• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권2호
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• pp.118-124
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• 2023

Many recent studies have reported that the quality of input learning data was vital to the detection of regions of interest. However, due to a lack of research on the quality of learning data on lesion detetcting using gastroscopy, we aimed to quantify the impact of quality difference in endoscopic images to lesion detection models using Image Quality Assessment (IQA) algorithms. Through IQA methods such as BRISQUE (Blind/Referenceless Image Spatial Quality Evaluation), Laplacian Score, and PSNR (Peak Signal-To-Noise) algorithm on 430 sheets of high quality data (HQD) and 430 sheets of low quality data (PQD), we showed that there were significant differences between high and low quality images in lesion detecting through BRISQUE and Laplacian scores (p<0.05). The PSNR value showed 10.62±1.76 dB on average, illustrating the lower lesion detection performance of PQD than HQD. In addition, F1-Score of HQD showed higher detection performance at 77.42±3.36% while F1-Score of PQD showed 66.82±9.07%. Through this study, we hope to contribute to future gastroscopy lesion detection assistance systems that involve IQA algorithms by emphasizing the importance of using high quality data over lower quality data.

• 디자인융복합연구
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• 제16권6호
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• pp.153-167
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• 2017

오늘 날 많은 로봇들이 탁상용으로 개발되면서, 사용자들은 작업환경에서 로봇과 음성을 기반으로 상호작용을 한다. 그러나 현재 기술적 한계로 인하여, 대안이 필요한 실정이다. 이에 생체신호 중 무조건 반사를 활용하여 사용자와 상호작용을 하는 로봇을 디자인하고자 본 연구를 설계하였다. 본 연구에서는 생체신호를 로봇에 보다 효과적으로 적용하기 위하여, 로봇 외형의 구체화 정도와 로봇의 반응 속도에 따라 사용자가 느끼는 로봇에 대한 전체적 서비스평가와 인지된 로봇의 지능, 적합성, 신뢰성, 사회성을 평가하였다. 실험 결과 로봇의 외형이 구체화되지 않은 2D로봇보다 외형이 구체화된 3D 로봇이 인지된 지능과 적합성이 긍정적으로 평가되었고, 반응 속도가 느릴 때보다 반응 속도가 빠를 때 전체적 서비스평가와 인지된 로봇의 지능, 적합성, 신뢰성, 사회성에서 긍정적으로 평가되었다. 또한 서비스, 신뢰성, 사회성 평가에서 로봇 외형의 구체화 정도와 로봇 반응 속도에 따른 교호효과가 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제44권6호
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• pp.392-403
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• 2023

This study presents a new hybrid fNIRS-EEG system to meet the demand for a lightweight and low-cost sleep pattern monitoring device. For multiple-channel configuration, a six-channel electroencephalogram (EEG) and a functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) system with eight photodiodes (PD) and four dual-wavelength LEDs are designed. To enhance the convenience of signal measurement, the device is miniaturized into a patch-like form, enabling simultaneous measurement on the forehead. Due to its fully integrated functionality, the developed system is advantageous for performing sleep stage classification with high-temporal and spatial resolution data. This can be realized by utilizing a two-dimensional (2D) brain activation map based on the concentration changes in oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin during sleep stage transitions. For the system verification, the phantom model with known optical properties was tested at first, and then the sleep experiment for a human subject was conducted. The experimental results show that the developed system qualifies as a portable hybrid fNIRS-EEG sleep pattern monitoring device.

• Molecules and Cells
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• 제46권10호
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• pp.627-636
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• 2023

