• Applied Microscopy
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• 제24권4호
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• pp.32-40
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• 1994

This study was undertaken to study the morphological changes of rat synapses during early postnatal periods. Neonatal rats were grouped by 1st, 2nd, 3rd, 4th and 6th postnatal weeks, and we observed the ultrastructural pattern of the synapses in the external plexiform layer of olfactory bulbs by electron microscopy. The results were as follows; 1. The numbers of synapses, lengths of synaptic thickenings and amounts of synaptic vesicles were markedly increased in the external plexiform layer during four postnatal weeks. 2. There was a tendency of increasing the proportion of the asymmetric synapse and the curved synapses during maturation. From the above results, it is suggested that the size of synapse is increasing during maturation, and at the same time the asymmetric synapses are formed from the symmetric type and the curved synapses are from the plane type.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제5권6호
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• pp.457-466
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• 2001

Glutamate is the most common excitatory amino acid in the brain. Responsiveness of dendrites to the glutamate greatly varies depending on the application sites. Especially, a point of the maximal response to the glutamate of the dendrite is called as 'hot spot'. In our experiment, the responsiveness of the hot spot to the glutamate was investigated in the CA1 pyramidal neuron of the rat hippocampal slice. CNQX, the antagonist of AMPA receptor, blocked 95% of membrane current to the glutamate focal application $(I_{gl}).$ Train ejection of glutamate on one point of the dendrite increased or decreased the amplitude of $I_{gl}$ with the pattern of train, and the changes were maintained at least for 30 min. In some cases, glutamate train ejection also induced calcium dependent action potentials. To evoke long-term change of synaptic plasticity, we adopted ${\theta}-burst$ in the glutamate train ejection. The ${\theta}-burst$ decreased the amplitude of glutamate response by 60%. However, after ${\theta}-burst$ glutamate train ejection, the calcium dependent action potential appeared. These results indicated that the focal application of glutamate on the neuronal dendrite induced response similar to the synaptic transmission and the trains of glutamate ejection modulated the change of AMPA receptor.

• 한국안광학회지
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• 제18권4호
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• pp.533-540
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• 2013

목적: 본 연구에서는 발생 중[태어난 지 5일(P5), 10일(P10)] 마우스 망막의 ON-OFF 방향특이성 신경절세포 수상돌기 상에서 NMDA R1 수용체의 시냅스 패턴을 연구하고자 하였다. 방법: ON-OFF 방향특이성 신경절세포는 Lucifer yellow를 주사하여 형태학적 특징으로 동정하였다. 이극세포로부터의 글루타메이트의 흥분성 유입을 확인하기 위해 membrane traffic motor 단백질 마커인 kinesin을 이용하였다. 결과: 본 연구에서 P5, P10의 ON-OFF 방향특이성 신경절세포를 동정할 수 있었으며, NMDA R1의 면역반응반점은 내망상층에서 강하게 나타났다. ON-OFF 방향특이성 신경절세포의 수상돌기상의 수용체의 분포패턴에서 방향특이성을 예측할 수 있는 어떠한 비대칭성도 발견하지 못하였다. 결론: 이극세포로부터의 글루타메이트성 자극유입은 P5, P10 단계에서 모두 균형적으로 유입되며, 방향특이성은 NMDA R1 수용체의 특이적인 패턴에 있지 않음을 밝혔다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제2권3호
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• pp.297-305
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• 1998

This study used in vivo intracellular recording in rat hippocampus to evaluate the effect of lidocaine and MK-801 on the membrane properties and the synaptic responses of individual neurons to electrical stimulation of the commissural pathway. Cells in control group typically fired in a tonic discharge mode with an average firing frequency of $2.4{\pm}0.9$ Hz. Neuron in MK-801 treated group (0.2 mg/kg, i.p.) had an average input resistance of $3.28{\pm}5.7\;M{\Omega}$ and a membrane time constant of $7.4{\pm}1.8$ ms. These neurons exhibited $2.4{\pm}0.2$ ms spike durations, which were similar to the average spike duration recorded in the neurons of the control group. Slightly less than half of these neurons were firing spontaneously with an average discharge rate of $2.4{\pm}1.1$ Hz. The average peak amplitude of the AHP following the spikes in these groups was $7.4{\pm}0.6$ mV with respect to the resting membrane potential. Cells in MK-801 and lidocaine treated group (5 mg/kg, i.c.v.) had an average input resistance of $3.45{\pm}6.0\;M{\Omega}$ and an average time constant of $8.0{\pm}1.4$ ms. The cells were firing spontaneously at an average discharge rate of $0.6{\pm}0.4$ Hz. Upon depolarization of the membrane by 0.8 nA for 400 ms, all of the tested cells exhibited accommodation of spike discharge. The most common synaptic response contained an EPSP followed by early-IPSP and late-IPSP. Analysis of the voltage dependence revealed that the early-IPSP and late-IPSP were putative $Cl^--and\;K^+-dependent$, respectively. Systemic injection of the NMDA receptor blocker, MK-801, did not block synaptic responses to the stimulation of the commissural pathway. No significant modifications of EPSP, early-IPSP, or late-IPSP components were detected in the MK-801 and/or lidocaine treated group. These results suggest that MK-801 and lidocaine manifest their CNS effects through firing pattern of hippocampal pyramidal cells and neural network pattern by changing the synaptic efficacy and cellular membrane properties.

