망막색소변성(retinitis pigmentosa: RP)과 연령 관련 황반변성(age-related Macular Degeneration: AMD)은 망막변성으로 인해 실명에 이르는 대표적인 질환이며 망막이식장치의 개발을 통해 치료될 수 있다고 간주되고 있다. 최근에 국내에서도 망막이식장치 개발을 위한 연구팀이 조직되었다. 성공적인 망막이식장치 개발을 위하여 여러 가지 선결요소가 필요하지만 그 중 한 가지가 이식장치에 인가할 전기자극을 최적화하는 것이다. 변성망막의 전기적 특성은 정상 망막과 다르리라 예측되므로 우리는 장차 개발될 망막 이식장치에 인가할 전기자극 최적화를 위한 가이드라인을 제공하기 위해 정상 망막과 변성 망막의 전압자극 파라미터에 관한 실험을 하였다 망막을 분리한 후 망막절편을 신경절세포 층이 다채널전극의 표면을 향하게 하여 전극에 붙인다 in-vitro 상태에서 망막 신경절세포의 전기신호를 기록하기 위해 전극 직경: $30{\mu}m$, 전극간 거리: $200{\mu}s$, 전극 임피던스 1kHz 에서 $50k{\Omega}$인 8행 8열의 다채널전극을 사용하였다. 다채널전극의 60채널 중 두 채널을 자극전극과 접지로 사용하여 단극전기자극을 인가하였고 나머지 전극을 기록전극으로 사용하였다. 가한 전기자극은 전압자극으로 전하균형을 맞춘 이상성자극을 아노딕 사각파를 먼저 주고 캐쏘딕 사각파가 나중에 나오는 형태로 두 사각파간의 지체는 없도록 하였으며 동일한 자극을 2초 간격으로 50회 반복하여 인가하였다. 다양한 전기자극을 사용하였는 바 첫째는 사각파의 크기를 달리하였다 $(0.5{\sim}3V)$. 둘째는 사각파의 시간을 달리하였다 $(100{\sim}1,200{\mu}s)$. 전하밀도는 옴의 법칙과 쿨롱의 법칙을 이용하여 계산하였다. 전기자극으로 유발된 반응은 50회 자극에 대한 평균치를 얻은 후 자극 후 히스토그램(PSTH)을 그려 분석하였다. 전압자극의 크기를 $0.5{\mu}3V$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극은 1.5V이었고 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $2.123mC/cm^2$이었다. 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었다. 이때 계산된 전하밀도의 역치는 $1.698mC/cm^2$이었다. L-(1)-2-amino-4-phosphonobutyric acid (APB)을 사용하여 ON-경로를 차단한 후에 전기자극을 인가하였을 때도 자극에 의해 망막신경절 세포의 반응이 유발되는 것을 확인하였다. APB-변성망막에서 전압의 크기를 2V로 고정하고 자극 지속시간을 $100{\sim}1,200{\mu}s$로 달리하였을 때 믿을 만한 망막신경절세포가 유발되는 자극의 역치는 $300{\mu}s$에서 관찰되었으며 이는 정상망막의 결과와 같았다. 추후 APB-변성망막을 가지고 좀더 실험이 진행되어야 정상망막과 변성망막의 전하밀도에 관한 명료한 비교가 가능할 것이다.
냉온자극 또는 잇솔질에 불편감을 호소하는 치과 외래 환자를 72명을 대상으로 레이저 조사를 시행한 실험군(45명)과 모의 레이저 조사를 시행한 대조군(27명)으로 나누어 지각 과민 치아의 치경부에 냉자극 및 기계적 자극을 가하여 대상자가 느끼는 불편감을 NPS로 평가하였다. 치아의 통증역치 평가를 위하여 전기치수검사기(EPT)를 사용하였다. 각 치아에 대한 레이저 조사에는 pulsed Nd:YAG 레이저를 사용하였고 조사조건은 1.5W, 20Hz, 75mJ/pulse으로 4분간 비접촉식으로 시행하였다. 대상자의 반응을 레이저 조사 전과 직후, 1주 이내, 2주 이내 각각 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 지각 과민 치아에 대한 Nd:YAG 레이저 조사는 지각 과민을 완화시켜 주었으며 대조군에 비해 그 효과가 현저하였다. 2. 심한 지각 과민을 호소하는 치아에 대한 위약 효과는 존재하였으나 중등도의 지각 과민을 호소하는 치아에 대한 위약효과는 배제할 수 있었다. 3. 지각 과민 치아에 대한 Nd:YAG 레이저 조사는 전기치수검사에 의한 통증역치에 영향을 주지 않았다. 4. 지각 과민 치아에 대한 Nd:YAG 레이저 조사의 효과는 최소 2주는 지속되었다. 따라서 지각 과민 치아에 대한 치료법의 하나로 Nd:YAG 레이저 조사가 임상적으로 유용할 것으로 사료된다.
