• 제목/요약/키워드: Memory and Learning

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미토콘드리아 활성화를 통한 양파(Allium Cepa L.) 과육 및 과피의 Amyloid-β 유도성 인지손상에 대한 개선효과 (Ameliorative effect of onion (Allium Cepa L.) flesh and peel on amyloid-β-induced cognitive dysfunction via mitochondrial activation)

  • 박선경;이욱;강진용;김종민;신은진;허호진
    • 한국식품과학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.263-273
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    • 2020
  • 본 연구에서는 양파(Allium Cepa L.) 과육과 과피를 이용하여 in vitro 신경세포 보호효과 및 Aβ로 유도된 인지기능 장애 마우스 모델에서의 개선효과를 검증하고자 하였다. 양파 과육 분획물(EOF)과 과피 분획물(EOP) 모두 PC-12 세포에서 Aβ로 유도된 세포 독성에 대하여 신경세포 보호효과(세포 내 산화적 스트레스 억제, 세포 생존율 및 세포막 보호효과)를 나타냈다. Aβ로 유도된 인지장애 마우스 모델에서의 행동실험(Y-미로, 수동회피 및 Morris 수중 미로 시험) 결과 또한 양파 과육 분획물(EOF)과 과피 분획물(EOP) 모두 효과적인으로 학습 및 기억능력을 개선시키는 것으로 나타났다. 행동실험 후 마우스 뇌조직에서의 산화적 스트레스에 대한 생체 방어 기작의 일종인 SOD 함량의 증가, oxidized GSH/총 GSH 및 MDA 함량 감소를 나타냄에 따라 산화적 스트레스에 대한 우수한 항산화효과가 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 또한, 뇌조직으로부터 분리한 미토콘드리아에 대하여 막 전위(MMP) 보호 및 ATP 함량 증가를 나타냈으며, 미토콘드리아와 관련된 apoptosis 경로에서 BAX의 감소 및 cytochrome c 방출 억제를 통해 caspase 3/7의 활성을 억제하는 것으로도 나타났다. 결국, 양파 과육 분획물(EOF)과 과피 분획물(EOP)은 AChE의 활성 억제 및 ACh의 함량을 증가시킴으로써 효과적인 콜린성 시스템 보호효과를 나타냄에 따라, Aβ로 유도된 인지기능 장애를 예방할 수 있는 고부가가치 건강기능식품 소재로의 활용 가능성이 기대된다.

'전산화 신경인지기능검사'를 통한 학령기 정상아동의 신경심리학적 특성 (The Neuropsychological Characteristics of the Elementary School Aged Child by 'Computerized Neurocognitive Function Test')

  • 이종범;김진성;서완석;신현진;배대석;이준엽
    • 정신신체의학
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    • 제11권2호
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    • pp.118-136
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    • 2003
  • 연구목적: '컴퓨터화된 검사'인 전산화 신경인지기능검사가 학령기 정상아동의 신경심리학적 발달특성을 반영하는 지를 알아보고자 하였다. 방 법: 2002년 6월부터 2003년 1월까지 평균 범위 이상의 지능을 유지하고 있고, 배제기준(rule out criteria)을 통과한 학년별 남녀 각각 10명씩, 120명의 정상아동에게 K-ABC, K-PIC 및 전산화 신경인지기능검사를 실시하였다. 결 과: 정상아동의 표집과정에서 지능의 통제와 엄격한 배제기준의 적용을 통하여 전체 아동의 21.1%가 분석과정에서 제외되었지만 학년별 인원과 성비를 동일하게 유지하면서 지능의 차이가 없는 연구 대상자 120명을 선발할 수 있었다. 학년에 따른 CNFT의 결과비교에서, 주의력 검사, 기억력 검사 및 고위인지기능검사 대부분에서 학년에 따른 유의한 차이가 있음을 확인하였으며, 주로 초등학교 저학년(1학년과 2학년)과 고학년(5학년과 6학년)에서 나타남을 확인하였다. 주의력 검사의 경우, 학년이 증가함에 따라 점차 수행이 행상되는 특성을 확인하였고, 단기기억력 검사에서 역방향 검사와 순방향검사의 차이, 연령에 따른 수행차이가 선행연구와 동일함을 발견할 수 있었다. 회상(recall) 과제로 구성된 언어청각검사와 재인(recognition)과제로 구성된 시각도형기억검사 또한 대인검사로 실시된 선행연구에서와 마찬가지로 연령에 따른 변화특성이 확인되었다. 고위인지기능검사에서도 주의력 검사 및 기억력 검사에서 연령에 따른 변화특성이 발견되었다. 결 론: 본 연구에서 성인을 대상으로 하여 개발된 CNFT가 아동의 신경심리학적 특성을 적절히 반영하고 있음을 확인할 수 있었고, 이를 위하여서는 연구 대상자의 표집단계에서부터 지적수준의 통제와 더불어 엄격한 배제기준의 적용이 필요함을 알수 있었다.