• 전자공학회논문지B
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• 제31B권9호
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• pp.159-165
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• 1994

In this paper, we propose a multi-layer associative neural network structure suitable for hardware implementaion with the function of performance refinement and improved robutst capability. Unlike other methods which reduce network complexity by putting restrictions on synaptic weithts, we are imposing a requirement of hidden layer neurons for the function. The proposed network has synaptic weights obtainted by Hebbian rule between adjacent layer's memory patterns such as Kosko's BAM. This network can be extended to arbitary multi-layer network trainable with Genetic algorithm for getting hidden layer memory patterns starting with initial random binary patterns. Learning is done to minimize newly defined network error. The newly defined error is composed of the errors at input, hidden, and output layers. After learning, we have bidirectional recall process for performance improvement of the network with one-shot recall. Experimental results carried out on pattern recognition problems demonstrate its performace according to the parameter which represets relative significance of the hidden layer error over the sum of input and output layer errors, show that the proposed model has much better performance than that of Kosko's bidirectional associative memory (BAM), and show the performance increment due to the bidirectionality in recall process.

• Applied Microscopy
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• 제25권4호
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• pp.1-8
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• 1995

This study was performed to analyze the morphological changes of synapses during early postnatal periods. Neonatal rats were grouped by 3, 7, 14, 21, 28 and 42day old, and observed the ultrastructural pattern of the synapses in the neostriatum by transmission electron microscope. 1. The number of synapse, the length of postsynaptic thickening and the amount of synaptic vesicles markedly increase during postnatal development 2. The proportion of asymmetric and curved synapses gradually increase by developmental periods. From the above results, it is suggested that the size of synapse increase during post-natal period, and asymmetric synapse are formed from the symmetric type and curved synapse are formed from the plane type.

• 생명과학회지
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• 제21권1호
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• pp.102-109
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• 2011

턱끝혀근은 호흡을 위해 상부기도를 확보하는 중요한 근육이지만 정상적으로 수축하지 못하면 상부기도를 폐쇄함으로써 호흡장애가 생길 수있다. 이것은 턱끝혀근을 지배하는 운동신경원의 연접입력 이상으로 생각하고 있으나 이러한 연접입력에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 흰쥐의 턱끝혀근을 지배하는 운동신경원과 연접하는 억제성 및 흥분성 신경종말의 분포 양식에 대해 분석하고자 하였으며, 이를 위해 신경추적자인 HRP를 주입하여 턱끝혀근 지배 운동신경원을 표식하고, 운동신경원을 세포체와 가지돌기의 근위부, 중간부 및 원위부로 구분한 후, 전자현미경용 연속절편을 제작하여 GABA, glycine 및 glutamate 항체를 사용한 postembedding immunogold histochemistry를 시행하였다. 정량적 분석은 3개의 턱끝혀근 운동신경원에 연접한 622개의 신경종말 중 157개는 세포체에서, 188개는 14개의 가지돌기 근위부에서, 181개는 35개의 가지돌기 중간부에서, 96개는 28개의 가지돌기 원위부에서 각각 연접 양상을 분석하였다. 관찰한 신경종말의 71.9%에서 사용된 3종류의 아미노산에 대한 면역양성반응이 나타났는데 이 중 32.8%는 GABA 또는 glycine에 대한 면역양성반응을 보였고, 39.1%는 glutamate에 대한 면역양성반응을 보였다. GABA 또는 glycine에 대한 면역양성 신경종말 중 14.2%는 glycine에만 면역양성반응을 보였고, 13.3%는 glycine과 GABA에 동시에 면역양성반응을 보였으며, 5.3%만이 GABA에만 면역양성반응을 보였다. 억제성 아미노산에 면역양성반응을 보인 신경종말에는 납작하거나, 타원형 또는 둥근 형태의 연접소포가 함유된 반면, 흥분성 아미노산에 면역양성반응을 보인 신경종말에는 구형의 소포와 약간의 큰 치밀연접소포가 함유되어 있었다. 억제성 신경종말과 흥분성 신경종말의 분포 비율은 가지돌기 원위부에서 각각 23.9% 대 43.8%로 가장 높았지만, 세포체(35.7% 대 38.2%), 가지돌기의 근위부(34.6% 대 37.8%), 및 중간부(33.1% 대 38.7%)에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 억제성 신경종말의 synaptic covering (%)은 세포체에서 가지돌기 원위부로 갈수록 감소되었지만, 흥분성 신경종말의 synaptic covering (%)은 각 부위에서 큰 차이를 나타내지 않았다. 본 연구를 통하여 턱끝혀근 지배 운동신경원은 세포체와 가지돌기의 부위에 따라 GABA, glycine 및 glutamate를 함유하는 전운동신경원들에 의해 서로 다른 양식의 제어를 받고 있다는 것을 알 수 있었으며, 운동신경원의 부위에 따른 이러한 억제성 및 흥분성 연접입력 양식의 차이는 유연한 혀운동의 제어기전과 밀접한 관련이 있을 것으로 추정된다.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제15권4호
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• pp.281-301
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• 1993

