• 전자공학회논문지SC
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• 제47권5호
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• pp.18-23
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• 2010

본 논문은 유발전위(evoked potential) 뇌파인 P300에 기반한 뇌-기계 인터페이스의 실시간 구현을 위한 효율적인 알고리즘을 제안한다. P300 뇌파는 외부 시각 자극이 인간의 의지와 일치할 경우, 100-300ms 부근에서 negative pick를 갖는 특성이 있다. 이러한 특성에 기초하여 P300 뇌파의 포텐셜(potential) 감소를 감지하여 인간의 의도를 역으로 추론할 수 있으며, 이를 뇌-기계 인터페이스에 활용할 수 있다. 연구에서 P300 뇌파는 인간의 두개골 외부에 부착된 전극을 통해 얻어졌으며, 시각적 자극으로는 2차원 알파벳 신호를 사용하였다. P300 뇌파의 포텐셜 감소 검출을 위하여 뇌파 포텐셜을 자극과 연계하여 확률적으로 모델링하였다. 확률적 모델은 피실험자가 의도하는 신호의 모델(target model)과 의도하지 않는 신호의 모델(non-target model)로 구성된다. 이러한 확률적 모델에 기반하여 피실험자의 의도를 추론하기 위해서 최우추정법(maximum likelihood estimation)을 사용하였다. 실험에는 신체 건강한 성인 남자 3명이 참가하였으며, 'A'와 'E' 실험에 대한 피실험자 k의 평균 성공률은 98%, 피실험자 j의 평균 성공률 90%, 그리고 피실험자 h의 성공률은 79.8%였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권10호
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• pp.139-147
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• 2015

Steady state visual evoked potential (SSVEP)는 뇌파의 종류 중 하나로서 다른 뇌파에 비해 훈련 시간이 짧고, 비교적 높은 신호대잡음비 (signal-to-noise ratio)와 높은 정보전달량 (information transfer rate)을 가지고 있어서 최근에 뇌-컴퓨터 접속 장치 (brain-computer interface; BCI)에 많이 사용되고 있다. SSVEP 신호를 분석하는 기존 기법에는 전력 스펙트럼 밀도 분석 (power spectral density analysis; PSDA)과 정준상관분석 (canonical correlation analysis; CCA)이 있다. 그러나 PSDA는 단일 전극만을 사용하기 때문에 잡음에 취약한 단점이 있고, CCA는 PSDA보다 높은 정확도를 가지지만 사인-코사인을 기준 신호로 가지므로 짧은 시간 윈도우 길이를 가질 경우 실시간 BCI 시스템에 적용되기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 기존의 기법들의 한계점을 보완하기 위해 CCA의 결과로 얻을 수 있는 정준변수 간의 전력차이를 이용하는 CCA와 PSDA를 결합한 기법을 제안한다. 실험 결과를 통해, SSVEP 기반 BCI 시스템이 짧은 시간 윈도우 길이를 가질 때 제안된 기법이 기존의 CCA 기법에 비해 더욱 높은 주파수 인식 정확도를 가짐을 보여준다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.7-13
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• 2018

현재의 연구에서는 소음을 제거하기 위해 블라인드 소스 분리(BSS)접근 방식에 의해 최적화된 두뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 제안했다. 모터 이미지(MI)신호와 정상 상태 시각적 제거 전위(SSVEP)신호는 신호 대 잡음비(SNR)의 증가로 인해 쉽게 검출되었다. 또한, MI와 SSVEP사이의 조합은 일반적으로 현재 BCI에서 생성되는 명령 수를 증가시킬 수 있다. 현재 시스템은 계산 시간을 줄이고 BCI를 실제 용도에 가깝게 하기 위해 단일 채널 EEG신호를 사용했다. 또한, 복잡한 신경 네트워크(CNN)가 다중 클래스 분류 모델로 사용되었다. 우리는 비 MS/BCI와 BBS/BCI사이의 정확성 측면에서 성능을 평가했다. 결과적으로 BBS+BCI의 정확도는 비 BBS+BCI의 정확도보다 $16.15{\pm}25.12%$더 높은 수준에 도달했다. 사용하지 않을 때보다 BBS를 사용함으로써 전반적으로 제안된 BCI시스템은 비교적 정확한 다차원 제어 애플리케이션에 적용될 가능성을 입증했다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권9호
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• pp.179-185
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• 2013