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이마앞겉질을 제거시킨 흰쥐 앞뇌의 바닥핵무리에서 변성축삭종말의 미세구조연구 (Ultrastructure of Degenerating Axon Terminals in the Basal Forebrain Nuclei of the Rat following Prefrontal Decortication)

  • 안병준;고정식;안의태
    • Applied Microscopy
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    • 제35권3호
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    • pp.135-152
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    • 2005
  • 중추신경계통에서도 최고중추인 이마앞겉질 (prefrontal cortex)은 거의 모든 대뇌겉질과 연결되어 있어서 대뇌겉질 각 부분에 저장된 감각, 운동, 언어... 등 모든 정보를 받을 뿐만 아니라, 앞뇌의 바닥핵들 (basal forebrain nuclei)을 비롯한 많은 신경핵들과도 연결되어 있어서 생체 내부환경과 본능에 관한 정보도 받아드린다. 이들 연결을 통해서 이마앞겉질은 변연계통의 본능, 감정, 기억, 학습기능과 줄무늬체계통의 적절한 표현, 대응, 절차기억, 운동조절기능들을 연계하고 조정한다. 앞뇌의 바닥핵들(꼬리핵 caudate nucleus, 줄무늬체바닥핵 fundus striati nucleus, 중격옆핵 accumbens septi nucleus, 중격핵 septal nucleus)도 역시 변연계통과 줄무늬체계통 사이에서 해부학적으로나 기능적으로도 교차기능이 있는 것으로 알려져 있다. 이 실험은 흰쥐의 이마앞겉질은 제거한 다음, 앞쪽 앞뇌의 바닥핵들에서 변성종말들이 있는지 여부와 그 미세구조를 관찰하려고 시행했다. $250{\sim}300g$된 흰쥐를 실험동물로 이용하였으며, 흰쥐들을 정상군, 대조군, 수술군으로 구분하였다. 수술군은 마취시킨 다음, 뇌수술장치에 고정시키고, 머리피부를 절개한 다음, 이마뼈에 구멍을 만들고, 이 구멍을 통해 이마앞겉질을 흡인하여 제거했다. 대조군은 이마뼈에 구멍을 만드는 과정까지만 실행하였고, 정상군은 아무조치도 취하지 않았다. 수술 후 2일 경과 후에 전자현미경 관찰을 위해 1% glutaraldehyde-1% paraldehyde 혼합액 (pH 7.4)에 1차 고정하였고, 뇌를 적출하여 고정액에 냉장시켰다가, 다음날 해당 신경핵을 적출하여 2차 고정액 (2% osmium tetroxide액)에 고정하였다. Araldite 혼합액에 포매하여 ultratome-V로 자른 절편은 4% uranyl acetate와 2.7% lead citrate로 염색하여 JEM 100CX-II 전자현미경으로 관찰하였다. 관찰결과 네 신경핵에서 모두 변성 축삭종말이 관찰되었는데, 출현비율은 상당한 차이를 보여서 가장 변성이 심한 신경핵은 꼬리핵 이었고, 다음은 줄무늬체바닥핵, 중격옆핵, 중격핵의 순서였다. 변성축삭종말이 각 부위에서 연접하는 모양을 비교한 결과 꼬리핵과 줄무늬체바닥핵에서는 모두 가지돌기가시(dendritic spine)에 연접하였으나, 중격옆핵과 중격핵에서는 가지돌기 (dendrite)에 연접하는 것과 가지돌기가시에 연접하는 것이 혼재하였다. 이들 두 신경핵 무리는 이마앞겉질에서 기원하는 축삭종말의 연접차이로 볼 때 서로 다른 회로계통에 속할 것으로 생각되며, 문헌고찰을 통해서 꼬리핵과 줄무늬체바닥핵은 줄무늬체회로 (striatal circuit)에 속하고 중격옆핵과 중격핵은 변연계통회로(limbic circuit)에 속할 것으로 판정했다. 이마앞겉질은 생리적, 약리적, 신경학적 및 형태학적 근거들로 보아 바닥핵들을 통해 변연계통과 대뇌겉질 전체에 영향을 미칠 것으로 여겨지는데, 본 실험에서는 네 종류의 바닥핵들, 즉 꼬리핵, 줄무늬체바닥핵, 중격옆핵 및 중격핵과 관련된 신경연접들을 관찰하였으며, 그 결과를 문헌 고찰한 결과 변연계통과 줄무늬체계통이 앞뇌의 바닥에 있는 신경핵들에서 형태학적 교차연결을 통해 정서와 마음의 상태를 행동과 대응으로 표현하는 중요한 신경회로가 존재함을 제안하였다.