Periodontal disease is a chronic inflammatory disease that leads to the gradual destruction of the supporting structures of the teeth including gums, periodontal ligaments, alveolar bone, and root cementum. Recently, interests in alleviating symptoms of periodontitis (PD) using natural compounds is increasing. Avenanthramide-C (Avn-C) is a polyphenol found only in oats. It is known to exhibit various biological properties. To date, the effect of Avn-C on PD pathogenesis has not been confirmed. Therefore, this study aimed to verify the protective effects of Avn-C on periodontal inflammation and subsequent alveolar bone erosion in vitro and in vivo. Upregulated expression of catabolic factors, such as matrix metalloproteinase 1 (MMP1), MMP3, interleukin (IL)-6, IL-8, and COX2 induced by lipopolysaccharide and proinflammatory cytokines, IL-1β, and tumor necrosis factor α (TNF-α), was dramatically decreased by Avn-C treatment in human gingival fibroblasts and periodontal ligament cells. Moreover, alveolar bone erosion in the ligature-induced PD mouse model was ameliorated by intra-gingival injection of Avn-C. Molecular mechanism studies revealed that the inhibitory effects of Avn-C on the upregulation of catabolic factors were mediated via ERK (extracellular signal-regulated kinase) and NF-κB pathway that was activated by IL-1β or p38 MAPK and JNK signaling that was activated by TNF-α, respectively. Based on this study, we recommend that Avn-C may be a new natural compound that can be applied to PD treatment.

• Animal Bioscience
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• 제37권1호
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• pp.61-73
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• 2024

Objective: The main objective of this study was to define molecular mechanisms associated with thermal stress responses of chickens from commercial broilers (BR, Ross 308), Thai native chickens (NT) and crossbreeds between BR×NT (H75). Methods: Twenty days before reaching specific market age, chickens from each breed were divided into control and thermal-stressed groups. The stressed groups were exposed to a cyclic thermal challenge (35℃±1℃ for 6 h, followed by 26℃±1℃ for 18 h) for 20 days. Control group was raised under a constant temperature of 26℃±1℃. Pectoralis major (n = 4) from each group was collected for transcriptome analysis using HiSeq Illumina and analysis of glycogen and lactate. Gene expression patterns between control and thermal-stressed groups were compared within the same breeds. Results: Differentially expressed transcripts of 65, 59, and 246 transcripts for BR, NT, and H75, respectively, were revealed by RNA-Seq and recognized by Kyoto encyclopedia of genes and genomes database. Pathway analysis underlined altered glucose homeostasis and protein metabolisms in all breeds. The signals centered around phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt signaling, focal adhesion, and MAPK signaling in all breeds with slight differences in molecular signal transduction patterns among the breeds. An extensive apoptosis was underlined for BR. Roles of AMPK, MAPK signaling and regulation of actin cytoskeleton in adaptive response were suggested for H75 and NT chickens. Lower glycogen content was observed in the breast muscles of BR and NT (p<0.01) compared to their control counterparts. Only BR muscle exhibited increased lactate (p<0.01) upon exposure to the stress. Conclusion: The results provided a better comprehension regarding the associated biological pathways in response to the cyclic thermal stress in each breed and in chickens with different growth rates.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-6
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• 2024

거미는 진동감각기관을 통하여 미세한 진동까지도 감지해낸다. 뛰어난 진동 감지 능력을 활용해 먹이나 포식자가 발생시키는 진동을 감지하여 공격을 계획하거나 위협을 파악하며 생존에 활용한다. 본 논문은 거미의 진동감각기관을 모사하여 개발된 초민감 진동압력센서에 대해 기술한다. 거미가 진동을 감지하는데 사용하는 감각기관에 위치한 작은 틈에 착안하여 센서에 균열을 생성하였고, 균열의 깊이를 제어하여 외부로부터 오는 압력이나 진동을 매우 민감하게 감지할 수 있는 센서를 개발하였다. 이 센서는 10 N의 인장응력을 적용하여 2%의 변형률에서 게이지 계수가 16000에 도달한다. 이는 높은 신호대잡음비를 가져 정확하게 원하는 진동을 인식할 수 있는 소자로서 외력(압력, 진동)과 생체 신호측정 등 다양한 평가를 통해 센서의 높은 민감도를 증명하였다. 이를 통하여 생체모사 기술을 활용한 새로운 센서의 개발 및 다양한 산업 분야로의 응용 가능성을 제시한다.

