반응을 활용하였다. 또한 감성 분류를 위하여 다중 신경망 기반의 감성 인식기를 활용하였다. 그 결과, 감성에 따른 생체지표 반응의 차이를 확인하였고, 이들 감성의 분류 성능은 각성도와 모든 생체지표 특징들을 조합하였을 때 정확도가 가장 높음(86.9%)을 확인하였다. 본 연구는 심리 및 생체지표 추출과 기계학습 기술의 적용을 통하여 부정 감성을 분류할 수 있음을 제안하며, 이는 인간의 감성을 탐지하는 감성 인식 기술을 확립하는데 기여할 것으로 예상한다.

Structural basis of novel TRP14, thioredoxin-related protein that regulates TNE-$\alpha$ signaling pathways

  • Woo, Joo-Rang;Jeong, Woo-Jin;Rhee, Sue-Goo;Ryu, Seong-Eon
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2003년도 춘계학술연구발표회
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    • pp.18-18
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    • 2003
  • Thioredoxin (Trx) is a small redox protein that is ubiquitously distributed from achaes to human. In diverse organisms, the protein is involved in various physiological roles by acting as electron donor and regulators of transcription and apoptosis as well as antioxidants. Sequences of Trx within various species are 27~69% identical to that of E. coli and all Trx proteins have the same overall fold, which consists of central five β strands surrounded by four α helices. The N-terminal cysteine in WCGPC motif of Trx is redox sensitive and the motif is highly conserved. Compared with general cysteine, the N-terminal cysteine has low pKa value. The result leads to increased reduction activity of protein. Recently, novel thio.edoxin-related protein (TRP14) was found from rat brain. TRP14 acts as disulfide reductase like Trx1, and its redox potential and pKa are similar to those of Trx1. However, TRP14 takes up electrons from cytosolic thioredoxin reductase (TrxR1), not from the mitochondrial thioredoxin reductase (TrxR2). Biological roles of TES14 were reported to be involved in regulating TNF-α induced signaling pathways in different manner with Trx1. In depletion experiments, depletion of TRP14 increased TNF-α induced phosphorylation and degradation of IκBα more than the depletion Trx1 did. It also facilitated activation of JNK and p38 MAP kinase induced by TNF-α. Unlike Trx1, TRP14 shows neither interaction nor interference with ASK1. Here, we determined three-dimensional crystal structure of TRP14 by MAD method at 1.8Å. The structure reveals that the conserved cis-Pro (Pro90) and active site-W-C-X-X-C motif, which may be involved in substrate recognition similar to Trx1 , are located at the beginning position of strand β4 and helix α2, respectively. The TRP14 structure also shows that surface of TRP14 in the vicinity of the active site, which is surrounded by an extended flexible loop and an additional short a helix, is different from that of Trx1. In addition, the structure exhibits that TRP14 interact with a distinct target proteins compared with Trx1 and the binding may depend mainly on hydrophobic and charge interactions. Consequently, the structure supports biological data that the TRP14 is involved in regulating TNF-α induced signaling pathways in different manner with Trx1.

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박하(Mentha arvensis) 향료의 향기성분이 정신적 스트레스 완화에 미치는 효과 (Fragrance Chemicals in the Essential Oil of Mentha arvensis Reduce Levels of Mental Stress)

  • 조해미;칸다사미 손하라라잔;정지욱;주진우;김성문
    • 생명과학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.933-940
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    • 2013
  • 본 연구는 박하(Mentha arvensis) 식물 유래 향료의 향기성분을 구명하고, 향기성분들이 인간의 뇌파에 어떠한 영향을 미치는지를 이해하고자 수행하였다. 초임계추출기를 이용하여 박하 식물(Mentha arvensis L. f. piperascens)로부터 에센셜오일을 얻었으며, 최적 회수율은 $70^{\circ}C$, 200 bar 조건에서 2.38%이었다. 박하 에센셜오일에 함유되어 있는 향기 화합물을HS-SPME/GC-MS로 분석한 결과, 총 32종의 화합물이 검출되었는데 alcohol 류가 6종(67.11%), hydrocarbon 류가 13종(17.05%), ester 류가 9종(11.50%), ketone 류가 2종(7.16%), oxide가 1종(2.77%) 그리고 aldehyde가 1종(0.56%)이었다. 박하 에센셜오일에 함유된 주된 향기 화합물은 (Z,Z,Z)-9,12,15-octadecatrien-1-ol (50.06%), 2-hydroxy-4-methoxyacetophenone (7.50%)과 3,4-dihydro-8-hydroxy-3-methyl-1H-2-benzopyran-1-one (6.60%) 이었다. 총 20명의 피험자(남녀 각 10명)를 대상으로 박하 에센셜오일 향기 흡입 전과 흡입 중에 뇌파분석을 수행한 결과, 향기를 흡입 중에는, 흡입 전과 비교하여, relative fast alpha power spectrum이 유의성 있게 증가하는 반면(p<0.05), gamma power spectrum과 spectral edge frequency 90% 지표는 유의성 있게 감소하는 결과를 얻었다(p<0.05). 본 연구의 결과들은 박하의 향기성분이 정신적 긴장을 완화시킨다는 것을 시사하여 준다.