뇌 조직의 아세틸콜린 및 그 관련효소에 미치는 솔잎(Pine Needle) 부탄올획분의 영향 (Effects of Pine Needle Butanol Fraction on Acetylcholine (ACh) and Its Related Enzymes in Brain of Rats)

  • 최진호;김대익;박시향;김남주;백승진;김군자;김현숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제37권3호
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    • pp.176-181
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    • 2004
  • 솔잎 BuOH획분을 하루 25, 50, 100 mg/kg BW로써 SD계 랫트에 45일 동안 투여하여 뇌조직획분의 콜레스테롤 및 LF의 침착, ACh 및 ACh의 합성효소, ChAT, 신경전달에 관여하는 효소 AChE의 활성, 카테콜라민계 신경 전달물질의 파괴효소 MAO-B의 활성에 미치는 영향을 평가하였다. 뇌조직의 mitochnodria 및 microsome 획분 중의 콜레스테롤이 BuOH-50 및 BuOH-100 투여그룹에서 14∼17% 및 23∼34%의 통계적인 억제효과가 인정되었고, 뇌조직에 대한 LF도 BuOH-50 및 BuOH-100 투여그룹에서 10∼14%의 유의적인 침착 억제효과가 인정되었다. 뇌조직중의 신경전달물질 ACh의 함량 및 ACh의 합성효소 ChAT의 활성은 BuOH획분의 거의 용량의존적으로 증가현상이 나타났지만, BuOH-50 및 BuOH-100 투여그룹에서 각각 11∼17% 및 11∼23%의 통계적인 증가효과가 인정되었을 뿐만 아니라 AChE의 활성도 BuOH-50 및 BuOH-100 투여그룹에서 14∼17%의 통계적인 증가효과가 인정되었다. 뇌조직중의 MAO-B의 활성은 BuOH 획분의 거의 용량의존적으로 억제하였지만, 그 유의성은 인정할 수 없었다. 따라서 솔잎 BuOH 획분의 투여는 뇌조직의 유동성을 축진하고 콜레스테롤의 침착을 억제하며 ACh와 그 관련효소의 활성을 촉진하여 기억ㆍ학습의 증진에 매우 효과적으로 작용할 것으로 기대된다.

