• 제목/요약/키워드: Statistical Parametric mapping SPM2

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주의력 결핍 과잉행동장애(ADHD) 어린이 $^{99m}Tc-ECD$ Brain SPECT Image의 SPM을 이용한 분석 (Analysis of $^{99m}Tc-ECD$ Brain SPECT Images for ADHD in Children Using Statistical Parametric Mapping (SPM))

  • 박성옥;신동호;권수일;이명훈;조철우;윤석남;오은영
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권2호
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    • pp.141-148
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    • 2003
  • 정상적인 어린이와 ADHD 질환군 어린이와의 뇌혈류 상태를 비교하기 위하여 SPECT 영상을 획득하고, 정량적 분석 방법으로 유의수준별 혈류의 증가 또는 감소가 나타나는 클러스터(cluster)의 분포변화와 증가 또는 감소율의 변화를 조사하고자 한다. 64명의 어린이 ADHD환자군과 12명의 정상군에 대하여, Multi SPECT 3 (Simens) camera를 이용하여 방사성의약품 $^{99m}Tc-ECD$를 정맥 주사후 30분에 영상을 획득하고, 뇌혈류 상태를 통계적 파라미터 지도작성법(SPM99)으로 분석하였다 정상 어린이군에 대한 ADHD환자군의 뇌혈류 증가와 감소부위의 분포와 비교하기 위하여 통계적 유의수준 P<0.001부터 P<0.05범위에서 나타내었다. ADHD환자군의 뇌혈류 증가부위로 유의수준 P<0.003에서 P<0.01까지 대상회전에서 나타나기 시작하였으며, p<0.03에서 우측의 대뇌후엽, p<0.05에서는 소뇌 좌측상부 등 3개의 클러스터가 나타났다. 대상회전에서, 정상군에 비하여 ADHD 질환군이 평균 19.83%의 혈류증가율을 나타내었으며, 32명의 ADHD 환자는 19.83%이상 증가되었다. 대뇌 우측후엽에서는 정상군보다 평균 19.61%가 증가되었고, 환자 수는 36명이었다. 그리고 소뇌의 좌측상부에서는 평균18.72%의 증가율을 나타냈으며, 평균 증가율보다 더 많은 증가율을 나타내고 있는 ADHD 환자는 34명이었다. 각각의 클러스터에서 혈류 증가율과 환자 수는 유의수준의 변화에 영향을 받지 않았다. 뇌혈류감소의 경우, 유의수준 P<0.002에서 좌측의 대뇌전엽에서 감소를 나타내는 클러스터가 나타나기 시작하여, 유의수준 P<0.01까지 좌, 우의 대뇌전엽, 좌측의 대뇌 전장(claustrum). 우측의 대뇌측엽 등에서 감소된 클러스터가 뚜렷하게 나타났다. 좌측의 대뇌전엽에서 정상군에 비하여 18.79%가 감소되었고, ADHD환자중 36명은 18.7%이상 감소되었다. 좌측의 대뇌 전장에서는 18.41%가 감소되었고, 33명의 ADHD환자는 18.41%이상 감소되었다. 혈류의 감소율과 환자수는 유의수준 값의 변화에 영향을 받지 않았다.

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통계적 파라미터지도 작성법(SPM)을 이용한 남여별 ADHD환자의 뇌 SPECT 영상비교분석 (Analysis of $^{99m}Tc-ECD$ Brain SPECT images in Boys and Girls ADHD using Statistical Parametric Mapping(SPM))

