• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1991년도 춘계학술대회
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• pp.28-30
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• 1991

뇌의 시세포를 전기적으로 자극할때 작고 환한 섬광을 보게된다. 이 원리를 이용하여 전기 핀 배열판으로 축구 경기장의 전광판 같은 이미지를 만들어 맹인을 위한 기능적 시각, 걷기 혹은 글 읽기를 가능케 할 수 있다. 유타대학 생체공학과는 인공시각 연구에서 최고의 역사를 가지고 있다. 최근에 개발된 실리콘 전극 배열판은 가까운 장래의 인체 실험을 남겨놓고 있다.

• Molecules and Cells
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• 제21권1호
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• pp.34-41
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• 2006

The neuronal localization of alpha-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole propionic acid (AMPA) glutamate receptor (GluR) subunits is vital as they play key roles in the regulation of calcium permeability. We have examined the distribution of the calcium permeable AMPA glutamate receptor subunit GluR1 in the mouse visual cortex immunocytochemically. We compared this distribution to that of the calcium-binding proteins calbindin D28K, calretinin, and parvalbumin, and of GABA. The highest density of GluR1-immunoreactive (IR) neurons was found in layers II/III. Enucleation appeared to have no effect on the distribution of GluR1-IR neurons. The labeled neurons varied in morphology; the majority were round or oval and no pyramidal cells were labeled by the antibody. Two-color immunofluorescence revealed that 26.27%, 10.65%, and 40.31% of the GluR1-IR cells also contained, respectively, calbindin D28K, calretinin, and parvalbumin. 20.74% of the GluR1-IR neurons also expressed GABA. These results indicate that many neurons that express calcium-permeable GluR1 also express calcium binding proteins. They also demonstrate that one fifth of the GluR1-IR neurons in the mouse visual cortex are GABAergic interneurons.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제16권1호
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• pp.65-70
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• 2012

Synaptic long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD) have been studied as mechanisms of ocular dominance plasticity in the rat visual cortex. Serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) inhibits the induction of LTP and LTD during the critical period of the rat visual cortex (postnatal 3~5 weeks). However, in adult rats, the increase in 5-HT level in the brain by the administration of the selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI) fluoxetine reinstates ocular dominance plasticity and LTP in the visual cortex. Here, we investigated the effect of 5-HT on the induction of LTP in the visual cortex obtained from 3- to 10-week-old rats. Field potentials in layer 2/3, evoked by the stimulation of underlying layer 4, was potentiated by theta-burst stimulation (TBS) in 3- and 5-weekold rats, then declined to the baseline level with aging to 10 weeks. Whereas 5-HT inhibited the induction of LTP in 5-week-old rats, it reinstated the induction of N-methyl-D-aspartate receptor (NMDA)-dependent LTP in 8- and 10-week-old rats. Moreover, the selective SSRI citalopram reinstated LTP. The potentiating effect of 5-HT at 8 weeks of age was mediated by the activation of 5-$HT_2$ receptors, but not by the activation of either 5-$HT_{1A}$ or 5-$HT_3$ receptors. These results suggested that the effect of 5-HT on the induction of LTP switches from inhibitory in young rats to facilitatory in adult rats.

• 한국안광학회지
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• 제5권2호
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• pp.5-9
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• 2000

시유발전위는 시피질 뇌파의 반응을 알 수 있는 전기 생리학적인 검사법이다. 이 검사는 눈의 기능을 타각적으로 검사하는 검사법이다. 본 연구는 색각에 대한 객관적인 검사를 위해 시유발전위를 사용하였다. 검사조건은 거리와 조명의 차이를 다르게 한 상태에서 실시하였다. 피검자는 한국인 성인으로 정상색각자를 대상으로 하였다. 수렴운동 상태에서 색각의 시표적에 따라서 시자극에 관계하는 시피질의 뇌파의 빈도는 델타파가 가장 많고, 다음으로 메타파, 세타파 그리고 알파파의 순으로 나타났다. 뇌파의 진폭에 대한 히스토그램은 거의 비정규분 포곡선을 가지며, 위상 분석에서는 대게 선형을 나타내었다. 시표의 종류에 따른 뇌파의 빈도는 비슷한 결과를 나타내었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권5호
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• pp.317-328
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• 2019