Identification and confirmation of 14-3-3 ζ as a novel target of ginsenosides in brain tissues

  • Chen, Feiyan;Chen, Lin;Liang, Weifeng;Zhang, Zhengguang;Li, Jiao;Zheng, Wan;Zhu, Zhu;Zhu, Jiapeng;Zhao, Yunan
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제45권4호
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    • pp.465-472
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    • 2021
  • Background: Ginseng can help regulate brain excitability, promote learning and memory, and resist cerebral ischemia in the central nervous system. Ginsenosides are the major effective compounds of Ginseng, but their protein targets in the brain have not been determined. Methods: We screened proteins that interact with the main components of ginseng (ginsenosides) by affinity chromatography and identified the 14-3-3 ζ protein as a potential target of ginsenosides in brain tissues. Results: Biolayer interferometry (BLI) analysis showed that 20(S)-protopanaxadiol (PPD), a ginseng saponin metabolite, exhibited the highest direct interaction to the 14-3-3 ζ protein. Subsequently, BLI kinetics analysis and isothermal titration calorimetry (ITC) assay showed that PPD specifically bound to the 14-3-3 ζ protein. The cocrystal structure of the 14-3-3 ζ protein-PPD complex showed that the main interactions occurred between the residues R56, R127, and Y128 of the 14-3-3 ζ protein and a portion of PPD. Moreover, mutating any of the above residues resulted in a significant decrease of affinity between PPD and the 14-3-3 ζ protein. Conclusion: Our results indicate the 14-3-3 ζ protein is the target of PPD, a ginsenoside metabolite. Crystallographic and mutagenesis studies suggest a direct interaction between PPD and the 14-3-3 ζ protein. This finding can help in the development of small-molecular compounds that bind to the 14-3-3 ζ protein on the basis of the structure of dammarane-type triterpenoid.

Beyond Clot Dissolution; Role of Tissue Plasminogen Activator in Central Nervous System

  • Kim, Ji-Woon;Lee, Soon-Young;Joo, So-Hyun;Song, Mi-Ryoung;Shin, Chan-Young
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제15권1호
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    • pp.16-26
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    • 2007
  • Tissue plasminogen activator (tPA) is a serine protease catalyzing the proteolytic conversion of plasminogen into plasmin, which is involved in thrombolysis. During last two decades, the role of tPA in brain physiology and pathology has been extensively investigated. tPA is expressed in brain regions such as cortex, hippocampus, amygdala and cerebellum, and major neural cell types such as neuron, astrocyte, microglia and endothelial cells express tPA in basal status. After strong neural stimulation such as seizure, tPA behaves as an immediate early gene increasing the expression level within an hour. Neural activity and/or postsynaptic stimulation increased the release of tPA from axonal terminal and presumably from dendritic compartment. Neuronal tPA regulates plastic changes in neuronal function and structure mediating key neurologic processes such as visual cortex plasticity, seizure spreading, cerebellar motor learning, long term potentiation and addictive or withdrawal behavior after morphine discontinuance. In addition to these physiological roles, tPA mediates excitotoxicity leading to the neurodegeneration in several pathological conditions including ischemic stroke. Increasing amount of evidence also suggest the role of tPA in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and multiple sclerosis even though beneficial effects was also reported in case of Alzheimer's disease based on the observation of tPA-induced degradation of $A{\beta}$ aggregates. Target proteins of tPA action include extracellular matrix protein laminin, proteoglycans and NMDA receptor. In addition, several receptors (or binding partners) for tPA has been reported such as low-density lipoprotein receptor-related protein (LRP) and annexin II, even though intracellular signaling mechanism underlying tPA action is not clear yet. Interestingly, the action of tPA comprises both proteolytic and non-proteolytic mechanism. In case of microglial activation, tPA showed non-proteolytic cytokine-like function. The search for exact target proteins and receptor molecules for tPA along with the identification of the mechanism regulating tPA expression and release in the nervous system will enable us to better understand several key neurological processes like teaming and memory as well as to obtain therapeutic tools against neurodegenerative diseases.