본 논문에서는 시각에 대해 반응하는 운동 행동의 효과를 분석하기 위해서 응답속도정합-유발전위(RTA-ERP: Response Time Aligned-Event Related Potential)를 모델링하고, RTA-ERP의 진폭과 응답 속도를 이용하여 사이먼 효과를 분석하였다. 건강한 성인 15명(남성 9명, 여성 6명, 평균 연령 31세)을 대상으로, 같은 숫자에 대한 다른 숫자를 찾아 반응하는 '양자극방안' 실험을 7분 동안 수행하였다. 실험결과 제안된 RTA-ERP는 기존의 ERP에 비해 뇌에서의 처리시간 차이에 따른 변이를 보상할 수 있었으며, 향상된 LRP(Lateralized Readiness Potential)와 Pe(Error Related Positivity)를 나타내었다. '일치', '불일치' 시험 패턴에 대하여 '일치'에 대한 RTA-ERP의 진폭과 응답속도는 각각 '불일치'보다 컸으며 진폭은 $0.03{\mu}V$ 크고 반응속도는 43 ms 만큼 빨랐다. 응답속도에 따른 동기 시점을 보정하여 정합함에 따라, RTA-ERP의 진폭특성은 사이먼 효과의 특징인 ERP의 P300 진폭과 대응함을 확인하였다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제18권6호
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• pp.517-524
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• 2014

Phasic and tonic ${\gamma}$-aminobutyric acidA ($GABA_A$) receptor-mediated inhibition critically regulate neuronal information processing. As these two inhibitory modalities have distinctive features in their receptor composition, subcellular localization of receptors, and the timing of receptor activation, it has been thought that they might exert distinct roles, if not completely separable, in the regulation of neuronal function. Inhibition should be maintained and regulated depending on changes in network activity, since maintenance of excitation-inhibition balance is essential for proper functioning of the nervous system. In the present study, we investigated how phasic and tonic inhibition are maintained and regulated by different signaling cascades. Inhibitory postsynaptic currents were measured as either electrically evoked events or spontaneous events to investigate regulation of phasic inhibition in layer 2/3 pyramidal neurons of the rat visual cortex. Tonic inhibition was assessed as changes in holding currents by the application of the $GABA_A$ receptor blocker bicuculline. Basal tone of phasic inhibition was maintained by intracellular $Ca^{2+}$ and $Ca^{2+}$/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII). However, maintenance of tonic inhibition relied on protein kinase A activity. Depolarization of membrane potential (5 min of 0 mV holding) potentiated phasic inhibition via $Ca^{2+}$ and CaMKII but tonic inhibition was not affected. Thus, phasic and tonic inhibition seem to be independently maintained and regulated by different signaling cascades in the same cell. These results suggest that neuromodulatory signals might differentially regulate phasic and tonic inhibition in response to changes in brain states.

• 한국안광학회지
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• 제8권2호
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• pp.135-151
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• 2003

