• Physical Therapy Rehabilitation Science
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• 제12권3호
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• pp.334-339
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• 2023

Objective: The present study is designed to delve deeper into the realm of fibromyalgia (FM) symptom management by investigating the effects of diaphragmatic breathing on the prefrontal cortex (PFC) in women diagnosed with FM. Using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), the study aims to capture real-time PFC activation patterns during the practice of diaphragmatic breathing. The overarching objective is to identify and understand the underlying neural mechanisms that may contribute to the observed clinical benefits of this relaxation technique. Design: A case report Methods: To achieve this, a twofold approach was adopted: First, the patient's breathing patterns were meticulously examined to detect any aberrations. Following this, fNIRS was employed, focusing on the activation dynamics within the PFC. Results: Our examination unveiled a notable breathing pattern disorder inherent to the FM patient. More intriguingly, the fNIRS analysis offered compelling insights: the ventrolateral prefrontal cortex (VLPFC) displayed increased activation. In stark contrast, regions of the anterior prefrontal cortex (aPFC) and orbitofrontal cortex (OFC) manifested decreased activity, especially when benchmarked against typical activations seen in healthy adults. Conclusions: These findings, derived from a nuanced examination of FM, underscore the condition's multifaceted nature. They highlight the imperative to look beyond conventional symptomatology and appreciate the profound neurological and physiological intricacies that define FM.

• 대한인간공학회지
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• 제33권5호
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• pp.395-405
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• 2014

Objective: The aim of this study is to investigate 1) somatotopic arrangement of the second and third fingers in SI area 2) difference of neural activation in the SI area produced by stimulation with different frequencies 3) correlation between the intensity of tactile perception by different stimulus intensity and the level of brain activation measurable by means of fMRI. Background: Somatosensory cortex can obtain the information of environmental stimuli about "where" (e.g., on the left palm), "what" (e.g., a book or a dog), and "how" (e.g., scrub gently or scrub roughly) to organism. However, compared to visual sense, the neural mechanism underlying the processing of specific electrotactile stimulus is still unknown. Method: 10 right-handed subjects participated in this study. Non-painful electrotactile stimuli were delivered to two different finger tips of right hand. Functional brain images were collected from 3.0T MRI using the single-shot EPI method. The scanning parameters were as follows: TR and TE were 3000, 35ms, respectively, flip angle 60, FOV $24{\times}24cm$, matrix size $64{\times}64$, slice thickness 4mm (no gap). SPM5 was used to analyze the fMRI data. Results: Significant activations produced by the stimulation were found in the SI, SII, the subcentral gyrus, the precentral gyrus, and the insula. In all participants, statistically significant activation was observed in the contralateral SI area and the bilateral SII areas by the stimulation on the fingers but ipsilaterally dominant. The SI area representing the second finger generally located in the more lateral and inferior side than that of the third finger across all the subjects. But no difference in brain area was found for the stimulation of the fingers by different frequencies. And two typical patterns were observed on the relationship between the perceived psychological intensity and the amount of voxels in the primary sensory cortex during the stimulation. Conclusion: It was possible to discriminate the representation sites in the SI by electrotactile stimulation of digit2 and digit3. But we could not find the differences of the brain areas according to different stimulation frequencies from 3 to 300Hz. Application: The results of the study can provide a deeper understanding of somatosensory cortex and offer the information for tactile display for blinds.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.57-62
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• 2014

인체 해석모델은 주로 인간이 의식적으로 행하는 운동을 중심으로 발전해 왔다. 의식적 운동과 달리 슬개건 반사는 뇌를 거치지 않고 일어난다. 본 연구는 건강한 성인의 슬개건 반사로 인한 대퇴부의 근력과 근활성도를 해석적으로 예측하고자 하였다. 해석 모델은 시상면에서 평면운동을 하고, 앉은 자세에서 상체와 허벅지를 고정시켜 종아리만 진자 운동이 가능하도록 모델링 하였다. 무릎은 레볼루트 조인트로 모델링 하였고, 발목관절은 고정시켜 종아리와 발을 하나의 강체로 가정하였다. 근력은 Mamizuka 의 실험 결과로부터 얻은 운동학 정보를 이용하여 역동역학 해석을 통해 구하였으며, 근활성도는 Hill-type 근육 모델을 이용하여 예측하였다. 해석 결과는 실험결과를 통해 검증되었다.