단일축삭내 HRP 주입기법에 의해 서순응형 치근막 기계적자극수용기에서 오는 일차구심성 신경섬유증 무수축삭에 의해 연결되어 있는 종말지의 시냅양상 및 미세구조에 대한 연구결과는 다음과 같았다. 1. 표식된 stem collateral은 첫 bouton을 형성할 때까지는 수질을 함유하고 있었으며, 그 직경은 약 $0.81-1.38{\mu}m$이었고, 각 terminal bouton은 특징적으로 모두가 무수축삭에 의해 연결되어 있었다. 2. 대부분의 표식 bouton은 dome형태를 나타내었으며, 때때로 길쭉한 모양 혹은 둥근모양의 bouton도 다소 관찰되었으나 scalloped 형태 혹은 glomerulus 형태의 bouton은 전혀 나타나지 않았으며 각 표식 bouton은 균일한 형태 및 크기(직경 $47.60{\pm}3.58{\mu}m$)를 가진 밝은 타원 및 원형의 소포들을 함유하고 있었다. 3. 표식 bouton은 평균직경 $1.15{\pm}0.24{\mu}m$로서 비교적 작았고 평균 $1.11{\pm}0.31$개의 다른 neuronal propile과 시냅스를 이루었는데 그중 단 1개의 neuronal propile과 시냅스를 이루는 것이 89.4%, 2개의 neuronal propile과 시냅스를 이루는 것이 10.6%로서 대단히 단순한 형태의 시냅스를 이루는 것이 특징적으로 나타났으며, 그중 대부분(80.03%)이 dendritic shaft 혹은 spine과만 시냅스를 이루었으며 p-ending과 시냅스를 이루는 것은 6.1%였고 synaptic triad는 전혀 관찰되지 않았다.

• The Korean Journal of Pain
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• 제9권2호
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• pp.326-335
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• 1996

Background: Though a number of studies have described the distribution of substance P(SP)-like immunoreactivity in the spinal cord, they have been focused on lamina I and II of the dorsal horn and there are little morphological studies on the topographic distribution and ultrastructure of the SP immunoreactive neurons especially in the ventral horn of the spinal cord. this study was conducted to identify distribution pattern of SP immunoreactive neurons and to difine the synaptic organization of their processes in ventral horn of the thoracic cord of the cat by preembbeding immunocytochemical method using SP antiserum. Methods: Five adults cats of either sex were used and deeply anesthetized by intramuscular injection of ketamine. After removal of the spinal cord, samples of thoracic cord were taken and placed in fresh fixative at $4^{\circ}C$ for 2 hours. Transverse sections $50{\mu}m$ thick were processed using the preembbeding immunocytochemical method and incubated consecutively in the specific primary antibody and the 10% normal goat serum, the rabbit anti-substance P antiserum, the biotin-labelled goat anti-rabbit IgG and finally the avidin-biotin-peroxidase complex. The processed tissue sections were throughly washed and stained in the black with 1% uranyl acetate. Section were examined on a electron microscope. Results: 1) SP immunoreactive neurons were observed in the gray matter around central canal. 2) In lamina I and II SP immunoreactivity was observed in both myelinated and unmyelinated nerve fibers, but in ventral horn only in the unmyelinated nerve fibers. 3) SP immunoreactive axon terminals with small round and large dense core vesicles made chemical synapses onto the dendrites of motor neurons in the ventral horn. Conclusion: SP immunoreactive neurons might play an important role in modulation of motor neurons in the ventral horn of the thoracic cord of the cat.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권5호
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• pp.76-85
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• 1999

신경회로망을 동적 정보처리에 응용하기 위해서는 비대칭 결합 신경회로망에서 생성되는 동적 상태천이에 관한 직관적 이해가 필요하다. 본 논문에서는 각 뉴런이 최근접 뉴런에만 이진화된 결합하중 +1 및 -1로 연결된 순환결합형 신경회로망의 동적인 상태천이 특성을 해석하였다. 상태천이 해석 알고리즘을 이용한 시뮬레이션 결과, 네트워크는 고정점, 베이슨을 갖는 리미트사이클 및 베이슨이 없는 리미트사이클의 3가지 어트랙터를 가진다. 또한, 네트워크에서 생성되는 리미트사이클의 수와 주기를 이론적으로 해석하여 정식화하고, 리미트사이클을 구성하는 상태벡터의 필요조건을 나타내었다. 이론 해석의 결과는 네트워크에서 생성되는 리미트사이클의 수가 뉴런(소자)의 수 n에 대해서 지수 함수적으로 증가함을 보여준다. 따라서 순환 결합형 신경회로망은 많은 동적 정보를 저장할 수 있는 메모리 시스템으로 이용할 수 있다.