• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권2호
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• pp.166-171
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• 2007

GABA is primary an inhibitory neurotransmitter that is localized in inhibitory interneurons. GABA is released from presynaptic terminals and functions by binding to GABA receptors. There are two types of GABA receptors, $GABA_{A}-receptor$ that allows chloride to pass through a ligand gated ion channel and $GABA_{B}-receptor$ that uses G-proteins for signaling. The $GABA_{A}$-receptor has a GABA binding site as well as a benzodiazepine binding sites, which modulate $GABA_{A}$-receptor function. Benzodiazepine GABAA receptor imaging can be accomplished by radiolabeling derivates that activates benzodiazepine binding sites. There has been much research on flumazenil (FMZ) labeled with $^{11}C-FMZ$, a benzodiazepine derivate that is a selective, reversible antagonist to GABAA receptors. Recently, $^{18}F-fluoroflumazenil$ (FFMZ) has been developed to overcome $^{11}C's$ short half-life. $^{18}F-FFMZ$ shows high selective affinity and good pharmacodynamics, and is a promising PET agent with better central benzodiazepine receptor imaging capabilities. In an epileptic focus, because the GABA/benzodiazepine receptor amount is decreased, using $^{11}C-FMZ$ PET instead of $^{18}F-FDG$ PET, restrict the foci better and may also help find lesions better than high resolution MR. $GABA_{A}$ receptors are widely distributed in the cerebral cortex, and can be used as an viable neuronal marker. Therefore it can be used as a neuronal cell viability marker in cerebral ischemia. Also, GABA-receptors decrease in areas where neuronal plasticity develops, therefore, $GAB_{A}$ imaging can be used to evaluate plasticity. Besides these usages, GABA receptors are related with psychological diseases, especially depression and schizophrenia as well as cerebral palsy, a motor-related disorder, so further in-depth studies are needed for these areas.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제23권1호
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• pp.77-82
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• 2011

Purpose: Recently, many studies have demonstrated that application of external stimulation can modulate cortical excitability of the human brain. We attempted to observe cortical excitability using functional magnetic resonance imaging (fMRI) during the application of transcranial direct current stimulation (tDCS) or functional electrical stimulation (FES). Methods: We recruited two healthy subjects without a history of neurological or psychiatric problems. fMRI scanning was done during? each constant anodal tDCS and FES session, and each session was repeated three times. The tDCS session consisted of three successive phases (resting phase: 60sec dummy cycle: 10sec tDCS phase: 60sec). The FES session involved stimulation of wrist extensor muscles over two successive phase (resting phase: 15sec FES phase: 15sec). Results: The average map of the tDCS and FES analyses showed that the primary sensory-motor cortex area was activated in all subjects. Conclusion: Our findings show that cortical activation can be induced by constant anodal tDCS and FES. They suggest that the above stimuli have the potential for facilitating brain plasticity and modulating neural excitability if applied as specific therapeutic interventions for brain injured patients.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제53권6호
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• pp.337-341
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• 2013

Objective : After spinal cord injury (SCI), functional and structural reorganization occurs at multiple levels of brain including motor cortex. However, the underlying mechanism still remains unclear. The current study was performed to investigate the alterations in the expression of the main regulators of neuronal development, survival and death, in the brain following thoracic contusive SCI in a mouse model. Methods : Eight-week-old female imprinting control region mice (n=60; 30-35 g) were used in this study. We analyzed the expression levels of regulators such as brain-derived neurotrophic factor (BDNF), glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), nerve growth factor (NGF) and histone deacetylase (HDAC) 1 in the brain following thoracic contusive SCI. Results : The expression of BDNF levels were elevated significantly compared with control group at 2 weeks after injury (p<0.05). The expression of NGF levels were elevated at 2, 4 weeks compared with control group, but these difference were not significant (p>0.05). The GDNF levels were elevated at 2 week compared with control group, but these differences were not significant (p>0.05). The difference of HDAC1 levels were not significant at 2, 4 and 8 weeks compared with control group (p>0.05). Conclusion : These results demonstrate that the upregulation of BDNF may play on important role in brain reorganization after SCI.

• Clinical Pain
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• 제18권2호
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• pp.88-91
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• 2019

Unexplained pain and weakness, i.e., without obvious predisposing factors, are often encountered by physiatrists and efforts should be made to determine the cause. A 63-year-old male presented with radiating pain in his right arm and mild weakness of the right hand. An electrodiagnostic examination revealed distal symmetric sensory polyneuropathy in the upper and lower extremities, and denervation potentials in the forearm muscles, which were inconsistent with the cervical spine MRI images and symptoms. A predisposing undiscovered disease was revealed, i.e., squamous cell carcinoma in the lung; brain metastasis affecting the left primary motor cortex was also detected. Therefore, we concluded that the pain and weakness were related to paraneoplastic syndrome and brain metastases of the hand knob. The observed denervation potentials were characterized as trans-synaptic changes in the brain metastasis. This case highlights the importance of unexplainable focal pain and weakness in the increasing prevalence of cancer.