  • 박성옥;권수일
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제27권3호
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    • pp.31-41
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    • 2004
  • 남,여 ADHD환자별 뇌혈류 상태를 비교분석하기 위하여 SPECT 영상을 획득하고, 유의수준에 따른 클러스터(cluster)의 분포변화와 혈류량 증가율과 감소율의 변화를 조사하였다. 남자 어린이 ADHD환자군 51명과 정상군 8명, 여자 어린이 ADHD환자군 13명과 정상군 4명에 대하여. Multi SPECT3 camera를 이용하여 $^{99m}Tc-ECD$를 정맥 주사후 30분에 영상을 획득하고, 뇌혈류 상태를 통계적 파라미터 지도작성법(SPM)으로 분석하였다. 정상 어린이군에 대한 남,여 환자군의 뇌혈류 증가와 감소부위의 분포를 통계적 유의수준 P<0.001부터 P<0.05 범위에서 나타내었다. 남자 어린이 ADHD환자군에서 유의수준 P<0.02에서부터 P<0.05까지 대상회전(post. cingurate gyrus)에서만 혈류가 증가되었다. 증가율의 변화는 유의수준에 영향을 받지 않았으며, 정상군보다 환자군은 평균 15.84%가 증가되었다. 여자의 경우, P<0.003에서 소뇌후엽 중앙상부, P<0.005에서 소뇌 중앙후엽과 좌측 대뇌변연엽(limbic lobe)에서 혈류증가 클러스터가 나타났다. P<0.009에서 P<0.01까지는 좌측대뇌 측두엽에서, P<0.02에서는 우측 대뇌측두엽과 좌측 대뇌 두정엽에서 혈류증가 클러스터가 나타났으며, 각 클러스터에서 평균 $24.68{\sim}31.25%$의 혈류증가율을 나타내었다. 남자 ADHD 질환군의 혈류 감소는 P<0.004에서 좌측의 대뇌 도이랑(Insula gyrus), P<0.005에서는 우측 대뇌 측두엽, P<0.007에서는 우측대뇌 전두엽, P<0.009에서 P<0.01까지는 좌측 대뇌전두엽 그리고 P<0.02에서는 대뇌전두엽 중앙이랑에서 혈류감소 클러스터가 나타났다. 혈류 감소율은 유의 수준에 의해 영향을 받지 않았으며 평균 $15.21{\sim}16.64%$의 감소율을 나타내었다. 여자어린이 ADHD환자에서는 P<0.001에서 좌측 대뇌렌즈핵(lentiform nucleus)에서만 감소되었으며, P<0.003에서는 좌우 대뇌렌즈핵에서 모두 감소되었고 P<0.005에서 P<0.01까지는 좌우의 렌즈핵 외 좌측 대뇌 측두엽이랑등 3개의 감소 클러스터가 나타났다. P<0.03에서는 좌측 대뇌두정엽과 전두엽에서 감소되었고, 평균 $30.57{\sim}30.84%$의 혈류감소율을 나타내었다. 혈류감소율은 유의수준의 변화에 영향을 받지 않았다. ADHD환자의 뇌혈류증가, 감소율이 남자보다 여자환자에서 2배 정도가 많았고, 혈류 증가와 감소클러스터분포의 차이가 있는 것으로 나타나, ADHD환자의 분석은 남, 여별로 구분하여야 할 필요가 있다고 판단된다.

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A Comprasion of the Activation of Mirror Neurons Induced by Action Observation between Simple and Complex Hand Movement

  • Lee, Mi Young;Kim, Ju Sang
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제31권3호
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    • pp.157-160
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    • 2019
  • Purpose: We compared the activation pattern of the mirror neurons (MN) between two types of hand movement according to action observation using functional MRI. Methods: Twelve right-handed healthy subjects (5 male and 7 female, mean age $21.92{\pm}2.02years$) participated in the experiment. During fMRI scanning, subjects underwent two different stimuli on the screen: 1) video clips showing repeated grasping and releasing of the ball via simple hand movement (SHM), and (2) video clips showing an actor performing a Purdue Pegboard test via complex hand movement (CHM). paired t-test in statistical parametric mapping (SPM) was used to compare the activation differences between the two types of hand movement. Results: CHM as compared with the SHM produced a higher blood oxygen level dependent (BOLD) signal response in the right superior frontal gyrus, left inferior and superior parietal lobules, and lingual gyrus. However, no greater BOLD signal response was found by SHM compared with CHM (FWE corrected, p<0.05). Conclusion: Our findings provided that the activation patterns for observation of SHM and CHM are different. CHM also elicited boarder or stronger activations in the brain, including inferior parietal lobule called the MN region.

화소 기반 형태분석 방법을 이용한 알츠하이머 치매환자의 회백질 용적감소의 정량적 분석 (A Voxel-Based Morphometry of Gray Matter Reduction in Patients with Dementia of the Alzheimer's Type)

  • 임현국;최은형;이창욱
    • 생물정신의학
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    • 제15권2호
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    • pp.118-125
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    • 2008
  • Objectives : The purpose of this study was to find brain regions in which gray matter volume was reduced and to show the capability of voxel-based morphpmetry(VBM) analysis for lateralizing clinically significant brain regions in dementia of Alzheimer's type patients compared to healthy group. Methods : MR T1-weighted images of the 20 dementia of Alzheimer's type patients were compared with those of the 20 normal controls. Images were transformed to standard MNI space. In order to observe gray matter volume change. Gray matter was smoothed with a Gaussian kernel. After these preprocessing, statistical analysis was performed using statistical parametric mapping software(SPM2). Results : Gray matter volume was significantly reduced in the bilateral parahippocampal gyri, Lt. anterior cingulate gyrus, Lt. posterior cingulate gyrus, bilateral superior temporal gyri Lt. middle temporal gyrus, Lt. superior, bilateral middle, Rt. anterior frontal gyri and Rt. precuneus in dementia of Alzheimer's type patient group. Conclusions : These VBM results confirm previous findings of temporal lobe and limbic lobe atrophic changes in dementia of Alzheimer's type, and suggest that these abnormalities may be confined to specific sites within that lobe, rather than showing a widespread distribution.

