• 제목/요약/키워드: Neural reorganization

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중심외주시 훈련 후 망막 외망상층에서의 신경 재조직화 (Neural Reorganization in Retinal Outer Plexiform Layer Induced by Eccentric Viewing Training)

  • 서재명
    • 한국안광학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.247-252
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    • 2014
  • 목적: 단기간의 중심외주시 훈련 후 발생하는 신경의 재조직화의 특성과 호발 위치를 알아보고자 했다. 방법: 정상시력을 가진 성인 14명을 대상으로 21일 간 중심외주시 훈련을 하고 훈련 전후 광지각도와 다국소망막전위도를 측정하여 사후 분석했다. 결과: 중심외주시 훈련 전후 값을 비교한 광지각도 검사(p<0.047)에서 뿐만 아니라 다국소망막전위도 검사에서도 유의한 개선을 보였다(p<0.028). 결론: 시각 말초신경계는 재생이 불가능하지만 단기간의 중심외주시 훈련은 말초신경계에서 신경 재조직화를 발생시킨다.

뇌졸중 환자에서 반복적인 양측성 운동학습 적용이 상지기능에 미치는 영향

  • 이명희
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제15권3호
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    • pp.202-222
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    • 2003
  • Chronic upper extremity hemiparesis is a leading cause of functional disability after stroke. The purpose of this study were to identify effects of a 6weeks repetitive bilateral arm training on upper motor function and the reorganization of motor network. Four chronic stroke patients participated in this study. They performed for 6 consecutive weeks, 3 days a week, 30 minutes a day. In the single group study, four 5-minute periods per session of bilateral arm training were performed with the use of a custom-designed arm training machine. The results of this study was as follows. 1. Following the 6weeks period of RBAT, patient exhibited a improvement in FMA and BBT. 2. Following the 6weeks period of RBAT, it showed improvement in reaching time, symbol digit substitution and finger tapping speed of KCNT. 3. fMRI activation after RBAT showed a focal map in lesional cortical area and perilesional motor areas. These fMRI data suggest that hemodynamics response to RBAT reflect sensorimotor reorganization in contralateral hemisphere. In conclusion, these date suggest that improved upper extremity function induced by repetitive bilateral arm training after stroke is associated with reorganization of motor network as a neural basis for the improvement of paratic upper extremity function.

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뇌가소성과 뇌졸중 재활 (Brain Plasticity and Stroke Rehabilitation)

  • 김식현
    • PNF and Movement
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    • 제6권2호
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    • pp.39-50
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    • 2008
  • Purpose : This article reviewed the advances in the understanding of the effect of motor rehabilitation and brain plasticity on functional recovery after CNS damage. Methods : This is literature study with Pubmed, Medline and Science journal. Results : The inability of CNS neurons to regenerate is largely associated with nonneuronal aspects of the CNS environment. Especially, this neuronal growth inhibition is mediated by myelin associated glycoprotein, olygodendrocyte-myelin glycoprotein, and NOGO. Enriched environment, motor learning, forced limb use have been utilized in scientific studies to promote functional reorganization and brain plasticity. Especially, enriched environment and motor enrichment may prime the brain to respond more adaptively to injury, in part by expressed neurotrophic factors. Conclusions : These reviews suggest that activity-induced neural plasticity occur in damaged brain areas in order to functional reorganization, where it could contribute to motor recovery, and represent a target for stroke rehabilitation.

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The prediction of interest rate using artificial neural network models

  • Hong, Taeho;Han, Ingoo
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 1996년도 춘계공동학술대회논문집; 공군사관학교, 청주; 26-27 Apr. 1996
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    • pp.741-744
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    • 1996
  • Artifical Neural Network(ANN) models were used for forecasting interest rate as a new methodology, which has proven itself successful in financial domain. This research intended to construct ANN models which can maximize the performance of prediction, regarding Corporate Bond Yield (CBY) as interest rate. Synergistic Market Analysis (SMA) was applied to the construction of models [Freedman et al.]. In this aspect, while the models which consist of only time series data for corporate bond yield were devloped, the other models generated through conjunction and reorganization of fundamental variables and market variables were developed. Every model was constructed to predict 1,6, and 12 months after and we obtained 9 ANN models for interest rate forecasting. Multi-layer perceptron networks using backpropagation algorithm showed good performance in the prediction for 1 and 6 months after.

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인식론의 신경 생물학적 고찰 및 수학 활동과 관련된 두뇌의 활성화 (Neurobiological Aspects of Epistemology and Brain Areas related to Mathematical Activities)

  • 김연미
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제20권1호
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    • pp.21-43
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    • 2010
  • 본고에서는 인식론의 여러 분야인 선천주의(nativism), 경험주의(empiricism), 구성주의(constructivism) 등이 신경생물학적으로 어떻게 대응되어 나타나는가를 고찰하고, 그들 주장의 장단점을 살펴본다. 두 번째로 위의 이론들을 통해 수학교육의 기본이 되는 수인지(numerical/mathematical cognitipn) 분야를 소개하고 현재 연구 동향과 수학교육에의 적용을 모색한다. 이어서 fMRI 등의 뇌영상 촬영기법 등을 통해 현재까지 알려진 기초 대수적 활동과 관련된 두뇌 영역을 확정해보고자 한다.

