본 논문에서는 음악적 자극이 인간의 수리적 두뇌활동에 미치는 영향을 조사하는 것을 목적으로 하여 피험자의 뇌파를 분석한 결과를 제시한다. 음악적 자극으로는 진정성향의 음악과 자극성향의 음악을 선정하였고, 피험자의 뇌파에서는 집중력과 상관성이 높은 SMR파와 중간 베타파를 분석하여 비교하였다. 본 논문의 실험결과에서는 음악적 자극과 동시에 과제를 수행할 때의 파워가 더 높게 관측되었고, 진정성향의 음악적 자극이 자극성향의 음악적 자극보다 인간의 집중력에 방해되지 않는 것으로 나타났다.
Recently, methodologies for developing brain-computer interface (BCI) games using the BCI have been actively researched. The existing general framework for processing brain waves does not provide the functions required to develop BCI games. Thus, developing BCI games is difficult and requires a large amount of time. Effective BCI game development requires a BCI game framework. Therefore the BCI game framework should provide the functions to generate discrete values, events, and converted waves considering the difference between the brain waves of users and the BCIs of those. In this paper, BCI game frameworks for processing brain waves for BCI games are proposed. A variety of processes for converting brain waves to apply the measured brain waves to the games are also proposed. In an experiment the frameworks proposed were applied to a BCI game for visual perception training. Furthermore, it was verified that the time required for BCI game development was reduced when the framework proposed in the experiment was applied.
본 연구에서는 뉴로피드백을 이용한 로봇 발명 교육 프로그램이 ADHD 아동의 주의집중력에 미치는 영향을 연구하였다. 이를 위하여 12차시로 구성된 로봇 발명 교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램에서 학생들은 스스로 로봇을 만든 다음 뇌파 측정 장치를 이용하여 로봇을 움직이는 활동을 한다. 뇌파의 측정은 뉴로스카이의 마인드셋을 이용하였으며, 퍼즐박스를 이용하여 뇌파 신호를 로봇에 전달하였다. 실험을 위하여 천안 지역 ADHD 아동 8명을 대상으로 선정하였다. 연구는 총 10회에 걸쳐 진행되었다. 주의집중력 변화를 살펴보기 위한 도구로 행동 관찰, 부모용 아동 문제 행동 체크리스트, 교사용 주의력 결핍 평정 척도, ADS 등을 이용하여 사전 사후 검사를 실시하였다. 행동관찰 결과 평균 45%이상의 주의산만 행동을 보이던 아동들이 32%까지 감소하였다. 부모용 아동문제 행동 체크리스트의 경우 큰 변화를 보이지 않았다. 교사용 주의력 결핍 척도인 CTRS-R의 경우 대상 아동 전체적으로 주의집중력이 향상되는 것으로 나타났다. ADS 검사 결과에서는 사전 측정시 정상 범위를 넘어선 수치가 프로그램이 진행됨에 따라 정상 수치로 나타나는 것을 볼 수 있었다.
본 연구는 성격구조인 자아상태(Ego-state)의 변화를 통해 자신의 성장과 건강의 유익성을 평가하고 있는 교류분석(Transactional Analysis : TA) 과 사람의 생체신호 중 뇌에서 발생하는 전기적 신호를 모니터링하는 뇌파를 이용하여 객관적으로 측정할 수 있는지를 알아보았다. 뇌파 검사결과, M형은 건강한 성인의 뇌파 소견으로 잠을 자지 않은 상태에서 후두부에서 a, ${\beta}$가 우세하게 관찰되었다. 특히, ${\beta}$는 긴장하거나 집중되는 정신 활동시 뇌 전체에 광범위하게 나타는데, M형의 실험자들은 N형의 실험자들과는 달리 안정된 상태에서도 ${\beta}$가 주종을 이루는 것을 알 수 있었다. N형은 건강한 성인의 뇌파 소견으로 잠을 자지 않은 상태에서 후두부에서 a, ${\beta}$가 우세하게 관찰되었다. 특히, 안정시에는 긴장이나 집중하는 M형과 달리, 긴장과 눈깜박임 같은 잡음도 나타나지 않았다. 더불어 이고그램의 패턴과 상관없이 A자아의 수치가 높은 대상자는 안정된 상태로 빨리 돌아오지 않고 눈깜박임과 침삼킴, 잡음이 많은 것을 보였다. 그리고 자아상태와 인생태도의 데이터의 차이가 모든 항목에서 같거나 -5이하인 11명의 뇌파가 전반적으로 $20{\mu}V$의 낮은 진폭을 보였다. 결론적으로 본 연구는 교류분석이론의 성격 패턴의 이론과 뇌파의 소견이 일치하는 것을 규명하였으며, 이고그램의 각 자아상태에 따라 뇌파 역시 관련이 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 지압과 온열이 조합된 지압온열침대를 사용하여 뇌파와 맥파의 생체신호에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 건강한 성인 40명을 대상으로 조합자극침대를 사용하는 실험군 20명과 무자극의 대조군 20명으로 나누었다. 실험 결과, 뇌파는 실험군에서 델타파와 세타파에서 유의미하게 증가하였고 알파파와 베타파는 유의미하게 감소하였다. 맥파는 실험군에서 부교감신경활성지표가 증가하였으며 심박은 감소하였다. 대조군에서는 아무런 차이가 없었다. 이러한 뇌파의 변화는 조합자극침대가 수면유도의 효과를 주는 것으로 볼 수 있으며 맥파의 변화는 이완의 효과가 나타났다고 할 수 있다. 이러한 연구는 다양한 조합자극기기와 기능성 침대 제품개발에 기초 데이터로 활용될 것으로 기대된다.