The evoked potentials for concentrations of solutions of the four qualities of tastes(i.e., sweet, salty, sour, and bitter tastes) were measured. The solution was applied to the chorda tympani nerve located on the left side of the tongue at 20mm from the tip and 15mm left from the center line. The evoked potentials were detected from Cz referred to A1(left lobe) with the ground at the Fpz position. The Maximum potential level and its latency were evaluated. The individual threshold level of concentration of the solutions of four tastes were measured. Artificial saliva was used as a control solution. The evoked positive potentials for four qualities of tastes (i.e., gustatory evokde potentials) were found to be around 150ms by averaging eight responses. The arbitrary concentration of the solutions were presented by the relative concentration, which was the ratio of the arbitrary concentration to the individual threshold level. The characteristic relations between the latency and the relative concentration ;and those between the potential level and the relative concentration were evaluated. These evalutions showed that (1) the latencies for salty and bitter tastes denoted the minimum values due to for the change of relative concentration, and that (2) the latency for sour taste decreased as the relative concentrations increased, while the latency for sweet taste denoted the inverse tendency, Sinificant differences between any two maximum potential levels were not recognized. A response latencies to sucrose were abolished after treatment of tongue by a sweet-suppressing agent.
In this paper, the prototype of a walking guide robot with tactile display is introduced, and the psychophysical experiment of the tactile recognition for a tactile display is carried out and analyzed. The objective of this research is the development of a walking guide robot for the blind to walk safely. A walking guide robot consists of a guide vehicle and a tactile display device. A guide vehicle, located in the front of the walking blind, detects the obstacle using ultrasonic sensors and offers the information of position and walking direction acquired from GPS module to the walking blind by voice. The tactile display device, located in the handle which is connected with the guide vehicle by cane, offers the processed obstacle information such as position, size, moving, shape of obstacle and safe path, etc. The psychophysical experiments for the threshold of perception and recognition ability of tactile stimulation are carried out by the estimation of the subject group. As a result the appropriate tactile stimulus intensity and frequency to recognize tactile stimulation effectively are discussed and derived.
Porbadnigk, Anne K.;Gornitz, Nico;Kloft, Marius;Muller, Klaus-Robert
Journal of Computing Science and Engineering
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제7권2호
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pp.112-121
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2013
The last years have seen a rise of interest in using electroencephalography-based brain computer interfacing methodology for investigating non-medical questions, beyond the purpose of communication and control. One of these novel applications is to examine how signal quality is being processed neurally, which is of particular interest for industry, besides providing neuroscientific insights. As for most behavioral experiments in the neurosciences, the assessment of a given stimulus by a subject is required. Based on an EEG study on speech quality of phonemes, we will first discuss the information contained in the neural correlate of this judgement. Typically, this is done by analyzing the data along behavioral responses/labels. However, participants in such complex experiments often guess at the threshold of perception. This leads to labels that are only partly correct, and oftentimes random, which is a problematic scenario for using supervised learning. Therefore, we propose a novel supervised-unsupervised learning scheme, which aims to differentiate true labels from random ones in a data-driven way. We show that this approach provides a more crisp view of the brain states that experimenters are looking for, besides discovering additional brain states to which the classical analysis is blind.
Background: Transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) has been used widely, but its effects are controversial. This is probably due to the varying intensity and type of pain. We designed a study to assess the effects of the TENS on the RIII nociceptive flexion reflex as the resting pain level and the temporal summation as a repeated, movement related pain in 7 normal volunteer subjects. Methods: High frequency (80 Hz), non-noxious TENS was applied over the left popliteal fossa for 20 minutes. Ipsilateral RIII reflexes induced by single electrical stimulus and temporal summation of pain responses to repeated stimuli (five stimuli at 2 Hz) were recorded before, during (just before stopping), and subsequently at 20 minutes after TENS. Results: R (III) nociceptive flexion reflex activity during and after TENS was more significantly decreased than before treatment. However, the temporal summation threshold was not changed. Conclusions: We conclude that high frequency, non-noxious TENS could be effective on resting pain relief in the same segment but not on the movement related pain.
Objective : The aims of this study were to observe how body weight and gastric morphology were changed and whether gastric emptying was impaired in rats with partial pyloric obstruction. and to evaluate whether electroacupuncture was able to restore delayed gastric emptying. Methods : Partial pyloric obstruction was induced by wrapping a nonabsorbable rubber ring around the 1st portion of the duodenum for 2 weeks. Body gain and morphologic changes of stomach were investigated and compared with normal intact rats. Gastric emptying was measured by numbering expelled glass of beads in rats. Rats were divided into 4 groups(non-acupuncture, manual acupuncture. 3Hz-electroacupuncture. 60Hz-electroacupuncture). Stimulus intensity in two electroacupuncture groups was 1.2 times of pain threshold. Results : Partial pyloric obstruction produced a significant loss of body weight and induced a significant increase of gastric surface area. The 60Hz electroacupuncture-stimulated group significantly restored the delayed gastric emptying compared to the other groups of rats with partial pyloric obstruction. Conclusion : 60Hz electroacupuncture stimulation on Zusanli(ST36) showed significant restoration of delayed gastric emptying in rats with partial pyloric obstruction.