PRIP, a Novel Ins(1,4,5)P3 Binding Protein, Functional Significance in Ca2+ Signaling and Extension to Neuroscience and Beyond

  • Kanematsu, Takashi;Takeuchi, Hiroshi;Terunuma, Miho;Hirata, Masato
    • Molecules and Cells
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    • 제20권3호
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    • pp.305-314
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    • 2005
  • Investigation of chemically synthesized inositol 1,4,5-trisphosphate [$Ins(1,4,5)P_3$] analogs has led to the isolation of a novel binding protein with a molecular size of 130 kDa, characterized as a molecule with similar domain organization to phospholipase C-${\delta}1$ (PLC-${\delta}1$) but lacking the enzymatic activity. An isoform of the molecule was subsequently identified, and these molecules have been named PRIP (PLC-related, but catalytically inactive protein), with the two isoforms named PRIP-1 and -2. Regarding its ability to bind $Ins(1,4,5)P_3$ via the pleckstrin homology domain, the involvement of PRIP-1 in $Ins(1,4,5)P_3$-mediated $Ca^{2+}$ signaling was examined using COS-1 cells overexpressing PRIP-1 and cultured neurons prepared from PRIP-1 knock-out mice. Yeast two hybrid screening of a brain cDNA library using a unique N-terminus as bait identified GABARAP ($GABA_A$ receptor associated protein) and PP1 (protein phosphatase 1), which led us to examine the possible involvement of PRIP in $GABA_A$ receptor signaling. For this purpose PRIP knock-out mice were analyzed for $GABA_A$ receptor function in relation to the action of benzodiazepines from the electrophysiological and behavioral aspects. During the course of these experiments we found that PRIP also binds to the b-subunit of $GABA_A$ receptors and PP2A (protein phosphtase 2A). Here, we summarize how PRIP is involved in $Ins(1,4,5)P_3$-mediated $Ca^{2+}$ signaling and $GABA_A$ receptor signaling based on the characteristics of binding molecules.

Mechanism of Membrane Hyperpolarization by Extracellular $K^+$ in Resistance-sized Cerebral Arterial Muscle Cell of Rabbit

  • Kim, Se-Hoon;Choi, Kun-Moo;Kim, Hoe-Suk;Jeon, Byeong-Hwa;Chang, Seok-Jong
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제3권1호
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    • pp.1-10
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    • 1999
  • We sought to find out the mechanism of vascular relaxation by extracellular $K^+$ concentration $([K^+]_o)$ in the cerebral resistant arteriole from rabbit. Single cells were isolated from the cerebral resistant arteriole, and using voltage-clamp technique barium-sensitive $K^+$ currents were recorded, and their characteristics were observed. Afterwards, the changes in membrane potential and currents through the membrane caused by the change in $[K^+]_o$ was observed. In the smooth muscle cells of cerebral resistant arteriole, ion currents that are blocked by barium, 4-aminopyridine (4-AP), and tetraethylammonium (TEA) exist. Currents that were blocked by barium showed inward rectification. When the $[K^+]_o$ were 6, 20, 60, and 140 mM, the reversal potentials were $-82.7{\pm}1.0,\;-49.5{\pm}1.86,\;-26{\pm}1.14,\;-5.18{\pm}1.17$ mV, respectively, and these values were almost identical to the calculated $K^+$ equilibrium potential. The inhibition of barium-sensitive inward currents by barium depended on the membrane potential. At the membrane potentials of -140, -100, and -60 mV, $K_d$ values were 0.44, 1.19, and 4.82 ${\mu}M,$ respectively. When $[K^+]_o$ was elevatedfrom 6 mM to 15 mM, membrane potential hyperpolarized to -50 mV from -40 mV. Hyperpolarization by $K^+$ was inhibited by barium but not by ouabain. When the membrane potential was held at resting membrane potential and the $[K^+]_o$ was elevated from 6 mM to 15 mM, outward currents increased; when elevated to 25 mM, inward currents increased. Fixing the membrane potential at resting membrane potential and comparing the barium-sensitive outward currents at $[K^+]_o$ of 6 and 15 mM showed that the barium- sensitive outward current increased at 15 mM $K^+.$ From the above results the following were concluded. Barium-sensitive $K^+$?channel activity increased when $[K^+]_o$ is elevated and this leads to an increase in $K^+-outward$ current. Consequently, the membrane potential hyperpolarizes, leading to the relaxation of resistant arteries, and this is thought to contribute to an increase in the local blood flow of brain.

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