This paper describes a basic study for the classification of cognitive mental states as a basic research of a human-computer interface technique. To recognize the mental states, we obtained 22 subjects’brain waves in course of two types of experiments. One of the experiments is to choose an answer among yes, no or reject buttons, to underlying questions and the other is to select an icon displayed in a monitor screen. After acquiring the brain wave signals, we construct a feature set with the percent power increase for a given segment with respect to that of the reference period. The linear discriminative algorithm is used to classify the cognitive yes/no mental states.
Background and Objetive : The aim of this study was to investigate the effect of various electroacupuncture stimulation on NADPH-diaphorase in cerebral cortex, brain stem, cerebellum of spontaneously hypertensive rats. Materials and Methods : We evaluated the changes of NADPH-d-positive neurons using a histochemical method. The staining intensity of NADPH-d-positive neurons was assessed in a quantitative fashion using a microdensitometrical method based on optical density by means of an image analyzer. Results and Conculsion : The average optical density of NADPH-d-positive neurons of 100 Hz (bipolar square wave 0.2 ms duration and 100 Hz frequency) electroacupuncture treatment group significantly increased in most cortical areas comparison between the manual acupuncture and 2 Hz (bipolar square wave 0.2 ms duration and 2 Hz frequency) electroacupuncture groups. In the brain stem, the optical density of NADPH-d-positive neuron at only superficial gray layer of the superior colliculus area was same as cerebral cortex. We conclude that the morphological evidence for NADPH-d-positive neurons may be have regional change in cerebral cortex brain stem and cerebellum according to various electroacupuncture stimulations.
This study examined the relationships between protein expression and Poly ADP ribose polymerase in brain cell death in brains damaged by thrombotic stroke and treated with the Full Wave- Cockroft Walton (FWCW) method of Transcranial Magnetic Stimulation (TMS). The two-way switching element for TMS drove a half-bridge inverter of the current resonance of direct current voltage (+) and direct current voltage (-), and the experiment was conducted by stimulating the mice with thrombotic stroke through a range of pulses. Thrombotic stroke was caused of ligation of the common carotid artery of male SD mice, and blood reperfusion was conducted five minutes later. Protein expression was examined in immune reaction cells, which reacted to an antibody to Poly ADP ribose polymerase in the cerebrum cells, and western blotting. Observations of the PARP changes after thrombotic stroke showed that the number of Poly ADP ribose polymerase reactions were significantly lower (p < 0.05) in the group treated with TMS of the FWCW than the group with thrombotic stroke 24 hours after its onset. The application of FWCW-TMS helped prevent the necrosis of nerve cells and might prevent the brain damage that occurs as a result of thrombotic stroke, and improve the function recovery and disorder of brain cells.
본 연구는 두피에서 발생하는 EEG(electroencephalog ram)신호를 측정한 후 두뇌활동과 관련된 지표 중 집중도를 추출하여 집중도의 크기에 따라 하드웨어를 제어하는 집중도 무선전송 시스템을 구연하고자 하였다. 뇌파신호를 측정하여 집중도를 추출하기 위해 두피의 좌, 우 두 채널을 사용하였으며 Biopac의 MP-100과 EEG100C을 이용하여 뇌파신호 계측, 증폭 및 필터링을 하였다. 계측된 EEG 신호로부터 특정 주파수 대역 및 스펙트럼을 분석하기 위해서 LabVIEW 8.5를 이용하여 FFT(Fast Fourier Transformation) 처리를 하였다. 이를 통해 ${\alpha}$파, ${\beta}$파, ${\theta}$파, ${\delta}$파 주파수영역으로 분류한 후 집중도 추출 알고리즘을 적용하여 집중도 지표를 추출하였고 추출된 집중도 신호를 무선전송하여 BCI(Brain Computer Interface) 기술에 응용하고자 레고 자동차에 적응하여 보았다.
Background: Although cranial electrotherapy stimulation (CES) is reported to have positive effects on mental functions such as depression and sleep improvement, detailed studies regarding awakening, attention and concentration among brain waves reflecting brain activity are lacking. Objective: To examine the effects of cranial electrotherapy stimulation (CES) on various electroencephalograms (EEGs) reflecting brain activities. Design: Randomized controlled clinical trial (single blind) Methods: This study selected 30 healthy adult women in their 20s who volunteered for this experiment. A total of 30 subjects were randomly assigned to three groups (Sham group, 0.5 Hz CES group, and 100 Hz CES group). EEGs were measured before and after the single CES, and the results were compared and analyzed. Results: The relative theta, alpha, and gamma waves indicated no significant differences in the interaction effects between time and group. The relative fast alpha wave only showed significant differences in the interaction effects between time and group in P4. The relative slow beta wave only indicated statistically significant differences in the interaction effects between time and group in T3 and T4. The relative mid and fast beta waves showed statistically significant differences in the interaction effects between time and group in all areas. Conclusions: These results suggest that a CES of 0.5 Hz awakens consciousness and has a positive influence on brain activity, while a CES of 100 Hz has a positive influence on thinking activity accompanying mental load during concentrating on one subject.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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