It is known that top-down associative inputs terminate on distal apical dendrites in layer 1 while bottom-up sensory inputs terminate on perisomatic dendrites of layer 2/3 pyramidal neurons (L2/3 PyNs) in primary sensory cortex. Since studies on synaptic transmission in layer 1 are sparse, we investigated the basic properties and cholinergic modulation of synaptic transmission in layer 1 and compared them to those in perisomatic dendrites of L2/3 PyNs of rat primary visual cortex. Using extracellular stimulations of layer 1 and layer 4, we evoked excitatory postsynaptic current/potential in synapses in distal apical dendrites (L1-EPSC/L1-EPSP) and those in perisomatic dendrites (L4-EPSC/L4-EPSP), respectively. Kinetics of L1-EPSC was slower than that of L4-EPSC. L1-EPSC showed presynaptic depression while L4-EPSC was facilitating. In contrast, inhibitory postsynaptic currents showed similar paired-pulse ratio between layer 1 and layer 4 stimulations with depression only at 100 Hz. Cholinergic stimulation induced presynaptic depression by activating muscarinic receptors in excitatory and inhibitory synapses to similar extents in both inputs. However, nicotinic stimulation enhanced excitatory synaptic transmission by ~20% in L4-EPSC. Rectification index of AMPA receptors and AMPA/NMDA ratio were similar between synapses in distal apical and perisomatic dendrites. These results provide basic properties and cholinergic modulation of synaptic transmission between distal apical and perisomatic dendrites in L2/3 PyNs of the visual cortex, which might be important for controlling information processing balance depending on attentional state.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제38권1호
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• pp.16-24
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• 2017

For the development of feasible retinal prosthesis, one of the important elements is acquiring proper judging tool if electrical stimulus leads to patient's visual perception. If evoked potential to electrical stimulus is recorded in primary visual (V1) cortex, it means that the stimulus effectively evokes visual perception. Therefore, in this study, we established VEP recording system on V1 cortex using BioPAC modules as the judging tool. And the measuring system was evaluated by recording VEP of mice. After anesthesia, normal mice (C57BL/6J strain; n = 6) were secured to stereotaxic apparatus (Harvard Apparatus, USA). For the recording of VEP, the stainless steel needle electrode (impedance: $2-5k{\Omega}$) was positioned on the surface of the cortex through the burr hole at 2.5 mm lateral and 4.6 mm caudal to bregma. DA 100C and EEG 100C BioPAC modules were used for the trigger signal and VEP recording, respectively. When left eye was blocked by black cover and right eye was stimulated by flash light using HMsERG (RetVet Corp, USA), VEP response at left V1 cortex was detected, but there was no response at right V1 cortex. Amplitudes and latencies of P2, N3 peaks of VEP recording varied according to the depths of the electrodes on V1 cortex. From the surface upto $600{\mu}m$ depth, amplitudes of P2 and N3 increased, while deeper than $600{\mu}m$, those amplitudes decreased. The deeper the insertion depth of the electrode, the latency of N1 peaks tends to be delayed. However, there was no statistically significant difference among the latencies of P2 and N3 peaks (P > 0.05, ANOVA). Our VEP recording data such as the insertion depth and the latency and amplitudes of peaks might be used as guidelines for electrically-evoked potential (EEP) recording experiment in near future.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.1-7
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• 2022

