• 한국자기공명학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.126-140
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• 2006

Purpose: Contrary to the human study, it has rarely investigated metabolic alterations in the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) of depressed rats versus age and sex-matched controls using proton magnetic resonance spectroscopy (MRS). Thus, the purpose of this research was to verify the feasibility of metabolic differences between the normal rat and the depression model rat. Materials and Methods: A homogeneous group of 20 SD male rats was used for MRI and in vivo 1H MRS. To induce a depressed status in SD rats, we performed the forced swimming test (FST). Using image-guide, water suppressed in vivo 1H MRS with 4.7 T MRI/MRS system, NAA/Cr and Cho/Cr ratios were mainly measured between depressed rats and normal subjects. Results: In depressed rats, increased Cho/Cr ratio was measured versus control subjects. However, no significant group effect for NAA/Cr was observed between case-control pairs. Discussion and Conclusions: The present 1H MRS study shows significant brain metabolic alterations of dorsolateral prefrontal cortex with experimental depressed status of SD rat induced by FST compared to normal subjects. This result provides new evidence that in vivo 1 H MRS may be a useful modality for detecting localized functional neurochemical markers alterations in left DLPFC in SD rats.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1745-1748
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• 2005

Near-infrared spectroscopy (NIRS) can be used to monitor brain activation by measuring changes in the concentration of oxy- and deoxy-hemoglobin (Hb) by their different spectra in the near-infrared range. Because NIRS is a noninvasive, highly flexible and portable device, it is very suitable to study brain activation when a human repeatedly performs a manipulative task, and possibly provides useful information to construct human adaptive mechatronics (HAM). There is some evidence that the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) plays a major role in working memory and it is proposed that the use of working memory decreases as a human develops manipulative skills. In the present study, we investigated the activation of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) of the brain in Brodmann's areas 9 and 46 in drawing tasks to examine whether NIRS can measure the changes of DLPFC activation as a human develops manipulative skills. Subjects performed a mirror image drawing task and a square drawing task by ones' left hands. In the mirror image task the subject drew following a star shape based on a mirror image of it, but square drawing did not involve mirror image and was estimated to be simpler. The changes of the concentration of oxy-Hb was higher in the mirror image drawing than the square drawing in most subjects. The changes of oxy-Hb decreased as the subject repeated the drawing task in most subjects. In conclusion, The activation of DLPFC measured by NIRS can reflect the brain activity in the development of manipulative skills.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제35권6호
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• pp.190-194
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• 2023

Purpose: Traumatic brain injury (TBI) refers to brain damage caused by external forces or trauma. TBIs can vary in severity and result from accidents, falls, sports injuries, assaults, or other forms of physical trauma. The prefrontal cortex (PFC) is known have roles in various cognitive functions. We report on a patient with traumatic brain injury who showed prefrontal symptoms after injury of thalamocortical connections between mediodorsal nuclei (MD) of thalamus and PFC. Methods: A 54-year-old, male patient suffered a TBI as a result of a heavy object falling on his head. After onset of TBI, he showed typical symptoms of prefrontal lobe injury, including personality changes, memory impairment, and general cognition problem. The thalamocortical connections between MD and PFC (ventrolateral prefrontal cortex (VLPFC), dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), and obrbitofrontal cortex (OFC)) were reconstructed using diffusion tensor tractography. In terms of fractional anisotropy value, the right thalamocortical connections to the OFC were significantly lower than those of control subjects. Results: The value of mean diffusivity in the right thalamocortical connections to the DLPFC was significantly higher than that of control subjects. By contrast, both VLPFC and left OFC showed significant decrement in the tract volume of thalamocortical connections compared with that of control subjects. Conclusion: We reported on a patient who showed cognitive and neuropsychiatric impairment due to global injury of the thalamocoritcal connections between MD and PFC following TBI.