• 생물정신의학
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• 제8권1호
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• pp.96-105
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• 2001

임파구 IMPase mRNA 양이 lithium 투여 전의 양극성 기분장애 환자와 정상대조군 사이에서 차이를 보이는지 알아보기 위하여 이 연구를 시행하였다. 또한 lithium 투여 전과 투여 4주후 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양 사이에 변화가 있는지 알아보고, IMPase mRNA 양을 기준으로 환자의 정신병리와 임상경과를 예측할 수 있는지 알아보기 위하여 시행하였다. 최소 2주 이상 lithium을 투여하지 않은 상태의 16명(남자 6명, 여자 10명)의 양극성 기분장애 환자와 성별, 연령을 고려하여 선발한 정상 대조군의 임파구 IMPase mRNA 양을 RT-PCR을 이용하여 측정하였다. 환자군의 정신병리는 Young Mania Rating Scale과 Clinical Global Impression을 이용하여 입원 당일 및 4주 후에 각각 측정하였다. 결과는 다음과 같다. 환자군과 정상 대조군의 IMPase mRNA 양은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, lithium 투여 전과 투여 4주후 환자군의 IMPase mRNA 양의 변화도 통계적으로 유의하지 않았다. 그러나 lithium 투여 전에 측정한 환자군의 IMPase mRNA 양이 적을수록 4주 후의 정신병리가 심한 것으로 나타났다. 그리고 lithium 투여 전에 측정한 환자군의 IMPase mRNA양이 많을수록 4주 동안 뚜렷한 임상적 호전을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 임파구 IMPase mRNA 양이 양극성 기분장애 환자를 정상 대조군과 구분해 줄 수 있는 생물학적 특성은 아니었다. 그러나 lithium 치료 전의 IMPase mRNA 양이 환자의 정신병리와 임상경과에 대한 예측인자로 이용될 가능성을 시사하고 있다.

• KSBB Journal
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• 제19권6호
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• pp.471-477
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• 2004

중국의 약용 식물들은 중국에서 전통적으로 많은 질병을 예방하거나 치료하는데 쓰여 왔다. 백화사설초는 항암 활성을 지닌 중국의 약용 식물 중의 하나이다. Triterpenoid 화합물인 oleanolic acid와 ursolic acid는 이성질체이며 백화사설초에 포함되어있다 이들은 간 보호, 항염증, 항암, 항체형성 촉진 등의 효과가 알려져 있다. 유용물질을 생산할 목적으로 식물세포배양을 이용할 경우에는 배양조건을 제어함에 따라 유용물질을 포함한 세포를 효율적으로 얻을 수 있으며 수확도 쉽다. 따라서 백화사설초로부터 현탁세포를 유도하기 위해 기본적인 생장조절제인 2,4-D와 kinetin을 사용하였다. 무균 조건하에서 발아시킨 백화사설초의 잎을 사용하여 0.5 mg/L 2,4-D, 0.1 mg/L kinetin, 30 g/L sucrose가 첨가된 Schenk 및 Hildebrandt 배지에서 캘러스를 처음으로 유도하였다. 백화사설초의 현탁세포 유도와 oleanolic acid의 생산성을 위한 최적의 생장조절제 조건은 0.75 mg/L의 2,4-D와 0.1 mg/L의 kinetin이 첨가된 경우였다. Oleanolic acid가 소수성 물질이라는 것에 착안하여 역상 컬럼을 사용한 HPLC로 분석하였는데, Rexchrom S5-100-ODS column의 분리능이 가장 좋았다. Spectrophotometer와 photodiode array detector를 사용하여 oleanolic acid와 ursolic acid의 최적 UV 파장을 검색한 결과, 200 nm에서 최적의 UV 흡광도가 나타났다. 이동상은 acetonitrile과 water를 80 : 20으로, 유속은 1.0 mL/min로 결정하였다. Oleanolic acid의 생산을 증대시키기 위해 signal transducer와 abiotic elicitor를 배양 6일째 첨가하였고, 배양 10일째 수확하였다. 10 mM의 methyl jasmonate, 0.5 mM의 salicylic acid, 0.1 mM의 vanadyl sulfate를 처리했을 경우, 각각 63.6, 99.6, 67.0 mg/L의 oleanolic acid가 생산되었고, 이것은 control에서 생산된 양 (57.4 mg/L)보다 높았다. 특히, 0.5 mM의 salicylic acid를 처리한 경우는 control에 비해 1.74배로 증가하였다. Methyl jasmonate 100 mM을 배양 6일째 첨가했을 때의 세포생장 변화를 보면, 첨가 후 2일이 지나면서부터 세포의 양이 크게 감소하기 시작하여 첨가 4일 후부터는 변화가 없었다. 따라서 methyl jasmonate를 처리 후 4일이 지나면 세포가 모두 죽는다는 것을 알 수 있었다. Methyl jasmonate 100 mM을 첨가한 후 4일째에 수확한 세포로부터 나온 oleanolic acid의 앙은 5.3 mg/L로 매우 적었다. 반면에 첨가 후 2일째에 수확한 세포로부터 나온 양은 94.1 mg/L로 control (43.4 mg/L)에 비해 2.17배로 증가되었다.