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수학적 사고력에 관한 인지신경학적 연구 개관 (A Review of the Neurocognitive Mechanisms for Mathematical Thinking Ability)

  • 김연미
    • 인지과학
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    • 제27권2호
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    • pp.159-219
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    • 2016
  • 수학적 사고력은 STEM(science, technology, engineering, mathematics) 분야에서의 학업적인 성취와 과학기술의 혁신에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 학제 간 연구 분야인 수 인지(numerical cognition) 및 수학적 인지와 관련된 최근의 인지신경학적 연구 결과들을 종합하여 개관하였다. 첫째로 수학적 사고의 기초가 되는 뇌 기제의 위치와 정보처리 메커니즘을 확인하였다. 수학적 사고는 영역 특정적(domain specific)인 기능인 수 감각과 시공간적 능력뿐만 아니라 영역 일반적(domain general)인 기능인 언어, 장기기억, 작업 기억(working memory) 등을 기초로 하며 이를 토대로 추상화, 추론 등의 고차원적인 사고를 한다. 이 중에서 수 감각과 시공간적 능력은 두정엽(parietal lobe)을 기반으로 한다. 두 번째로는 수학적 사고 능력에서 관찰되는 개인 차이에 대하여 고찰하였다. 특히 수학 영재들의 신경학적인 특성을 신경망 효율성(neural efficiency)의 관점에서 고찰해 보았다. 그 결과 높은 지능이란 두뇌가 얼마나 많이 일하느냐가 아니라 얼마나 효율적으로 일하는가에 달렸다는 사실을 확인하였다. 수학 영재들의 또 다른 특성은 좌반구와 우반구 간의 연결과 반구 내에서 전두엽과 두정엽의 연결이 뛰어나다는 사실이다. 세 번째로는 학습과 훈련, 그리고 성장에 따른 변화 및 발전에 대한 분석이다. 개인이 성장하며, 수학 학습과 훈련을 하게 될 때 이에 따라 두뇌 피질에서도 변화가 반영되어 나타난다. 그 변화를 피질에서의 활성화 수준의 변화, 재분배, 구조적 변화라는 관점에서 해석하였다. 이 중에서 구조적 변화는 결국 신경 가소성(neural plasticity)을 의미한다. 마지막으로 수학적 창의성은 수학적 지식(개념)을 기초로 하여 수학적 개념들을 결합하는 단계가 요구되며, 그 후 결합된 개념들 중에서 심미적인 선택을 통해 수학적 발명(발견)으로 연결된다. 전문성이 높아질수록 결합과 선택이라는 두 단계가 더욱 중요해진다.

신경가소성 원리를 이용한 강제유도운동치료에 대한 고찰: 경직성 편마비형 뇌성마비 아동을 대상으로 (A Review of the Plasticity and Constraint Induced Movement Therapy : Children With Spastic Hemiplegic Cerebral Palsy)

  • 조상윤
    • 재활치료과학
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    • 제2권1호
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    • pp.13-23
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    • 2013
  • 강제유도운동치료는 최근 신경재활 분야에서 가장 주목 받고 있는 상지 재활 치료방법 중 하나로 하루 6시간씩 주 5일 2주간 강도 높은 훈련을 환측 팔에 제공하고, 건측의 사용을 억제하기 위해 깨어 있는 시간의 90%를 구속하는 치료방법이다. 최근에는 전통적인 강제유도운동치료의 임상적 한계를 바탕으로 수정된 강제유도운동치료가 많이 적용되고 있다. 수정된 강제유도운동치료는 하루 5시간씩 주 5일, 10주간 건측을 억제하고 하루 30분간 손상측을 치료하는 방법이다. 이는 일상생활 수행 평가인 소아 운동 활동 측정표(Pediatric Motor Activity Log; PMAL)와 상지 질적 평가(Quality of Upper Extremities Skills Test; QUEST), 환측의 상지 기능을 평가하는 멜버른 상지 평가(Melbourne Assessment of Unilateral Upper Limb Function; MAULF), 환측과 건측의 양손 협응을 보기 위한 Assisting Hand Assessment(AHA)를 통해 강제유도운동치료의 효과를 입증하였다. 본 고찰에서는 강제유도운동치료 적용 후, 신경학적 변화를 살펴본 연구를 중점적으로 분석하였다. 경직성 편마비형 뇌성마비 아동에게 강제유도운동치료 또는 수정된 강제유도운동치료를 적용한 결과, 신체부분의 움직임의 양에 따라 대뇌피질에 나타나는 신체 부위의 크기가 변한다는 것을 보여주었다. 또한 반대측 운동피질의 활성을 증가시켜주고, 동측 피질의 활성을 감소시켜 신경재조직에 영향을 주기 때문에 강제유도운동치료는 신경가소성의 원리를 이용한 상지 재활 치료 방법이라 하겠다.

fMRI를 이용한 성인 편마비의 항조절점 운동이 대뇌피질의 활성화에 미치는 효과 (The Effect on Activity of Cerebral Cortex by Key-point Control of The Adult Hemiplegia with fMRI)