• 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.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제9권1호
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• pp.30-35
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• 2005

목적 : 본 논문은 뇌 기능 자기공명영상(Brain Functional Magnetic Resonance Imaging: Brain fMRI)을 이용하여 짠 맛 자극에 대한 인지활동으로 뇌 신경세포의 활성화에 따른 국소 대사 및 혈류역학적 변화가 일어나는 뇌 영역을 분석 및 가시화함으로써 맛에 대한 뇌 활성화 부위의 기초자료를 마련하고자 하였다. 대상 및 방법 : 건강한 비흡연 남자 12명을 대상으로 1.5T MRI 장치에서 혈액산소수준의존(Blood Oxygen Level Dependent, 이하 BOLD) 방법을 이용한 fMRI 실험을 수행하여 인간의 미각 중 짠맛에 대한 반응을 관찰하였다. 잔 맛의 자극은 $3\%$ 농도의 소금물(NaCl)을 미각 자극기를 이용하여 혀 전체에 자극을 주었다. 미각 자극기인 Auto Syringe Pump는 일정한 자극을 반복적으로 가할 수 있도록 마이크로프로세서를 이용하여 연구실에서 자체 제작되었다. 자극의 패러다임은 5회의 휴식기간과 4회의 자극기간으로 구성되었으며, 자극기간은 15초씩 진행되고 휴식기간은 30초로 하여 각 slice당 42 영상을 연속적으로 획득하였다. 자극에 대해 얻은 fMRI 영상은 SPM99'(Statistical Parametric Mapping, UCL)를 이용하여 분석하였다. 활성화 영상은 EPI 영상과 동일한 부위의 T1 강조영상에 registration 기법을 이용하여 overlapping시켜 활성화 부위의 해부학적 판별을 용이하도록 하였다. 결과 : 농도 $3\%$ 소금물의 짠맛 자극에 대해서 insula, amygdala, frontal opercular taste cortex (OFC), orbitofrontal cortex 영역에서 활성화 영역을 fMRI로 확인하였으며, dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) 영역에서도 유효한 신호를 관찰하였다. 결론 : 본 연구의 결과는 미각의 주요 신경이 뇌의 insula, OFC 그리고 DLPFC 영역에 주로 분포한다는 기존의 결과와 잘 일치하고 있다. 마이크로 프로세서로 동작하는 자동펌프를 미각 자극기로 사용함으로써 미각자극에 대한 뇌의 활성화 영역을 안정되게 관찰할 수 있었다. 본 연구의 결과는 fMRI를 이용한 고차원적 미각작용 과정 연구에 튼튼한 밑거름이 될 것으로 생각된다.

• 생물정신의학
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• 제24권3호
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• pp.95-109
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• 2017

본 종설에서는 우울증에서의 rTMS 임상연구를 임상특성과 TMS 적용방법을 고려하여 체계적으로 고찰하였으며 새로운 TMS 치료기법에 대해 살펴보았다. rTMS는 항우울제에 반응이 적은 단극성 우울증 환자의 치료에 병용 혹은 단독요법으로 사용될 수 있는 안전하고 비침습적인 뇌조절술이다. rTMS는 고빈도 좌측 DLPFC, 저빈도 우측 DLPFC, 그리고 양측성 DLPFC 적용방법이 비슷한 수준으로 허위자극에 비해 유의하게 항우울효과를 가지고 있다. 그러나 치료저항성 단극성 우울증에 대한 항우울효과 크기는 작았다. 또한 정신병적 증상이 동반된 우울증의 치료와 양극성 장애의 우울삽화에 대해서는 치료효과가 불분명하다. 기존 rTMS의 항우울효과 크기는 작은 정도로 그 효과를 증진시키기 위해 고용량의 자극, 보다 깊이 자극할 수 있는 코일을 이용한 rTMS 치료, 표적영역에 보다 정확하게 코일을 위치시키는 신경항법 등을 이용한 TMS 적용 등의 새로운 시도들이 진행되고 있다. 또한 세타돌발자극과 자기경련치료와 같은 새로운 치료기법을 이용한 시도가 우울증 치료의 새로운 장을 열고 있다. 비록 현재까지 rTMS의 항우울효과가 만족할 만한 수준은 아니지만 임상양상을 세분화한 치료적용과 개선된 치료기법의 적용 등을 통해 더 많은 후속 연구가 이루어질 필요가 있다. 또한 여러 형태의 TMS 기법에 대해 잘 설계된 허위자극에 대한 통제연구뿐만 아니라 서로의 비교연구를 통해 우울증 치료에서의 근거수준을 높일 수 있을 것으로 기대한다.

