많은 연구자들은 인간의 사고를 functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI), Time Resolved Spectroscopy(TRS), Electroencephalography(EEG)등을 이용해서 두뇌 활동 영역을 연구하고 있다. 주로 의학 분야와 심리학의 영역에서 두뇌의 활동을 연구하여 간질이나 발작을 알아내고 거짓말 탐지 분야에서도 사용된다. 본 논문에서는 사람의 두뇌활동을 측정하여 인간의 감정을 인식하는 연구에 중점을 두었다. 특히, fMRI와 TRS 그리고 EEG를 이용해서 사람의 두뇌 활동을 측정하는 연구를 하였다. 많은 연구자들이 한 가지 측정 장치만을 사용하여서 측정하거나 fMRI와 EEG를 동시에 측정하는 연구를 진행하고 있다. 현재에는 단순히 두뇌의 활동을 측정하거나 측정 시 발생하는 잡음들을 제거하는 연구들에 중점을 두고 진행되고 있다. 본 연구에서는 fMRI와 TRS를 동시에 측정하여 얻은 두뇌 활동 데이터를 가지고 감정에 따른 활동영역의 EEG 신호를 측정하였다. EEG 신호분석에 있어서 기존의 뇌파만을 가지고 특징을 찾아내는 것을 넘어서 각각의 채널에서 기록되는 뇌파의 파형을 주파수에 따라서 분류하고 정확한 측정을 위해 낮은 주파수를 제거하고 연구자가 필요한 부분의 뇌파를 분석하였다.
사람과 컴퓨터의 인터페이스를 위한 방법에는 여러 가지가 있으나 보나 편리하고 몸이 불편한 사람들도 이용할 수 있도록 하기 위하여 최근에는 사람의 뇌파를 이용하여 인터페이스를 하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 세계 여러나라에서 뇌파에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 아직까지 뇌파에 대한 정확한 분석이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 이를 위해 본 논문에서는 정확한 뇌파분석을 위한 뇌파 유발 자극방법 및 측정법을 제안하고, Fp1, Fp2, C3, C4 영역에서 뇌파를 측정하여 사람이 팔을 움직이고자 하는 상상을 할 때 ${\mu}$파와 ${\beta}$파에서 발견되는 Event-Related Synchronization(ERS), Event-Related Desynchronization(ERD)을 분석함으로써 사람의 의도를 뇌파를 통해 인지하고자 한다. 실험결과 피험자가 오른쪽 팔을 움직이고자 할 경우 왼쪽 뇌에서 ${\mu}$파 감소하고 ${\beta}$파는 증가하였으며, 왼쪽 팔을 움직이고자 한 경우 반대로 우뇌에서 ${\mu}$파가 감소하고 ${\beta}$파가 증가하는 것을 알 수 있었다.
암환자들은 암의 진행과 항암화학요법 등의 치료로 인해 심신의 불안정과 항상성의 저하로 큰 고통을 겪고 있다. 간편하면서 인체에 아무 해를 주지 않는 뇌파를 기반으로 하는 뇌-컴퓨터-인터페이스(BCI) 기술로서 암 환자의 상태를 모니터링하여 적절한 처치를 취할 수 있다는 것은 매우 중요한 일이다. 암환자들의 전전두엽에 헤드밴드 형태의 건성전극단자를 부착하고, 컴퓨터와 연결된 휴대용 뇌파측정 장치로 전전두엽 뇌파(Fp1, Fp2)를 측정하였다. 컴퓨터를 통하여 파장대 별로 얻어진 뇌파를 상호 연관성에 따라 뇌지수로 구분한 후 통계 처리하여 유의성을 검증하였다. 암환자군과 정상대조군을 비교한 결과 암환자군에 비하여 정상대조군이 기초율동지수, 주의지수, 정서지수, 항스트레지수와 좌우뇌균형지수에서 유의하게 높은 차이를 나타냈다. 따라서 뇌파 측정이 환자의 상태를 모니터링하는 중요한 도구로서의 가능성을 보였다.
The brain is one of the most complex systems in nature. Brain waves, or the "EEG", are electrical signals that can be recorded from the brain, either directly or through the scalp. The kind of brain wave recorded depends on the behavior of the animal, and is the visible evidence of the kind of neuronal (brain cell) processing necessary for that behavior. But, EEG had been considered as a virtually infinite-dimensional random signal. However, nonlinear dynamics light on dynamical aspects of the human EEG. The methods of nonlinear dynamics provide excellent tolls for the study of multi-variable, complex system such as EEG. In this study, 20 persons seperated in 2 groups were examined with EEG, one group stimulated on specific area of the sole of the foot with footbed inside the shoes. This experiment resulted in at the group stimulated on specific area of the sole of the foot correlation dimension of P4 and O1 channels increased significantly. Therefore. we obserbed that stimulation on specific area of the body had a constant effections on the specific channels.
인간은 집중할 때 유발되는 특정한 뇌파가 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 인간의 집중과 관련된 뇌파를 분석하는 것을 목표로 하여, 집중을 유발할 수 있는 도구로 시각자극을 설정하였다. 즉 시각자극으로 구성된 과제를 제시하여 피험자가 집중할 수 있도록 하였다. 피험자로부터 유발되는 뇌파는 전극의 위치에 따른 채널별로 계측하였고, 계측한 뇌파는 주파수대역별로 나누어 분석하였다. 그 중에서도 특히 SMR, Mid-beta, Theta파에 해당되는 주파수대역의 파워 스펙트럼으로 분석하였고, 그 특성을 분석한 결과를 제시하였다.