• 감성과학
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• 제20권4호
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• pp.1-14
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• 2017

본 연구는 자기공명영상 기법을 이용하여 알코올 중독자의 정서 인식과 관련된 뇌 활성화 특성을 관찰하였다. 입원치료 중인 알코올 중독자 18명과 이들과 나이, 성별, 교육 수준 등이 유사한 비중독자 16명이 실험에 참여하였다. 참여자들은 뇌 영상 촬영 동안에 얼굴 사진을 보고 얼굴 표정 정서의 강도를 평정하였다. 연구 결과, 행동 반응에서는 알코올 중독자와 비중독자 간에 유의한 차이는 나타나지 않았다. 뇌 반응 결과, 알코올 집단에서는 비중독자 집단과 비교하여 얼굴 표정 정서 인식 동안에 정서 처리와 관련된 편도체/해마는 더 적게 활성화되었으며, 얼굴 정보 처리와 관련된 방추이랑, 시 공간 탐색과 관련된 이마엽 및 마루엽 영역은 더 크게 활성화되었다. 반면, 알코올 집단에서 혀이랑/방추이랑(BA 19), 시각적 탐색에 관여하는 가운데이마이랑(BA 8/9/46), 그리고 시공간적 정보 처리에 관여하는 위마루소엽(BA 7)이 더 크게 활성화 되었다. 본 연구를 통해 알코올 중독자의 정서 인식과 관련된 뇌 활성화 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제40권2호
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• pp.139-147
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• 2021

본 논문은 데이터의 일부만 레이블링이 되어있는 약지도 학습을 기반으로 하는 음향 이벤트 검출 시스템을 소개 및 구현하고, 시뮬레이션을 통해 각 파라미터가 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 음향 이벤트 검출 시스템은 음향 신호 내에 존재하는 이벤트의 종류, 시작/종료 시점을 추정하는 시스템으로, 이를 학습시키기 위해서는 음향 이벤트 신호와 그 종류, 시작/종료 시점에 대한 모든 정보가 제공되어야 한다. 하지만 이를 모두 표기하여 학습데이터를 만드는 것은 매우 큰 비용이 들어가며, 특히 시작/종료 시점을 정확히 표기하는 것은 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서 다루는 약지도 학습 문제에서는 이벤트의 종류와 시작/종료 시점이 모두 표기된 "강하게 표기된 데이터"와, 이벤트의 종류만 표기된 "약하게 표기된 데이터", 그리고 아무런 표기가 되어 있지 않은 "미표기 데이터"를 이용하여 음향 이벤트 검출 시스템을 학습시킨다. 최근 이러한 문제에서는 평균-교사 모델을 이용한 음향 이벤트 검출 시스템의 성능이 우수하며, 따라서 널리 사용되고 있다. 다만, 평균-교사 모델은 많은 파라미터를 가지고 있고, 이는 성능에 영향을 다소 미칠 수 있으므로 신중하게 선택되어야 한다. 본 논문에서는 DCASE 2020 Task 4의 데이터를 이용하여 특징 값의 종류, 이동 평균 파라미터, 일관성 비용함수의 가중치, 램프-업 길이, 그리고 최대 학습율 등 5가지의 값에 대해 성능 분석을 진행하였으며, 각 파라미터에 대한 영향 및 최적 값에 대해 고찰하였다.

• 대한핵의학회지
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• 제34권1호
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• pp.10-21
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• 2000