노화촉진마우스에 있어서 참깨박 및 들깨박의 메탄올 추출물이 인지기능 및 항산화능에 미치는 영향 (Effect of Defatted Sesame and Perilla Methanol Extracts on Cognitive Function and Antioxidant Activity in SAMP8 Mice)

  • 엄민영;최원희;안지윤;김성란;하태열
    • 한국식품과학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.637-642
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    • 2004
  • 본 연구는 탈지 참깨 및 탈지 들깨의 메탄올추출물이 기억과 학습능력 감퇴의 특성을 가지고 있는 노화촉진마우스 SAMP8의 인지기능 및 항산화체계에 미치는 영향을 검토하기 위하여 각 추출물 0.3% 첨가 식이로 3개월간 섭취시킨 후 passive avoidance test로 인지기능변화를 측정하였고, 뇌중 acetylcholinesterase 활성, 지질과산화물 및 항산화효소활성을 분석하였다. 그 결과, 탈지 참깨 및 탈지 들깨의 메탄올 추출물이 노화촉진으로 감소한 step through latency가 증가하였으나, 혈액과 뇌조직의 anetylcholinesterase 활성에는 영향을 미치지 못하였다. 체내 지질 과산화물은 SAMP8 대조군에서 유의하게 증가하였으나, 탈지 참깨와 탈지 들깨의 메탄올 추출물을 첨가함으로써 유의하게 감소하였으며, SOD와 GPx의 활성은 증가하였다. 따라서 탈지 참깨와 탈지 들깨의 메탄올 추출물은 노화촉진마우스의 인지 기능을 개선시키며, 이는 cholinergic 신경전달체계의 변화보다는 체내 지질 과산화물 억제 및 항산화효소 활성을 통한 메카니즘으로 생각된다.

뇌 조직의 아세틸콜린 및 그 관련효소에 미치는 솔잎(Pine Needle) 에틸아세테이트획분의 영향 (Effects of Pine Needle Ethyl Acetate Fraction on Acctylcholine(ACh) and Its Related Enzymes in Brain of Rats)

  • 최진호;김대익;박시향;백승진;김남주;조원기;김군자;김현숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제37권2호
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    • pp.95-99
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    • 2004
  • 솔잎 EtOAc획분을 하루 25, 50, 100mg/kg BW로써 SD계 랫트에 45일동안 투여하여 뇌조직획분의 콜레스테롤 및 lipofuscin(LF)의 침착, acetylcholine(ACh) 및 ACh의 합성효소 choline acetyltransferase(ChAT), 신경전달에 관여하는 효소 acetylcholinesterase(AChE)의 활성, 카테콜아민계 신경전달물질의 파괴효소 monoamine oxidase-B(MAO-B)의 활성에 미치는 영향을 평가하였다. 뇌조직의 mitochondria 및 microsome획분중의 콜레스테롤이 EtOAc-50 및 EtOAc-100투여그룹에서만 유의적인 11.8-12.1% 및 9.6-13.0%의 침착 억제효과가 인정되었지만, LF는 모든 EtOAc획분의 투여그룹에서 유의적인 침착 억제효과를 인정할 수 없었다. 뇌조직중의 신경전달물질 ACh의 함량 및 ACh의 합성효소 ChAT의 활성은 EtOAc획분의 용량의존적으로 증가현상이 나타났지만, EtOAc-100투여그룹에서만 다같이 약 10%의 유의적인 증가효과가 인정되었다. 또한 뇌조직 중의 신경전달에 관계하는 AChE의 활성도 EtOAc획분의 용량의존적으로 증가현상이 나타났지만, EtOAc-50 및 EtOAc-100투여 그룹에서만 8.2-11.9%의 유의적인 증가효과가 인정되었다. Catecholamine계 신경전달물질의 파괴효소인 MAOB의 활성은 EtOAc획분의 용량의존적으로 억제하였지만, EtOAc-100투여그룹에서만 약 10%의 유의성이 인정되었다. 따라서 솔잎의 EtOAc획분의 투여는 콜레스테롤의 침착을 억제하며 기억$.$학습관련 신경전달물질 및 관련효소의 활성에 매우 유효하게 작용할 수 있을 것으로 기대된다.