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통계적 파라미터를 이용한 Parkinsonism의 Metabolic pattern 분석 (Different Metabolic Patterns of Parkinsonism: Analysed by Statistical Parametric Mapping)

  • 주라형;김재승;최보영;문대혁;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권2호
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    • pp.108-123
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    • 2003
  • IPD와 MSA, PSP환자를 SPM2를 이용하여 정상인과 환자그룹간 비교를 시행하여 국소 뇌 당대사의 분포에 대한 통계적 뇌 지도를 구현하고, 이 통계적 뇌 지도를 기본 패턴으로 하여 IPD와 APD를 분류하는데 유용하게 활용하고, SPM 방법으로 진단하였을 때의 민감도와 특이도를 알아보고자 한다 $^{18}$ F-FDG PET 영상에서 24명의 Parkinsonism 환자를 신경과 분류에 의해 IPD, MSA, PSP 환자로 구분하여 뇌 신경계질환에 대한 병력이 없는 같은 연령 대 22명의 정상인과 비교하고 환자 그룹 간 비교를 시행하여 SPM 방법과 육안 판독으로 분석하고 대사저하 부위를 통계적 뇌 지도로 구현하여 국소화하였다. 18F-FDG PET에서 IPD로 진단된 8명의 환자를 동일한 PET 표준공간으로 이동하여 정상인과 비교한 결과 전두엽에서 75% (8명중 6명), 두정엽에서 38% (8명중 3명), 측두엽에서 50% (8명중 4명)가 감소한 패턴을 보였고, MSA로 진단된 9명의 환자는 미상핵 보다 조가비핵에서 44% (9명중 4명), 뇌교(pons)에서 56% (9명중 5명)가 감소한 패턴을 보였고 전두엽에서 56% (9명중 5명), 두정엽과 측두엽에서 33% (9명중 3명), 소뇌에서 44% (9명중 4명)가 감소한 패턴을 보였다. PSP에서는 선조체와 전두엽에서 57% (7명중 4명), 측두엽에서 29% (7명중 2명), 두정엽에서 14% (7명중 1명)가 SPM으로 분석한 결과 뇌 당대사가 줄어든 패턴을 보였다. 조가비핵(Z=3.5), 뇌교(Z=3.3) 그리고 소뇌(Z=3.2)에서 IPD보다 MSA에서 감소된 뇌 패턴을 보여 MSA와 IPD를 구별할 수 있는 요인으로 결정할 수 있었고 대상회(Z=2.7), 조가비핵(Z=3.3), 시상(Z=3.9) 그리고 중뇌(Z=2,6)가 IPD 보다 PSP에서 감소된 패턴을 보여 PSP와 IPD를 구별할 수 있는 요인으로 결정할 수 있었다. SPM2를 이용하여 분석한 결과 IPD에서는 민감도 75%, 특이도 100%, MSA에서는 민감도 100%, 특이도 75%, PSP에서 민감도 86%, 특이도 94%로 $^{18}$ F-FDG PET에서 통계적 뇌 지도를 기본 패턴으로 IPD와 APD를 분류하는데 SPM 방법이 유용한 결과를 보였다.

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정상 성인에서 남녀의 소뇌 구조 차이 (Sex Differences in Cerebellar Structure of Healthy Adults)

  • 김지현;배수진;류근택;강민성;임수미;이선호;이소진;고은;정도언
    • 생물정신의학
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    • 제19권2호
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    • pp.77-83
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    • 2012
  • Objectives : Although there have been studies that examine sex differences of the brain structures using magnetic resonance imaging, studies that specifically investigate cerebellar structural differences between men and women are scarce. The purpose of current study was to examine sex differences in structures of the cerebellum using cerebellar template and cerebellum analysis methods. Methods : Sixteen men and twenty women were included in the study. A MATLAB based program (MathWorks, Natick, MA, USA), Statistical Parametric Mapping 5 (SPM5) using the spatially unbiased infra-tentorial atlas template (SUIT) as the cerebellum template, was used to analyze the brain imaging data. Results : There was no significant difference in age between men (mean age=28.1) and women (mean age=27.2). Men showed higher gray matter density than women in two left cerebellar areas including the clusters in the lobules IV and V (a cluster located across the lobules IV and V), and the lobule VIIIb (lobules IV and V, t=4.75, p<0.001 ; lobule VIIIb, t=3.08, p=0.004). Conclusions : The current study found differences in cerebellar gray matter density between men and women. The current study holds its significance for applying the template specifically developed for the analysis of cerebellum.