인간의 시각 피질을 구성하고 있는 시각 뉴런은 모든 시각적 자극에 반응하는 것이 아니라 특정한 조건을 갖춘 시각적 자극에 반응한다는 것이 생리학적 실험을 통하여 밝혀졌다. 본 연구에서는 이와 같은 생리학적 실험을 해석하기 위하여 랜덤한 이득을 갖는 선형 필터를 포함하는 뉴런의 발화 특성을 시뮬레이션하고 설명할 수 있는 모델을 제안하였고 또한 제안한 모델의 선형 필터의 출력이 전체 자극 데이터의 부공간을 형성하고 있음을 실험을 통하여 증명하였다. 구현된 모델의 타당성을 검증하기 위하여 서로 다른 4개의 시각적 자극 데이터들로부터 임의로 추출한 2개의 화소에 대한 값의 분포를 관찰하였다. 전체 자극 데이터와 스파이크 발화 자극 데이터의 분포로부터 중심 좌표 값 즉, 가장 많은 값이 분포하는 좌표 값을 추출하여 두 분포 사이의 차이를 확인할 수 있었고 구현된 모델이 전형적인 LNP 모델과 동일하게 전체 자극 데이터가 전체 집합일 경우 스파이크를 발생시키는 자극 데이터가 전체 자극 데이터의 부공간 임을 실험을 통하여 증명하였다. 본 연구는 시각적 자극에 대한 스파이크의 발생기전과 관련된 기초 연구로 활용할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제15권3호
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• pp.344-351
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• 2005

산화질소(NO)와 칼슘 결합 단백질은 중추신경계의 다양한 세포들에서 나타나며, 이들은 각각 중요 신호전달 분자와 칼슘 완충 분자이다. 본 연구는 햄스터의 시각피질에서 뇌산화질소 합성효소 (nNOS)와 parvalbumin을 포함하는 뉴런들의 분포와 이들의 co-localization 양상을 면역세포화학적 기법을 이용하여 알아보았다. 햄스터 시각피질에서 parvalbumin에 대한 면역 반응성을 나타내는 뉴런들의 전체 수는 nNOS에 대한 면역 반응성을 보이는 뉴런들의 수보다 17배나 많았다. 가장 큰 차이는 시각피질 제5충에서 발견되었으며, 이곳에서 parvalbumin-면역 반응성 뉴런이 nNOS-면역 반응성 뉴런들의 수보다 54.7배나 높았다. nNOS-또는 parvalbumin-면역 반응성 뉴런들은 크기와 형태, 분포 방식이 시각피질에서 유사하게 나타났다. 그러나 이색 면역형광 기법은 햄스터 시각피질에서 nNOS와 parvalbumin을 모두 발현하는 뉴런은 없음을 보여주었다. 본 연구의 결과는 nNOS와 칼슘 결합 단백질 사이의 co-localization양상이 종간에 차이가 존재함을 나타내며 또한 시각피질에 있는 nNOS-면역 반응성 뉴런들의 다양성과 이질성뿐만 아니라 동물 다양성 이해의 중요성을 함께 제시한다고 볼 수 있다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제31권2호
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• pp.152-156
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• 2014

We report on a patient who showed visual recovery following bilateral occipital lobe infarct, as evaluated by follow up functional magnetic resonance imaging (fMRI) and diffusion tensor tractography (DTT). A 56-year-old female patient exhibited severe visual impairment since onset of the cerebral infarct in the bilateral occipital lobes. The patient complained that she could not see anything, although the central part of the visual field remained dimly at 1 week after onset. However, her visual function has shown improvement with time. As a result, at 5 weeks after onset, she notified that her visual field and visual acuity had improved. fMRI and DTT were acquired at 1 week and 4 weeks after onset, using a 1.5-T Philips Gyroscan Intera. The fiber number of left optic radiation (OR) increased from 257 (1-week) to 353 (4-week), although the fiber numbers for right OR were similar. No activation in the occipital lobe was observed on 1-week fMRI. By contrast, activation of the visual cortex, including the bilateral primary visual cortex, was observed on 4-week fMRI. We demonstrated visual recovery in this patient in terms of the changes observed on DTT and fMRI. It appears that the recovery of the left OR was attributed more to resolution of local factors, such as peri-infarct edema, than brain plasticity.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.2283-2288
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• 2009

인간의 시각정보처리는 망막에서 입력된 영상을 시각피질에 전달될 때 많은 특성을 가지고 있다. 그 중에서 확대성질과 방향성에 대한 민감도를 분석하여 영상인식에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 확대성질은 중심와의 영역이 시각피질에서 확대영역으로 할당되는 사실을 확대배율이라고 부른다. 방향수직반응의 가중치와 수평 및 대각선반응의 가중치를 여러 가지로 변동하여 영상의 인식률을 비교함으로써 수직반응 정도에 매우 민감함을 보이며 차후 인간시각모델 구성에 적용하고자 한다.