목적: 삽화기억은 어떠한 사실이나 정보에 관하여 기억해낼 때 그것들이 기억 구조 속으로 들어가던 순간의 개인적인 사건이나 과거의 사실들과 연관하여 기억하는 것으로 부호화 및 인출에 관여하는 중추가 서로 나뉘어져 존재한다고 알려져 있다. 이 연구에서는 O-15 $H_2O$ PET을 이용한 뇌활성화실험을 통해 삽화기억 부호화 및 인출 중추의 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상 성인 남자 6명 ($30.0{\pm}1.4$세)에 대하여 두 번의 대조과제와 각 한번의 삽화기억 부호화 및 인출 자극과제를 시키면서 동시에 $H_2O$ PET을 시행하였다. 부호화 자극과제에 대한 대조과제에서는 화면 중앙에 나타난 십자 모양 고정점을 자극과제와 같은 시간동안 보게하여 시자극 효과를 포함하게 하였으며, 인출 자극과제에 대한 대조과제에서는 30개의 화살표를 보여주며 화살표가 위(총 15개)를 가리키면 버튼을 누르게 하여 시자극과 손가락 운동에 의한 효과도 포함되게 하였다. 부호화 자극과제에서는 특정 단어가 연상되는 사물 그림 30개를 4초 간격으로 보여주면서 기억하도록 하였으며, 30분 후에 시행한 인출 자극과제에서는 앞에서 보여주었던 15개의 영상과 새로운 15개의 영상을 섞어서 동일한 간격으로 보여주며 기억할 수 있는 그림이 나오면 버튼을 누르게 하였다. 모든 영상을 표준지도에 정규화하고 공분산분석으로 전체 혈류차이를 제거한 후 각 자극과제와 해당 대조과제 사이에 국소혈류량이 차이나는 영역을 찾아 뇌기능지도를 구성하였다. 결과: 인출 자극과제에서 올바르게 기억해낸 그림의 평균 개수는 9.3개(${\pm}3.3$)였으며 없던 그림을 있었다고 잘못 지적한 경우는 평균 3.0개(${\pm}2.8$)였다. 부호화시에 좌측 대뇌반구에서는 하측전두이랑의 판개부와 삼각부, 후두엽의 1차 시각 피질과 시각 연합 피질 등이 활성화되었고, 우측에서는 전전두엽, 내전두엽 및 대상회, 청각-시각 연합영역인 중측두회전과 하측측두회전의 후부, 1차 시각 피질과 시각 연함 피질, 소뇌 등이 확성화죄었다. 인출 시에 좌측대뇌반구에서는 삼각부, 1차 시각 피질과 시각 연합 피질, 하측두회전, 1차 시각 피질과 시각 연합피질, 소뇌 등이 활성화되었고, 우측에서는 전전두엽, 시각 연합 피질, 소뇌, 내측두엽 등이 활성화되었다. 주로 활성화된 전두엽에서 좌측 판개부늘 삽화기억 부호화의, 우측 전전두엽은 인출의 중추라 해석되며, 좌측 삼각부는 다른 인지기능에 의하여 활성화된 것으로 보인다. 결론: O-15 $H_2O$ PET을 이용한 뇌활성화실험을 통하여 삽화기억의 부호화 및 인출 중추를 국소화할 수 있었다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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• pp.78-78
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• 2003

Purpose: This event related fMRI study was to further our understanding about how different brain regions could contribute to effective access of specific information stored in long term memory. This experiment has allowed us to determine the brain regions involved in recognition of familiar faces among non familiar faces. Materials and Methods: Twelve right handed normal, healthy volunteer adults participated in face recognition experiment. The paradigm consists of two 40 familiar faces, 40 unfamiliar faces and control base with scrambled faces in a randomized order, with null events. Volunteers were instructed to press on one of two possible buttons of a response box to indicate whether a face was familiar or not. Incorrect answers were ignored. A 1.5T MRI system(GMENS) was employed to evaluate brain activity by using blood oxygen level dependent (BOLD) contrast. Gradient Echo EPI sequence with TR/TE= 2250/40 msec was used for 17 contiguous axial slices of 7mm thickness, covering the whole brain volume (240mm Field of view, 64 ${\times}$ 64 in plane resolution). The acquired data were applied to SPM99 for the processing such as realignment, normalization, smoothing, statistical ANOVA and statistical preference. Results/Disscusion: The comparison of familiar faces vs unfamiliar faces yielded significant activations in the medial temporal regions, the occipito temporal regions and in frontal regions. These results suggest that when volunteers are asked to recognize familiar faces among unfamiliar faces they tend to activate several regions frequently involved in face perception. The medial temporal regions are also activated for familiar and unfamiliar faces. This interesting result suggests a contribution of this structure in the attempt to match perceived faces with pre existing semantic representations stored in long term memory.

• 인지과학
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• 제24권1호
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• pp.49-69
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• 2013