약물에 노출되지 않은 공황장애 환자들에서 인지행동치료 후 뇌혈류 변화에 대한 예비연구 (Preliminary Study for Changes in Brain Perfusion in the Drug-Naive Patients with Panic Disorder with SPECT Following Cognitive-Behavioral Therapy)

  • 김정범;신영아;채정호;장은진;류설영;원경숙;전석길;정용안
    • 대한불안의학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.148-156
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    • 2008
  • Objective : Although cognitive-behavior therapy (CBT) is effective in patients with panic disorder, its the-rapeutic mechanism of action in the brain remains unclear. This study was performed to investigate regional blood flow changes associated with successful completion of CBT in drug-naive patients with panic disorder. Method : The regional blood flow in 4 patients with panic disorder was compared to that in 11 healthy controls before and after a 12-week group CBT using $^{99m}Tc$-ECD SPECT imaging. Psychopathology was assessed using Panic Disorder Severity Scale. Data were analyzed using software for statistical parametric mapping (SPM2). Results : Before CBT, significantly decreased blood flow was found in the parietal and occipital area in panic patients than normal volunteers. In all the patients who showed remission after CBT, increased blood flow was detected in the right cingulate gyrus, left lingual gyrus, and left superior parietal lobule, whereas decreased blood flow was seen in the left inferior temporal gyrus. Conclusion : These results suggested that CBT is effective for panic disorder and change the activity of cingulate gyrus and left temporal gyrus, a part of the brain areas associated with fear in panic disorder.

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지능 저하를 동반한 두부외상 환자에서 뇌혈류 및 혈류예비능의 변화 (Alterations of Cerebral Blood Flow and Cerebrovascular Reserve in Patients with Chronic Traumatic Brain Injury Accompanying Deteriorated Intelligence)

  • 송호천;범희승
    • 대한핵의학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.183-198
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    • 2000
  • 목적: 두부외상을 받은 후 뇌실질의 해부학적인 병변이 없음에도 불구하고 인지 및 정신운동성 기능장애 등을 호소하는 환자가 많지만 아직 그 병태 생리가 밝혀지지 않고 있다. 연구자는 두부외상 후 해부학적 뇌 병변이 없으면서도 지능저하를 보인 환자에서 국소 뇌혈류(regional cerebral blood flow, CBF) 및 국소 혈류예비능(regional cerebrovascular reserve, CVR) 이상이 있는 지를 알아보고, 지능저하와 관련된 뇌영역을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법: 두부외상을 받은 후 지능저하를 호소하고, 만성기에 시행한 뇌 MRI에서 유의한 대뇌피질의 이상소견이 없었던 30명으로 남자 16명과 여자 14명이었으며, 평균연령은 $34{\pm}12$세였다. 대조군을 19명으로 남자 9명과 여자 10명이었으며, 평균연령은 $44{\pm}17$세였다. 휴식기에 Tc-99m HMPAO 925 MHq를 주사하고 5분째 뇌혈류 SPECT를 촬영하였으며, 촬영 도중 아세타졸아미드 1 g을 3분간 주사하였다. 첫 촬영이 끝난 직후 다시 Tc-99m HMPAO 925 MBq를 주사하여 같은 방법으로 뇌부위를 촬영하였다. 지능검사는 한국판-웩슬러 성인용 지능검사(K-WAIS)를 사용하여 언어성과 동작성에 관련된 11가지 소검사를 시행하였다. 각 소검사 별 비정상 점수를 보인 환자군과 정상 대조군간 유의한 CBF 차이를 윈도우용 SPM'97로 비교분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) 모든 언어성 소검사는 좌측 대뇌반구에서 CBF 감소를 보였고, Wernicke 영역과 모두 관련이 있었고 Broca 영역과 관련을 보인 어휘문제를 포함하여 기본지식문제와 숫자외우기는 전두엽, 측두엽 그리고 두정엽과도 관련이 있었다. 우측 대뇌반구에 추가로 CBF 감소를 보인 경우는 기본지식문제, 숫자외우기, 어휘문제와 공통성문제로 전두엽, 측두엽 그리고 두정엽에서 CBF가 감소를 보였다. 2) 동작성 검사에서 CBF 감소는 주로 우측 대뇌반구에서 관찰되었다. 우측 상측두회 후면과 상연회, 운동전 피질, 그리고 일차적 체운동피질과, 우측 전두전야 일부에서 관련이 있었고, 좌측 전두엽과 상연회 일부에서 CBF 감소가 있었다. 3) CVR 감소는 전체적으로 총 64개 뇌영역에서 관찰되었다. 언어성 검사에서 주로 양측 전두엽과 측두엽에서 관찰되었다. 기본지식문제만 양측 하두정회와 후두엽에서 추가로 CVR 감소가 관찰되었다. 동작성 검사에서 주로 양측 전두전야와 상, 중측두회와 관련이 있었다. 결론: 두부외상 후 대뇌피질의 형태학적 손상을 발견할 수 없었던 경미한 손상에서도 CBF 뿐만 아니라 CVR의 감소를 초래되며, 지능 저하와 관련이 있음을 알 수 있었다. 이러한 지능 저하는 특정한 뇌영역과 관련되어 있음을 밝혔다.

