The primary purpose of this review is to present an overview of relationship between human spontaneous eyeblinking and internal cognitive processes. The second purpose is to address the neural substrates of human eyeblinking based on recent studies focusing on the central dopaminergic system and to explore the significance of spontaneous eyeblinks in neuropsychiatric disorders. We reviewed recent and previous studies on eyeblink patterns under various cognitive tasks. We also reviewed neural substrates of eyeblinking, particularly based on the central dopaminergic system. This paper suggests that spontaneous eyeblinks are highly correlated with various cognitive processes and the activity of central dopaminergic system. Various neuropsychiatric disorders are related to the alteration of the occurrence of eyeblinking. Spontaneous eyeblinking is the unique human behavior that occurs regularly without conscious effort. It is known that the rate of eyeblinking is modulated by internal cognitive processes and dopamine-related neuropsychiatric disorders. Further research is required to how the temporal dynamics of spontaneous eyeblinking is correlated with the disease activity and progression.
Spring-like leg models have been employed to explain various dynamic characteristics in human walking. However, this leg stiffness model has limitations to represent complex motion of actual human gait, especially the behaviors of each lower limb joint. The purpose of this research was to determine changes of total leg stiffness and lower limb joint stiffness with gait speed in knee osteoarthritis. Joint stiffness defined as the ratio of the joint torque change to the angular displacement change. Eight subjects with knee osteoarthritis participated to this study. The subject walked on a 12 m long and 1 m wide walkway with three sets of four different randomly ordered gait speeds, ranging from their self-selected speed to maximum speed. Kinetic and kinematic data were measured using three force plates and an optical marker system, respectively. Joint torques of lower limb joints calculated by a multi-segment inverse dynamics model. Total leg and each lower limb joint had constant stiffness during single support phase. The leg and hip joint stiffness increased with gait speed. The correlation between knee joint angles and torques had significant changed by the degree of severity of knee osteoarthritis.
나관중의 소설 삼국지에 등장하는 인물들에 대한 인간관계 네트워크를 구축하고 분석한 결과, 실제 사회 인간관계 및 사회 네트워크의 특성과 마찬가지로 척도 없는 네트워크 및 계층적 네트워크의 특성을 보여주었다. 지금까지 대부분 네트워크에 관한 연구는 정적인 측면을 중심으로 이루어졌다. 왜냐하면, 네트워크는 고정되어 있는 것이 아니라 시간 및 공간에 따라 다양하게 변화함에도 불구하고 동적인 면을 분석하기 위한 데이터가 충분하지 않기 때문이다. 소설 삼국지는 비교적 짧은 역사 속에서 다양한 등장인물(1,119 노드)과 인물들의 이합집산에 의한 다양한 인간관계(3,604 링크) 연결망을 형성하고 있기 때문에 시간에 따른 동적 네트워크의 분석을 위한 좋은 모델이 될 것이다. 본 연구는 시대적으로 형성되는 네트워크 특성을 분석하고, 주요 등장인물들의 상관관계와 등장인물의 가중치를 분석하여 연결망의 동역학적 특성을 살펴보았다. 따라서 본 연구는 실제 인간관계 및 사회 네트워크나 생명체를 구성하고 있는 분자들의 네트워크에 관한 동역학적 특성을 분석할 수 있는 가능성을 제시하고 있다.
To achieve synchronized motion between a wearable robot and a human user, the redundancy must be resolved in the same manner by both systems. According to the seven DOF (Degrees of Freedom) human arm model composed of the shoulder, elbow, and wrist joints, positioning and orientating the wrist in space is a task requiring only six DOFs. Due to this redundancy, a given task can be completed by multiple arm configurations, and thus there exists no unique mathematical solution to the inverse kinematics. This paper presents analysis on the kinematic and dynamic aspect of the human arm movement and their effect on the redundancy resolution of the human arm based on a seven DOF manipulator model. The redundancy of the arm is expressed mathematically by defining the swivel angle. The final form of swivel angle can be represented as a linear combination of two different swivel angles achieved by optimizing different cost functions based on kinematic and dynamic criteria. The kinematic criterion is to maximize the projection of the longest principal axis of the manipulability ellipsoid for the human arm on the vector connecting the wrist and the virtual target on the head region. The dynamic criterion is to minimize the mechanical work done in the joint space for each two consecutive points along the task space trajectory. As a first step, the redundancy based on the kinematic criterion will be thoroughly studied based on the motion capture data analysis. Experimental results indicate that by using the proposed redundancy resolution criterion in the kinematic level, error between the predicted and the actual swivel angle acquired from the motor control system is less than five degrees.