본 연구는 편광렌즈, CR 39 그리고 선글라스를 이용해서 시력검사, 입체시 검사, 그리고 시유발 전위검사에 의해서 양안시에 대한 편광렌즈의 영향을 비교하였다. 편광렌즈, CR 39 그리고 선글라스의 광흡수도는 분광분석기(Hitachi, U-3501)를 사용해서 측정하였다. 시유 발 전위는 Nicolet 장비로서 기록하였다. 성인 30명(남성 15명, 여성 15명, 평균 2.19세, 범위 20세에서 25세)의 피검자를 기록하였다. 피검자는 다음과 같은 문진을 입증하였다. 즉 전신건강, 가족 건강, 약물복용, 성, 알레르기, 그리고 질병이다. 모든 피검자는 정상이거나 또는 시 장애의 문진이 없는 정상시력으로서 교정된 상태를 가지고 있었다. 교정시력, 색각, 그리고 입체시는 각 피검자에게 단안과 양안에 각각 기록하였다. 테스트는 선글라스, CR 39 그리고 편광렌즈로서 반복 검사를 하였다. 피검자는 시유발 전위의 기록을 하는 동안 테스트렌즈를 통해서 단안과 양안 모두 시유발 자극을 보았다. 결과는 양안 시력과 입체시력은 단안시 보다는 좋은 것을 제시하고 있다. 한편 시유발의 분석에서 파의 진폭은 단안으로 시유발 전위 자극을 받은 것은 양안이 선글라스, CR 39 그리고 편광렌즈로서 시유발 전위 표적의 자극을 받은 것과 비교했을 때는 적게 나타났다. 그러나 각 눈의 잔여기는 CR 39, 선글라스, 그리고 편광렌즈로서 우성 눈과 비우성 눈 사이는 비슷한 결과를 가졌다. 결론적으로 본 연구는 양안시력은 다른 테스트렌즈들 보다는 브라운 편광렌즈를 통한 것이 가장 좋은 양안시력을 제시함을 암시하고 있다.

• 사상체질의학회지
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• 제22권1호
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• pp.41-48
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• 2010

1. Objective There has been a few trials to diagnose Sasang Constitution by using EEG, but has not been studied intensively. For the purpose of practical diagnosis, the characteristics of EEG for each constitution should be studied first. Recently it has been shown that Sasang Constitution might be related to harm avoidance and novelty seeking in temperament and character profiles. Based on this finding, we propose a visual stimulation method to evoke a EEG response which may discriminate difference between constitutional groups. Through the experiment with this method, we tried to reveal the characteristics of EEG of each constitutional groups by the method of event-related potentials. 2. Methods: We used facial visual stimulation to verify the characteristics of EEG for each constitutional groups. To reveal characteristic in sensitivity and latency of response, we added several levels of noise to facial images. 6 male subjects(2 Taeeumin, 2 Soyangin, 2 Soeumin) participated in this study. All subjects are healthy 20's. To remove artifacts and slow modulation, we removed EOG contaminated data and renormalization is applied. To extract stimulation related components, normalized event-related potential method was used. 3. Results: From Oz channels, it is verified that facial image processing components are extracted. For lower level noise, components related to the visual stimulation were clearly shown in Oz, Pz, and Cz channels. Pz and Cz channels show differences among 3 constitutional groups in maximum around 200 msec. Especially moderate level of noise looks appropriate for diagnosis. 4. Conclusion: We verified that the visual stimulation with facial emotion might be a good candidate to evoke the differences between constitutional groups in EEG response. The differences shown in the experiment may imply that the process of emotion has distinct tendencies in latencies and sensitivity for each consitutional group. And this distinction might be related to the temperament profile of consitutional groups.

• 수면정신생리
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• 제1권1호
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• pp.76-86
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• 1994