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생명현상에 관한 과학적 의문 생성 과정에서 나타나는 생물학자의 두뇌 활성 양상 (The Biologists' Boon Activation Patterns during the Generation of Scientific Questions on Biological Phenomena)

  • 권용주;정진수;이준기;양일호
    • 한국과학교육학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.84-92
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    • 2007
  • 이 연구는 생물학자들이 생물학 현상에서 과학적 의문을 생성할 때 나타나는 두뇌의 활성을 분석하고자했다. 이를 위해서 10개의 의문 생성 과제를 개발하여 8명의 생물학자들에 투입하였고, 의문 생성 과정에서 fMRl를 통해 생물학자들의 두뇌 활성을 측정하여 분석하였다. 그 결과, 방추이랑, 전안구운동 영역, 소뇌, 좌측 전두엽, 좌우측 해마와 대상이랑, 복외측전 두피질부 등이 특징적으로 활성화되었다. 이것은 과학적 의문을 생성하는 과정에서 생물학자들의 뇌는 주어진 생물학 현상을 상세히 분석하였고, 언어적 전략을 사용하였으며, 현재의 현상과 비교하기 위해서 과거의 경험상황과 선지식 등의 장기기억을 인출하고 표상했다고 할 수 있다. 특히 복외측전 두피질부의 활성은 의문 생성 과정에서 뇌가 인지적 갈등 및 부조화 단계를 거쳤음을 보여주었다고 할 수 있다.

3.0T 자기공명영상장치를 이용한 사람의 간지럼자극과 감각중추 자극의 활성화 차이 (Difference of fMRI between the Tickling and Sensory Stimulation Using 3.0 Tesla MRI)

  • 강현수;임기선;한동균
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.286-294
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    • 2010
  • 기능적 자기공명영상법(fMRI)을 이용하여 일반 감각 자극과 다른 간지럼 자극 과제를 수행 할 때 대뇌 감각중추 신경 연결망을 규명하고, 간지럼이 웃음의 기전과 어떤 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 건강한 성인 남녀 16명(평균 : 28.9세)을 대상으로 두 종류의 감각 자극 과제 수행동안 3.0T 자기공명영상장치를 사용하여 기능적 자기공명영상을 얻었다. 감각 자극은 피험자마다 역균형화하여 제시되었으며, 블록 설계로 자극 제시와 영상 획득이 이루어졌다. 획득된 영상 데이터는 SPM 99 분석하였으며, 개별 분석과 그룹 분석을 실시하였다. 개별 분석 결과 두 과제 모두 체감각 영역의 활성화가 관찰되었고, 간지럼 자극 조건은 감각자극 조건에 비해 베리니케 영역(BA40)에서 더 많은 활성화를 보였다. 또한, 그룹 분석결과 일반 감각 조건에서는 양쪽 체감각 피질 영역(BA 1,2,3)이 활성화되었으며, 간지럼 조건에서는 양쪽 체감각 피질 뿐만 아니라 시상, 대상회, 대뇌섬엽 영역에서 커다란 활성화를 보였다. 간지럼 자극에서 감각자극을 뺀 결과에서는 우측 대상회와 좌측 MFG 영역 및 좌측섬엽 에서 유의미한 활성화를 보였다. 촉각을 통한 간지럼자극을 인지하는 대뇌영역에 대해 검증하였고, 간지럼과 같은 가장 원초적인 자극이 다양한 사회적 활동에서 중요한 기능을 담당하는 웃음과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다.