This study investigated highschool students' brain waves on functional tasks such as a transition(F task) from equation to graph and the other transition(G task) vice versa. A total of 39 students participated in the study who attended a high school located in Gyunggi province. These students were divided into two groups, HMA and LMA by MASS test revised by Ko, & Yi (2012). The functional tasks for the stroop task to measure EEG were provided from a previous study, Seok(2015). The results indicated two groups on G tasks showed deeper and wider brain waves which demonstrated G tasks were more difficult than F tasks. However, HMA group had an effect of the non-psychological program which had given more chances on G tasks rather than F tasks within Students' Zone of Proximal Development. Also, HMA group's brain waves had more ranges in amplitude and width of waves. These results imply that the characteristics of students' brain waves with math anxiety are consistent to the previous studies.
뇌파에 관한 연구는 의학 및 공학 분야에서 많이 활성화 되어 있지만, 침구학에서의 뇌파분석에 과한 연구는 아직 많이 이루어져야 할 부분 중 하나이다. 그러므로 본 연구는 침구요법 중 간접 뜸 자극에 의한 뇌파를 분석하고 자율신경계와의 상관관계를 분석을 하고자 한다. 본 연구의 실험은 간접 쑥 뜸을 인체의 중완, 신궐, 관원의 경혈 점에 자극하고, 자극 전, 자극 중, 자극 후 1시간, 그리고 자극 후 2시간 일 때의 뇌파를 측정한다. 그리고 측정된 데이타는 Matlab 7.0을 이용하여 FFT 및 주파수 파워 스펙트럼을 적용하여 ${\alpha}$, ${\beta}$, ${\delta}$, ${\theta}$파 성분을 자극 단계별로 나누어 주파수 각 성분 비율의 변화, 그리고 진폭의 크기변화량에 대하여 분석 고찰하였다. 본 연구의 결과, EEG 데이터를 FFT를 적용하여 ${\alpha}$, ${\beta}$, ${\delta}$, ${\theta}$파의 비율을 분석한 결과 ${\alpha}$파가 자극 전보다 자극 후 약 2배 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 그리고 전체의 파워스펙트럼 분석에서 ${\alpha}$파, ${\beta}$파의 에너지가 전체적으로 감소하므로 부교감신경이 활성화됨을 알 수 있었다. 본 연구와 기존 연구의 결과를 비교해 보면, 간접 뜸 자극은 자율신경계의 변화에 영향을 줄 수 있으며 ${\alpha}$파의 비율적 증가로 긴장 상태나 스트레스 상태의 사람에게 안정을 가져다 줄 수 있음을 확인 할 수 있었다.
Park, Jin Hyeok;Kang, Seok Hwan;Lee, Byung Mun;Kang, Un Gu;Lee, Young Ho
한국컴퓨터정보학회논문지
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제23권11호
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pp.129-135
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2018
In this study, we designed a model that can measure the level of user's concentration by measuring and analyzing EEG data of the subjects who are performing Continuous Performance Test based on visual stimulus. This study focused on alpha and beta waves, which are closely related to concentration in various brain waves. There are a lot of research and services to enhance not only concentration but also brain activity. However, there are formidable barriers to ordinary people for using routinely because of high cost and complex procedures. Therefore, this study designed the model using the portable EEG measurement device with reasonable cost and Visual Continuous Performance Test which we developed as a simplified version of the existing CPT. This study aims to measure the concentration level of the subject objectively through simple and affordable way, EEG analysis. Concentration is also closely related to various brain diseases such as dementia, depression, and ADHD. Therefore, we believe that our proposed model can be useful not only for improving concentration but also brain disease prediction and monitoring research. In addition, the combination of this model and the Brain Computer Interface technology can create greater synergy in various fields.
Recently, methodologies for developing brain-computer interface (BCI) games using the BCI have been actively researched. The existing general framework for processing brain waves does not provide the functions required to develop BCI games. Thus, developing BCI games is difficult and requires a large amount of time. Effective BCI game development requires a BCI game framework. Therefore the BCI game framework should provide the functions to generate discrete values, events, and converted waves considering the difference between the brain waves of users and the BCIs of those. In this paper, BCI game frameworks for processing brain waves for BCI games are proposed. A variety of processes for converting brain waves to apply the measured brain waves to the games are also proposed. In an experiment the frameworks proposed were applied to a BCI game for visual perception training. Furthermore, it was verified that the time required for BCI game development was reduced when the framework proposed in the experiment was applied.
This study examined the wearing effect of 3D compression suits on quantitative electroencephalogram (EEG) during walking and rest. Ten males in their 20s wore three types of experimental clothing, a loose-fit wear (BS), a 3D compression suit (3D CS), and a power film welded on CS (3D WCS); in addition, EEG signals were measured during resting, walking, after walking, and after sit-ups. The results showed that a higher pressure (due to 3D CS and 3D WCS) increased the 'Concentration' level and the 'Cognitive load' of brain waves during treadmill walking due to a higher cortex activity level when walking. Differentiation was shown between two compression suits and BS was enhanced during walking on a treadmill; however, the brain waves of 'Relaxation' between two compression suits were significantly different after walking, i.e., 'Relaxation' level of 3D WCS was the highest. Rigorous exercise such as sit-ups was inefficient to distinguish the effect of compression suits on EEG. Participants perceived a higher pressure due to compression suits; however, the wear comfort of two compression suits was maintained. Two compression suits were rated as supportive and helpful during walking. Various EEG parameters such as the indices of 'Relaxation', 'Concentration' and 'Cognitive load' were effective to observe the effect of 3D compression suits on wearers' brain waves during and after walking.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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