• 재활치료과학
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• 제3권2호
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• pp.5-48
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• 2014

서론: 작업치료에서는 수행기술을 매우 중요하며, 이런 수행기술에는 감각 인지 기술, 운동실행 기술, 감정 조절기술, 인지기술, 소통 사회 기술 등이 있다. 모든 수행기술은 통합된 신경처리를 통해 이루어진다. 본론: 입체해석학(stereology)란 신경세포, 대뇌 겉질, 기능과 관련되어 뇌의 특정 영역의 형태 변화를 알아 낼 수 있는 과학적 방법이다. 입체해석학은 평면으로 잘려진 생물학적 샘플을 확률이론과 과학적 추출방법을 사용하여 3 차원적으로 분석하는 다학문분야이다. 편견 없는 입체해석학적 방법은 확률이론을 바탕으로하며, 생물학적 영역의 해부학적 형태적 변화를 예측할 수 있다. 부피, 숫자, 길이와 같은 세포구조적변화는 뇌의 기능에 영향을 미치게 된다. 작업치료사들은 신경계환자들의 뇌 기능을 향상시켜 참여를 증진하는 것을 목적으로 한다. 뇌기능 장애 환자들에게 있어 기능적 증진은 뇌의 변화를 의미한다. 그러므로 신경학적 변화와 기능적 증진에 대한 두 가지 증거는 신경계 환자들의 작업치료에 매우 중요한 기초적 치료 근거가 된다. 비록 입체해석학 자체가 실험이나 인체 사후 검사에 많이 쓰일지라도 입체해석학은 신경계 환자들의 작업치료에 근본적 지식들 제공한다. 결론: 그러므로 입체해석학은 신경과학의 지식들을 경험의존가소성과 수행기술에 대한 뇌의 구조-기능관계를 바탕으로 작업치료에 전달해 준다고 볼 수 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.241-246
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• 2003

정상 성인을 대상으로 언어생성과제의 시각적 지시과제와 청각적 지시과제에 대한 기능적 MR영상들을 비교하고자 하였다. 6명의 정상 성인을 대상으로 자기공명영상기기를 이용하였다 시각적, 청각적 언어 지시과제는 명사의 언어를 이용하여. 휴지기. 확성기를 각각 6번 구성하였다. 뇌의 활성영역의 휴지기와 확성기의 신호변화에 따른 데이터는 MRDx 프로그램으로 처리하였고 cross correlation 방법으로 통계 처리하였다. 시각적, 청각적 지시과제의 분석방법은 lateralization index 공식으로 뇌 반구의 활성화 voxel의 총합과 좌$.$우 반구의 픽셀 수를 구하였고, 지시 과제에 대한 활성화 영역을 “Area of Activation Cells” 값에 따라 4등급으로 분류하여 비교 분석하였다. 시간적 청각적 지시과제에서 Broca, Wernicke 영역 등에서 크기는 다르지만 모두 활성화가 관찰되었다. lateralization index에서 뇌반구의 활성화 값에 차이는 시각적 지시과제에 비해 청각적 지시과제가 높은 활성화 값을 보였다. 그러므로 언어영역에 대한 뇌의 기능적 영상을 얻는데 두 방법 모두 유용하다고 생각된다.

• Clinical Pain
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• 제18권1호
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• pp.1-7
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• 2019

Objective: To investigate the cortical disinhibition in diabetic patients with neuropathic pain and without pain. In addition, we assessed the cortical disinhibition and pain relief after repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). Method: We recruited diabetic patients with neuropathic pain (n = 15) and without pain (n = 15). We compared the TMS parameters such as motor evoked potential (MEP) amplitude, cortical silent period (CSP), intracortical inhibition (ICI %) and intracortical facilitation (ICF %) between two groups. Moreover, we evaluated the changes of pain and TMS parameters after five consecutive high frequency (10 Hz) rTMS sessions in diabetic patients with neuropathic pain. The neuropathic pain intensity (visual analog scale) and TMS parameters were assessed on pre-rTMS, post-rTMS 1day, and post-rTMS 5 day. Results: The comparison of the CSP, ICI % revealed significant differences between two groups (p<0.01). After rTMS sessions, the decrease in pain intensity across the three time points revealed a pattern of significant differences (p<0.01). The change of CSP and ICI % across the three test points revealed a pattern of significant differences (p<0.01). The ICI % revealed immediate increase after first rTMS application and significant increase after five rTMS application (p<0.01) in diabetic patients with neuropathic pain. The MEP amplitude and ICF % did not reveal any significant changes. Conclusion: Our findings demonstrate that cortical inhibition was decreased in diabetic patients with neuropathic pain compared with patients without pain. Furthermore, we also identified that five daily rTMS sessions restored the defective intracortical inhibition which related to improvement of neuropathic pain in diabetic patients.