UV-Vis spectrophotometry법을 이용한 다양한 유지류로부터 헴프씨드 오일의 진위 판별법 (Authentication of Hempseed Oil from Different Commercial Oils Using Simple UV-Vis Spectrophotomety)

  • 이윤진;강덕경;김영민;손호용
    • 생명과학회지
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    • 제32권5호
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    • pp.362-367
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    • 2022
  • 대마씨의 외종피를 탈각하여 Tetrahydrocanabinol이 제거된 헴프씨드는 건강식품으로 각광받고 있으며, 헴프씨드 오일은 α-linolenic acid 및 γ-linolenic acid 등의 다가 불포화 지방산 및 지용성 비타민 등이 풍부하여, 인지 기능 및 운동기능 개선, 콜레스테롤 감소, 혈관 염증 완화, 혈전 생성 억제, 신경세포 손상 방지 등의 효능이 알려지면서 수요가 급증하고 있다. 현재 헴프씨드 오일은 여타의 식물성 유지(콩기름, 옥수수유, 올리브유, 카놀라유, 아미씨유)보다 45~140배 이상 고가로 판매되고 있다. 본 연구에서는 FTIR, FTIR-Raman, ATR-FTIR-MIR spectroscopy와 같은 고가의 장비와 전문인력에 의한 분석 없이도 헴프씨드 오일의 진위여부를 판별할 수 있는 간편한 UV-Vis spectrophotometry법을 개발하고자 하였으며, 다양한 오일의 245, 305, 및 415 nm 흡광도를 측정하고, 245/415 nm 및 305/415 nm에서의 흡광도의 비를 계산하여 12.9 및 9.6이 나타나는 경우 헴프씨드 오일임을 확인하였다. 콩기름, 옥수수유, 카놀라유 및 아미씨유의 경우에는 각각 35.4~61.8 및 29.7~50.8을 나타내어 헴프씨드 오일과 쉽게 구분 가능하였다. 상기의 방법은 헴프씨드 오일에 여타의 식물성 유지류를 혼합하는 경우에도 혼합 여부 판별에 이용 가능하였다.

The Cadaver experience of the nursing students

  • Kim, Jung-ae;Eui-Young, Cho
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제5권3호
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    • pp.11-23
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    • 2017
  • Anatomy is one of the basic subjects of the nursing course, which is included in the curriculum of the nursing. Anatomy is a basic course for understanding major in nursing and it is the first gateway to acquire expertise. It is mainly opened in nursing and first to second grades. Therefore, students who have advanced to the nursing department have great interest and expectation on the anatomy subjects. In general, nursing students are studying anatomy with theories and models, and some universities practice on tour after dissection of medical consortium for short time. This is called the Cadaver practice. This study was carried out to investigate the thoughts and experiences of bioethics through nursing students' Cadaver practice. The interview data were processed through the analysis and interpretation process using the phenomenological research method, Giorgi method. As a result, 48 semantic units were derived, and then they were divided into 10 subcomponents and divided into 6 categories. As a result of the analysis, the experience of nursing students' bioethics was tied to the topic of six questions. For example, 'what about the respect and responsibility of nursing students in Cadaver?', 'What about your experience with the Cadaver experiment and bioethics?', 'What was the academic achievement of the actual human body structure viewing experience with cadaver?', 'What was the connection with theory?', 'What was your intention to recommend to others?', 'What was your perception and interest in the Cadaver experiment?'. Analyzes were integrated into 10 structures; "Thank you for your donation", "want others to refuse donation", "Burden of practice", "Good opportunities for learning", "Understand better", "Should study harder", "Memory is better", "Compared to theory", "Good experience", "Want to rejoin". The general structural description of the participants' meanings is summarized as follows. Nursing college students who participated in the Cadaver had a gratitude for the donor, but they said they would like to talk to others about donating organs. Before they went to practice, they felt a lot of pressure on the dissection of the cadaver, but they went to the practice and thought that it was a good opportunity to learn by doing well. Specifically, they understood that they had better understanding than the theoretical lesson, and that they were more eager to study their major through practice. In other words, most of them were more memorable and they would like to participate again if the opportunity comes next time. The results of this study show that the practice of Cadaver in nursing college students is very positive in terms of educational effectiveness. However, in terms of bioethics, it can be seen that the education process is somewhat unsatisfactory. Therefore, the systematic bioethics education should be prepared before the practice in the nursing college students' Cadaver practice.