John, Arun;Umashankar, Vetrivel;Krishnakumar, Subramanian;Deepa, Perinkulam Ravi
Genomics & Informatics
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제13권1호
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pp.15-24
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2015
Fatty acid synthase (FASN, EC 2.3.1.85), is a multi-enzyme dimer complex that plays a critical role in lipogenesis. This lipogenic enzyme has gained importance beyond its physiological role due to its implications in several clinical conditions-cancers, obesity, and diabetes. This has made FASN an attractive pharmacological target. Here, we have attempted to predict the theoretical models for the human enoyl reductase (ER) and ${\beta}$-ketoacyl reductase (KR) domains based on the porcine FASN crystal structure, which was the structurally closest template available at the time of this study. Comparative modeling methods were used for studying the structure-function relationships. Different validation studies revealed the predicted structures to be highly plausible. The respective substrates of ER and KR domains-namely, trans-butenoyl and ${\beta}$-ketobutyryl-were computationally docked into active sites using Glide in order to understand the probable binding mode. The molecular dynamics simulations of the apo and holo states of ER and KR showed stable backbone root mean square deviation trajectories with minimal deviation. Ramachandran plot analysis showed 96.0% of residues in the most favorable region for ER and 90.3% for the KR domain, respectively. Thus, the predicted models yielded significant insights into the substrate binding modes of the ER and KR catalytic domains and will aid in identifying novel chemical inhibitors of human FASN that target these domains.
선박충돌사고는 많은 원인이 서로 복잡하게 상호작용을 하여 발생하고 있으며, 특히 인적요인에 의한 충돌사고가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이러한 선박충돌사고 원인분석은 선박의 안전 운항상의 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 시스템다이내믹스법을 이용하여 선박충돌사고 인적요인 모델을 구축하고, 선박충돌사고를 감소시키기 위한 가장 효과적인 대책을 수립하기 위한 정책요소론 제시하고자 한다. 본 연구의 수행을 위해 ]nM법에 의한 충돌사고원인의 구조분석을 인과지도상의 정량적, 정성적, 피드백 루프로 변환하였다. 그리고 표준시뮬레이션모델과 8가지 정책시뮬레이션모델을 20년간(1993-2012) 시뮬레이션을 수행하였다.
선박충돌사고는 많은 원인이 서로 복잡하게 상호작용을 하여 발생하고 있으며, 특히 인적요인에 의한 충돌사고가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이러한 선박충돌사고 원인분석은 선박의 안전 운항상의 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 시스템 다이내믹스법을 이용하여 선박충돌사고 인적요인 모델을 구축하고, 선박충돌사고를 감소시키기 위한 가장 효과적인 대책을 수립하기 위한 정책요소를 제시하고자 한다. 본 연구의 수행을 위해 FSM법에 의한 충돌사고원인의 구조분석을 인과지도상의 정량적, 정성적, 피드백 루프로 변환하였다. 그리고 시뮬레이션 기간을 20년간(1993-2012)으로 설정하여 표준시뮬레이션모델과 8가지 정책시뮬레이션모델에 대해 시뮬레이션을 수행하였다.
Hwang, Minki;Lee, Hyun-Seung;Pak, Hui-Nam;Shim, Eun Bo
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제20권1호
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pp.111-117
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2016
Vagal nerve activity has been known to play a crucial role in the induction and maintenance of atrial fibrillation (AF). However, it is unclear how the distribution and concentration of local acetylcholine (ACh) promotes AF. In this study, we investigated the effect of the spatial distribution and concentration of ACh on fibrillation patterns in an in silico human atrial model. A human atrial action potential model with an ACh-dependent $K^+$ current ($I_{KAch}$) was used to examine the effect of vagal activation. A simulation of cardiac wave dynamics was performed in a realistic 3D model of the atrium. A model of the ganglionated plexus (GP) and nerve was developed based on the "octopus hypothesis". The pattern of cardiac wave dynamics was examined by applying vagal activation to the GP areas or randomly. AF inducibility in the octopus hypothesis-based GP and nerve model was tested. The effect of the ACh concentration level was also examined. In the single cell simulation, an increase in the ACh concentration shortened $APD_{90}$ and increased the maximal slope of the restitution curve. In the 3D simulation, a random distribution of vagal activation promoted wavebreaks while ACh secretion limited to the GP areas did not induce a noticeable change in wave dynamics. The octopus hypothesis-based model of the GP and nerve exhibited AF inducibility at higher ACh concentrations. In conclusion, a 3D in silico model of the GP and parasympathetic nerve based on the octopus model exhibited higher AF inducibility with higher ACh concentrations.
이 연구의 목적은 도시의 시공간 변화를 분석할 수 있는 시스템 다이내믹스 모형(System Dynamics Model)을 구현하고, SD 모형을 기반으로 부산시 U-City 계획에의 적용가능성을 모색하여 올바른 U-City계획 수립의 정책방안을 제시하는데 있다. 이를 위해 U-City 이슈와 관련된 다양한 선행연구를 검토하여 이전연구와의 차별성을 도모하였다. 그리고 도시의 시계열적 변화를 모의할 수 있는 SD 모형을 설계 및 구현하여 부산광역시를 대상으로 사례분석을 수행하였다. 마지막으로 U-City 계획측면에서 사례분석을 통해 도출된 문제점을 해소할 수 있는 정책방향을 제시하였다. 결론적인 U-City 계획의 정책방향으로 U-City 기술과 산업을 기반으로 하는 비즈니스 모델의 제시 필요성, 구도시와 신도시를 연계 통합할 수 있는 U-City 모델 구축과 사회 및 인구구조의 변화를 반영한 실효성 있는 U-City 서비스 모델 발굴 등을 들 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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