• 대한수의학회지
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• 제42권2호
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• pp.137-146
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• 2002

중추신경계는 신경원(neuron)과 이를 지지해주는 신경아교세포(neuroglia)로 이루어져 있다. 발생과정중 신경원의 발달은 NGF(neruv growht factor)에 의해 관찰이 가능하고, 아교세포들중 별모양아교세포는 GFAP(Glial fibrillary acidic protein)항체로 밝혀낼 수 있다. CNTF(Cillary neurotrophic factor)는 이전에는 운동신경원의 발생 및 유지에 있어 중요한 역할을 하는 인자로 알려져 왔으며, 최근에는 발생과정 중 NGF와 GFAP의 역할에 도움을 주는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 이러한 NGF, GFAP, CNTF를 발생과정 중(임신 15,17,19,21일, 출생 1,2,3,일, 1,2,3주)의 몽골리안 저빌의 전뇌에서 시간에 따른 분포를 광학현미경, 형광염색을 통한 공초점현미경 및 전자현미경을 통해 알아보고자 하였다. 전뇌에서 NGF는 발생 19일령에서부터 대뇌피질에서 관찰되기 시작해서 후각망울, 해마체 및 diagonal band에 관찰되었고, 출생 3일령에서 가장 강한 염색성을 보였으며 그 반응은 출생 3주까지도 관찰되었다. GFAP는 출생17일령에서 뇌실로부터 아교세포가 관찰되는 형태가 보였으며, 외측뇌실과 제3뇌실에서부터 피질로 이동하는 형태로 관찰되었다. 또한 후각망울의 과립층, 대뇌피질 및 해마체에서 관찰되었으며, 출생 2일령에서 가장 강한 반응을 나타내었다. CNTF는 신경원과 신경아교세포에서 관찰되었으며, NGF와 GFAP와는 달리 출생 전에서는 관찰되지 않다가 출생 1일령부터 후각망울 및 대뇌피질에서 약하게 관찰되기 시작되었으며, 이러한 반응은 출생 2주령에서 잘 관찰되었다. 전자현미경상에서는 신경원과 신경아교세포에서 특징적인 구조는 관찰되지 않았으나, 각각의 항체에 대한 반응이 나타난 세포에서는 사립체와 형질내세망과 같은 세포소기관들이 많이 관찰되었다. 이러한 Mongolian gerbil 전뇌에서의 NGF, GFAP 및 CNTF의 분포는 비슷한 임신일령의 설치류와 거의 유사하게 관찰되었으며, 배아과정 및 출생 후 발달에 따른 전뇌에서의 신경원과 신경아교세포에서의 분포를 볼 수 있었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제9권1호
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• pp.16-23
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• 2005

목적 : 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용하여 수리연산 과제를 수행하는 동안에 활성화되는 뇌영역을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 모두 오른손잡이인 6명의 정상 자원자를 대상으로 하였다. 1.5 T MR기기를 이용하여 EPI BOLD기법으로 fMRI영상을 얻었다. 실험과제의 특성에 따라 실험 1과 실험2로 구분하여 시행하였다. 각 실험은 5번의 휴식기와 4번의 활성기로 구성되었으며, 1회의 휴식기와 대조기는 각각 30초였다. 실험 1, 2 모두에서 활성기 자극과제로 연산식[예: $(4+5)\times8=72$]을 보여주고 맞는지 틀리는지를 판단하게 하였고, 휴식기 대조과제로 실험 1에서는 십자모양을 바라보고 있도록 하였으며, 실험2에서는 같거나 서로 다른 두 가지의 기호[예: $(\bullet,\;\blacksquare)$]를 보여주고 같은지 다른지 판단하도록 하여, 판단과정을 감산하였을 때 나타나는 활성화 영상이 실험 1에서 나타난 결과와 어떠한 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 영상후처리는 SPM 분석 프로그램을 사용하였고 활성화 신호의 유의수준은 p<0.00001로 하였다. 결과 : 실험 1에서 양측 하전두회, 전전두영역, 전운동영역, 보조운동영역 및 상두정소엽을 포함한 두정엽내 뇌구를 중심으로 대칭적인 활성화 신호가 나타났다. 실험2에서도 실험 1과 동일한 부위에서 활성화 신호가 나타났으나 우반구 전두엽과 두정엽의 활성화는 실험 1에 비해 작았으며, 그 정도는 전두엽에서 보다 뚜렷하게 작았다. 결론 : 수리연산과 연관된 대뇌 부위는 좌반구 하전두회와 전전두영역 및 양측 두정엽이며, 우반구 전두엽과 두정엽의 일부는 주의집중 및 판단과 관련이 있는 부위로 추정된다.

• 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.