• 감성과학
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• 제20권4호
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• pp.113-126
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• 2017

The purpose of the study was to find grey matter (GM) and white matter (WM) volume reduction in the brain reward system among patients with alcohol dependency. This study investigated regional GM and WM in chronic alcoholic patients, focusing primarily on the reward system, including principal components of the mesocorticolimbic reward circuit as well as cortical areas with modulating and oversight functions. Sixteen abstinent long-term chronic alcoholic men and demographically matched 16 healthy control men participated in the study. Morphometric analysis was performed on magnetic resonance brain scans using voxel-based morphometry (VBM)-diffeomorphic Anatomical Registration through Exponentiated Liealgebra (DARTEL). We derived GM and WM volumes from total brain and cortical and subcortical reward-related structures. Morphometric analyses that revealed the total volume of GM and WM was reduced and cerebrospinal fluid (CSF) was increased in the alcohol group compared to control group. The pronounced volume reduction in the reward system was observed in the GM and WM of the nucleus accumbens (NAc), GM of the amygdala, GM and WM of the hippocampus, WM of the thalamus, GM and WM of the insula, GM of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), GM of the orbitofrontal cortex (OFC), GM of the cingulate cortex (CC), GM and WM of the parahippocampal gyrus in the alcohol group. We identified volume reductions in WM as well as GM of reward system in the patients with alcohol dependency. These structural deficits in the reward system elucidate underlying impairment in the emotional and cognitive processing in alcoholism.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제31권1호
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• pp.20-32
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• 2014

연구배경 : 침의 효과와 신경생리학적 기전에 관한 연구가 기능자기공명을 이용하여 활발히 이루어지고 있다. 좌우측 동일한 혈위에 대한 자침이 뇌 기능에 미치는 효과에 대하여 논란이 되고 있다. 그러나 동일한 혈위에 대한 좌측 또는 우측 자침이 뇌기능에 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 점이 있다. 목적 : 본 연구의 목적은 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD (blood oxygen level-dependent) 반응을 살펴보고 비교하는 것이다. 방법 : 14명의 건강한 남자를 대상으로 좌우측 족삼리에 가짜 침과 진짜 침 자극을 하였다. 좌우측 족삼리 자침이 뇌 기능에 미치는 영향을 알아보고 비교하기 위해 4가지 실험 디자인을 선택하였다. 첫째와 셋째 스캔은 우측 족삼리에, 둘째와 넷째 스캔은 좌측 족삼리에 가짜침과 진짜침 자극을 주었다. 또한, 자침은 자극기에 자침 및 자극을 주었으며, 자극기가 끝남과 동시에 발침하기를 반복하였다. 통계분석을 위해 SPM8을 이용하여 one sample T-test와 within-subject the analysis of variance (ANOVA) test 를 실시하였다. 통계 결과 좌측과 우측 족삼리 자침에 의해 BOLD 반응의 차이를 보이는 9개 영역의 ROI (regions of interest)에서 BOLD 신호를 추출하였다. 결과 : 좌측과 우측 족삼리의 자침에 의한 BOLD반응은 서로 다른 방식으로 나타났다. 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD반응을 비교한 결과, 좌측 족삼리 자침은 우측 족삼리 자침에 비해 주로 해마옆 이랑 (브로드만 영역 28), 배외측 전전두 피질 (브로드만 영역 44), 시상, 소뇌정상과 기저핵의 전장에서 더 높은 활성반응이 나타났다. 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD반응을 각각 조사한 결과, 우측 족삼리 자침은 주로 대뇌섬과 보조운동영역 그리고 전대상이랑 (브로드만 영역 24)에서 활성화가 나타났으며, 좌측 족삼리 자침은 주로 대뇌섬과 일차 체감각 피질 (브로드만 영역 2) 그리고 배외측 전전두 피질 (브로드만 영역 44)에서 활성화가 나타났다. 결론 : 본 연구는 기능적 자기공명영상을 이용하여 좌측과 우측의 족삼리 자침이 인간의 뇌에 미치는 영향을 알아보고 비교한 최초의 연구이다. 본 연구 결과는 좌측과 우측 족삼리 자침은 통증조절효과에 서로 다른 방식으로 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 연구 결과는 좌측과 우측 자침이 뇌 신경에 미치는 영향의 차이에 대한 증거가 된다.