본 논문은 소음 속에서 다양한 청력보호구 착용 시 청자의 두개골 위에 골진동체 자극을 이용하여 가장 민감한 어음인지 부위를 찾고자 하였다. 20명의 정상청력의 남성과 여성(각 10명)에게 강강격의 이음절어를 사용하여 네 종류의 청력보호구 (이어폼, 이어플러그, 이어머프, 이어폼과 머프 동시 착용)와 다섯 군데의 골진동체 위치 (하악골각, 관절구, 관자놀이, 유양돌기, 정수리)를 네가지의 소음 방향(0, 90, 180, 270도)에 따라 어음인지역치검사를 시행하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 1) 골진동체의 위치 중 관절구가 가장 역치가 낮았으며, 2) 청력보호구 종류는 이어폼과 머프를 동시에 착용(이중 보호) 하였을 때 가장 역치가 낮았다. 3) 소음 방향에 따라서는 90도에서 소음이 제시되었을 때 가장 낮은 역치를 나타냈으나, 4) 실험 대상자의 성별에 따라서는 유의미한 차이가 없었다. 따라서 소음성난청을 예방하며 소음 속에서 원활한 의사소통을 위해서는 이중보호 청력보호구 착용 하에서 관절구를 통한 언어전달이 가장 효율적이다.
양이간섭은 청신경망에서 청각정보를 처리하는 과정의 하나로, 같은 크기의 소리를 두 귀로 번갈아 자극하여 기록한 청성뇌간유발반응(auditory brainstem responses; ABR)으로 확인할 수 있다. 그러나 소리는 두 귀가 동시에 청취하므로, 양이간섭도 서로 다른 강도의 자극을 두 귀에 동시 자극하여 연구할 필요가 있다. 이 연구 목적은 서로 다른 크기의 소리를 두 귀로 동시에 자극하여 기록한 ABR을 통해 양이간섭치(binaural interaction component; BIC)를 획득하는데 있다. 과거 병력이 없고 청력이 정상인 17.8-22.7세 사이 17명의 여자 대학생이 참여하였다. 소리는 한 귀를 90 dB nHL로 고정하고 반대 쪽 귀를 0부터 80 dB nHL까지 10 dB 단위로 변경시킨 click을 동시에 자극하였다. BI 파형은 양이 동일 강도를 자극한 파형에서 비대칭 자극한 파형을 빼어 구하였다(BI = B - (L + R)). BIC는 BI 파형에서 IV-V 복합파 잠복시간과 진폭으로 하였다. BIC 역치(threshold of BIC; t-BIC)는 자극 강도에 따른 BIC 진폭 변화를 통해 구하였다(대응표본 t-검정). BIC는 자극 음강도 0부터 90 dB nHL까지 10 dB마다 정점 잠복시간 4.65, 4.63, 4.57, 4.58, 4.62, 4.6, 4.48, 4.36, 4.23 ms, 골 잠복시간 5.57, 5.51, 5.51, 5.59, 5.61, 5.55, 5.44, 5.28, 5.19 ms, 진폭 .0.32, -0.3, -0.34, -0.32, -0.42, -0.53, -0.54, -0.61, $-0.67{\mu}V$로, t-BIC는 40 dB nHL(p=.001)로 각각 관찰되었다.
Extracellular recordings were made from the spinal neurons in the lumbar enlargement of 16 cats before and during electrical stimulation of the radial nerve ipsilaterally and contralaterally. Only neurons activated by remote nerve stimulation (RNS) were included in sample. All the cell classes of spinal neurons which received afferents message from the skin and/or muscles were activated by RNS except LT cells. Approximately three quaters of cells activated by RNS had an inhibitory receptive field (RF) on the ipsilateral hindlimb and two thirds of RNS-activated neurons showed spontaneous activity. The most of these RNS-activated cells seemed to be in deep dorsal horn and in ventral horn as well. Stimulation of contralateral radial nerve produced activation of spinal neurons almost same degree as by ipsilateral nerve stimulation. The optimal stimulation parameters of radial nerve for activation of spinal cells were 5Hz-0.5 msec-2V while threshold stimulus for activation was approximately 0.18 V. Following close intra-arterial injection of $K^+$ ion excitability of RNS-activated neuron was increased in 4 of 8 cells whereas it was decreased in 2 of 8 cells. The results indicate that there are some spinal neurons in the lumbar enlargement of cats that can be activated by forelimb afferent $(A{\beta}\;&\;A{\delta})$ inputs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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