연구배경 : 사건관계 전위와 신경심리 검사의 상호관계를 연구함으로 각각의 사건 관계 전위의 신경심리학적 의미와 그 전위가 발생되기 위해 어떠한 뇌 기능과 뇌 구조가 연관되는지를 조사해 보려고 하였다. 연구방법 : 56 명의 환자에서 시각 유발 전위 P100과 사건 관계 전위 N120 과 P300 의 전위 및 잠복기와 여러 신경심리 검사의 상호관계를 조사하였다. 결 과 : 시각 유발 전위 (VEP) 의 P100의 잠복기와 상관 관계를 보인 신경심리 검사는 시각지속수행 검사, 조건화 지속 수행 검사였다. 그러나 P100 의 전위와는 유의한 상관관계가 있는 검사는 없었다. N120 잠복기와 범주 검사, KWIS 의 언어성 지능 등이 유의한 상관관계를 보였다. N120 전위는 수지력 검사, 시각 지속 수행 검사, 조건화 지속 수행 검사, 숫자 상정 검사 등이었다. P300 의 잠복기는 선로 잇기 A 검사와 Stroop 검사와 유의한 상관관계를 보였다. P300의 전위는 선로 잇기 B 검사, 숫자 상정 검사, Wechsler 기억 척도, 수지력 검사, Stroop 검사, 시각 지속 수행 검사, 조건화 지속 수행 검사 등과 유의한 상관관계를 보였다. 결론 : N120 은 전두엽의 내측을 가장 예민하게 반영할 수 있는 검사이며 P300 은 내측두엽, 해마체, 시상, 기저핵 및 내전두엽 동의 피질하 구조가 밀집하게 관계되어 발생되는 전위로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2170-2178
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• 2014

본 연구에서는 작업수행시의 집중상태 변화를 검출하기 위하여 2011년 1~2월 동안 집중을 유발하는 시각유발자극에 대하여 생체신호를 측정한 피험자들 중 한명의 뇌파신호를 분석하였다. 두피에서 측정한 뇌파신호로부터 집중관련 뇌 안에서의 발원 신호와 안구운동잡음 신호를 분리하기 위하여 독립성분 분석기법을 측정뇌파 신호에 적용하였다. 안구운동잡음신호가 제거된 집중관련 신호원을 단시간 푸리에 변환하여 주파수 성분 신호를 연속적으로 축적함으로서 시변 특징 형태를 나타내는 에포크 그래프와 스펙트럴 칼라 맵에서의 도식 표현상 규칙성을 향상 시킬 수 있었다. 추출한 감각운동리듬 (SMR: 12-15Hz)과 세타파 리듬 (4-7Hz)관련 집중 지표는 집중시험시간이 경과함에 따라 증가 하였다. 실험을 통하여 단시간 푸리에 변환과 결합한 독립성분 분석기법은 참여자의 집중상태 변화를 분석하는데 사용 할 수 있을 것이다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2000년도 춘계 학술대회 및 국제 감성공학 심포지움 논문집 Proceeding of the 2000 Spring Conference of KOSES and International Sensibility Ergonomics Symposium
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• pp.290-300
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• 2000

One of the most important topics in attentional and emotional modulation of cardiac responses is time course of cardiac chronotropic response. The reason lies in dual innervation of heart, which leads to occurrence of several phases of cardiac response during exposure to affective stimuli, determined by the balance of sympathetic and parasympathetic influences. Cardiac chronotropic reactivity thus represents quite effective measure capable to trace the moment when attending and orienting processes (i.e., sensory intake of stimulus) prime relevant behavioral response (ile., emotion with approach or avoidance tendencies). The aim of this study was to find the time course of heart rate (HR) responses typical for negative (disgust, surprise, fear, anger) and positive (happiness, pleasant erotic) affective pictures and to identify cardiac response dissociation for emotions with different action tendencies such as "approach" (surprise, anger, happiness) and "avoidance" (fear, sadness, disgust). Forty college students participated in this study where cardiac responses to slides from IAPS intended to evoke basic emotions (surprise, fear, anger, sadness, disgust, happiness, pleasant-erotic). Inter-beat intervals of HR were analyzed on every 10 sec basis during 60 sec long exposure to affective visual stimuli. Obtained results demonstrated that differentiation was observed at the very first 10s of exposure (anger-fear, surprise-sad, surprise-erotic, surprise-happiness paris), reaching the peak of dissociation at 30s (same pairs plus surprise-disgust and surprise-fear) and was still effective for some pairs (surprise-erotic, surprise-sad) even at 50s and 60s. discussed are potential cardiac autonomic mechanisms underlying attention and emotion processes evoked by affective stimulation and theoretical considerations implicated to understand the role of differential cardiac reactivity in the behavioral context (e.g., approach-avoidance tendencies, orienting-defense responses).