  • 이원길
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제15권3호
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    • pp.295-345
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    • 2003
  • This study investigated activation of cerebral cortex in patients with hemiplegia that was caused by neural damage. Key-point control movement therapy of Bobath was performed for 9 weeks in 3 subjects with hemiplegia and fMRI was used to compare and analyze activated degree of cerebral cortex in these subjects. fMRI was conducted using the blood oxygen level-dependent(BOLD) technique at 3.0T MR scanner with a standard head coil. The motor activation task consisted of finger flexion-extension exercise in six cycles(one half-cycles = 8 scans = $3\;sec{\times}\;8\;=\;24\;sec$). Subjects performed this task according to visual stimulus that sign of right hand or left hand twinkled(500ms on, 500ms off). After mapping activation of cerebral motor cortex on hand motor function, below results were obtained. 1. Activation decreased in primary motor area, whereas it increased in supplementary motor area and visual association area(p<.001). 2. Activation was observed in bilateral medial frontal gyrus, middle frontal gyrus of left cerebrum, inferior frontal gyrus, inter-hemispheric, fusiform gyrus of right cerebrum, superior parietal lobule of parietal lobe and precuneus in subjedt 1, parahippocampal gyrus of limbic lobe and cingulate gyrus in subject 2, and inferior frontal gyrus of right frontal lobe, middle frontal gyrus, and inferior parietal lobule of left cerebrum in subject 3 (p<.001). 3. Activation cluster extended in declive of right cellebellum posterior lobe in subject 1, culmen of anterior lobe and declive of posterior lobe in subject 2, and dentate gyrus of anterior lobe, culmen and tuber of posterior lobe in subject 3 (p<.001). In conclusion, these data showed that Key-point control movement therapy of Bobath after stroke affect cerebral cortex activation by increasing efficiency of cortical networks. Therefore mapping of brain neural network activation is useful for plasticity and reorganization of cerebral cortex and cortico-spinal tract of motor recovery mechanisms after stroke.

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Action Observation and Cortical Connectivity: Evidence from EEG Analysis

  • Kim, Sik-Hyun;Cho, Jeong-Sun
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제28권6호
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    • pp.398-407
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    • 2016
  • Purpose: The purpose of this study was to examine the changes in electroencephalogram (EEG) coherence and brain wave activity for first-person perspective action observation (1AO) and third-person perspective action observation (3AO) of healthy subjects. Methods: Thirty healthy subjects participated in this study. EEG was simultaneously recorded during the Relax period, the 1AO, and the 3AO, with event-related desynchronization (ERD) and coherence connectivity process calculations for brain wave (alpha, beta and mu) rhythms in relation to the baseline. Results: Participants showed increased coherence in beta wave activity in the frontal and central areas (p<0.05), during the 1AO using right-hand activity. Conversely, the coherence of the alpha wave decreased statistically significantly decreased in the frontocentral and parieto-occipital networks during the observation of the 1AO and the 3AO. The ERD values were larger than 40% for both central regions but were slightly higher for the C4 central region. The high relative power of the alpha wave during 1AO and 3AO was statistically significantly decreased in the frontal, central, parietal, and occipital regions. However, the relative power of the beta wave during 1AO and 3AO was statistically significantly increased in the parietal and occipital regions. Especially during 1AO, the relative power of the beta wave in the C3 area was statistically significantly increased (p<0.05). Conclusion: These findings suggest that 1AO and 3AO action observations are relevant to modifications of specific brain wave coherence and ERD values. EEG cortical activity during action observation may contribute to neural reorganization and to adaptive neuroplasticity in clinical intervention.

반복적 양측 운동학습에 따른 대뇌 및 소뇌 피질 활성화 (Activations of Cerebral and Cerebellar Cortex Induced by Repetitive Bilateral Motor Excercise)

  • 태기식;송성재;김영호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.139-147
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    • 2007
  • The aim of this study was to evaluate effects of short-tenn repetitive-bilateral excercise on the activation of motor network using functional magnetic resonance imaging (fMRI). The training program was performed at 1 hr/day, 5 days/week during 6 weeks. Fugl-Meyer Assessments (FMA) were performed every two weeks during the training. We compared cerebral and cerebellar cortical activations in two different tasks before and after the training program: (1) the only unaffected hand movement (Task 1); and (2) passive movements of affected hand by the active movement of unaffected hand (Task 2). fMRI was performed at 3T with wrist flexion-extension movement at 1 Hz during the motor tasks. All patients showed significant improvements of FMA scores in their paretic limbs after training. fMRI studies in Task 1 showed that cortical activations decreased in ipsilateral sensorimotor cortex but increased in contralateral sensorimotor cortex and ipsilateral cerebellum. Task 2 showed cortical reorganizations in bilateral sensorimotor cortex, premotor area, supplemetary motor area and cerebellum. Therefore, this study demonstrated that plastic changes of motor network occurred as a neural basis of the improvement subsequent to repetitive-bilateral excercise using the symmetrical upper-limb ann motion trainer.