우리가 타인과 상호작용하거나 물체를 사용하는 동안 뇌에서는 신체 이미지를 추적하고 행위의 주체를 파악하려는 신경 정보처리가 끊임없이 이루어진다. 선조외 시각 피질(Extrastriate Body Area, EBA)은 신체에 관한 시각 입력과 우리 자신의 움직임에 관한 내적 신호들을 통합하여 행위 주체감(sense of agency) 생성을 위한 초기 신경 표상을 제공한다. 그러나 이러한 과정에서 물체의 기능적 특성이 행위주체에 따라서 어떻게 반영되는지 알려진 바는 거의 없다. 이에 본 연구는 기능성 자기공명 영상 기법을 활용하여 자신 또는 타인이 도구를 사용하는 장면을 참가자들이 상상할 때 도구의 행동유도성(affordance)이 EBA의 신경 반응에 끼치는 영향을 관찰하였다. 각 시행에서 참가자들은 신체를 향해 사용하는 도구(예, 망원경)나 신체 바깥 방향으로 사용하는 도구(예, 주사위)를 제시받았다. 이 때, 도구를 둘러싼 사각형 테두리의 색깔에 따라서 참가자들은 자신 혹은 타인이 그 도구를 사용한다고 상상하였다. 실험 결과, 우반구 EBA는 참가자가 '자신'의 행위를 상상할 때 바깥 방향 도구 조건보다 신체 방향 도구 조건에서 더 많이 활성화되었으나, 참가자가 '타인'의 행위를 상상할 때는 도구의 사용 방향으로부터 영향을 받지 않았다. 후속 검사에 따르면 자신 조건과 타인 조건에서 각각 상상하는 동안 참가자가 느낀 생동감의 차이는 없었다. 이러한 결과는 EBA가 도구의 행동유도성 정보를 신체 도식에 반영함으로써 행위 주체감을 향상시키고 우리 자신의 행동을 안내하는 데 기여하고 있음을 시사한다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.101-104
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• 2009

This study investigated compensatory mechanisms in the brain during a verbal working memory task among people with Alcohol Use Disorders (AUD). A total of 21 college male students participated in the study: eleven AUD participants and 10 normal controls. Study participants were asked to complete the Korean version of the Wechsler Adult Intelligence Scale-III (K-WAIS-III) prior to the fMRI experiment. Verbal 0-back and 2-back tasks were used to assess brain activities of the participants' verbal working memory. Brain scanning was performed on Siemens SONATA 1.5T Scanner while participants were performing the 0-back and 2-back tasks. Within the AUD group, participants with greater dependency to alcohol (based on DSM-IV criteria) in the past 1 year showed lower mean score on the 'Similarities' of the K-WAIS-III (r=-0.63, p<0.05, N=11). The more participants experienced alcohol withdrawal symptoms in the past 1 year, the lower the score they received on the K-WAIS-III 'Picture Arrangement' (r=-0.69, p<0.05, n=11). The fMRI regression results showed that individuals who present greater degree of alcohol dependency symptoms are likely to show greater brain activation in the bilateral middle frontal gyri (BA 9) during the verbal working memory task. The degree of alcohol withdrawal symptoms were associated with increased brain activation in the left superior and middle frontal gyri (BA8), left precentral gyrus (BA 6), and left inferior parietal lobule (BA 40). The study findings showed that the degree of alcohol abuse/dependence and withdrawal symptoms were associated with decreased cognitive function and increased activations in brain regions particularly important for abstract reasoning (BA 9), central executive (BA 9), or spatial storage (BA 40) during a working memory task. Therefore, these results could support previous studies suggesting that the neural system of people with ADD may adopt a brain compensatory mechanism to maintain normal level of cognitive functions.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.11-20
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• 2024

본 논문에서는 생성 모델을 이용한 데이터 프리 양자화에서 발생할 수 있는 지식 격차를 줄이기 위하여 BAG (Bit-width Aware Generator)와 채널 어텐션 기반 중간 레이어 지식 증류를 제안한다. 생성 모델을 이용한 데이터 프리 양자화의 생성자는 오직 원본 네트워크의 피드백에만 의존하여 학습하기 때문에, 양자화된 네트워크의 낮은 bit-width로 인한 감소된 수용 능력 차이를 학습에 반영하지 못한다. 제안한 BAG는 양자화된 네트워크와 동일한 bit-width로 양자화하여, 양자화된 네트워크에 맞는 합성 이미지를 생성하여 이러한 문제를 완화한다. 또한, 양자화된 네트워크와 원본 모델 간의 지식 격차를 줄이는 것 역시 양자화에서 매우 중요한 문제이다. 이를 완화하기 위해 제안한 채널 어텐션 기반 중간 레이어 지식 증류는 학생 모델이 교사 모델로부터 어떤 채널에 더 집중해서 학습해야 하는지를 가르친다. 제안한 기법의 효율성을 보이기 위해, CIFAR-100에서 학습한 원본 네트워크를 가중치와 활성값을 각각 3-bit로 양자화하여 학습을 수행하였다. 그 결과 56.14%의 Top-1 Accuracy를 달성하였으며, 베이스라인 모델인 AdaDFQ 대비 3.4% 정확도를 향상했다.