• 생물정신의학
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• 제25권4호
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• pp.101-109
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• 2018

Objectives According to previous studies, the Chromogranin B (CHGB) gene could be an important candidate gene for schizophrenia which is located on chromosome 20p12.3. Some studies have linked the polymorphism in CHGB gene with the risk of schizophrenia. Meanwhile, smooth pursuit eye movement (SPEM) abnormality has been regarded as one of the most consistent endophenotype of schizophrenia. In this study, we investigated the association between the polymorphisms in CHGB gene and SPEM abnormality in Korean patients with schizophrenia. Methods We measured SPEM function in 24 Korean patients with schizophrenia (16 male, 8 female) and they were divided according to SPEM function into two groups, good and poor SPEM function groups. We also investigated genotypes of polymorphisms in CHGB gene in each group. A logistic regression analysis was performed to find the association between SPEM abnormality and the number of polymorphism. Results The natural logarithm value of signal/noise ratio (Ln S/N ratio) of good SPEM function group was $4.19{\pm}0.19$ and that of poor SPEM function group was $3.17{\pm}0.65$. In total, 15 single nucleotide polymorphisms of CHGB were identified and the genotypes were divided into C/C, C/R, and R/R. Statistical analysis revealed that two genetic variants (rs16991480, rs76791154) were associated with SPEM abnormality in schizophrenia (p = 0.004). Conclusions Despite the limitations including a small number of samples and lack of functional study, our results suggest that genetic variants of CHGB may be associated with SPEM abnormality and provide useful preliminary information for further study.nwhile, smooth pursuit eye movement (SPEM) abnormality has been regarded as one of the most consistent endophenotype of schizophrenia. In this study, we investigated the association between the polymorphisms in CHGB gene and SPEM abnormality in Korean patients with schizophrenia. MethodsZZWe measured SPEM function in 24 Korean patients with schizophrenia (16 male, 8 female) and they were divided according to SPEM function into two groups, good and poor SPEM function groups. We also investigated genotypes of polymorphisms in CHGB gene in each group. A logistic regression analysis was performed to find the association between SPEM abnormality and the number of polymorphism. ResultsZZThe natural logarithm value of signal/noise ratio (Ln S/N ratio) of good SPEM function group was $4.19{\pm}0.19$ and that of poor SPEM function group was $3.17{\pm}0.65$. In total, 15 single nucleotide polymorphisms of CHGB were identified and the genotypes were divided into C/C, C/R, and R/R. Statistical analysis revealed that two genetic variants (rs16991480, rs76791154) were associated with SPEM abnormality in schizophrenia (p = 0.004). ConclusionsZZDespite the limitations including a small number of samples and lack of functional study, our results suggest that genetic variants of CHGB may be associated with SPEM abnormality and provide useful preliminary information for further study.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권1호
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• pp.29-36
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• 2011

그람음성 간균인 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)은 비뇨기, 각막, 호흡기, 화상부위 등에 광범위하게 감염하는 기회감염성 병원균으로, 병원성의 발현에 세균의 세포밀도 인식 기전인 쿼럼 센싱(quorum sensing)이 매우 중요하게 관여한다. 사전 연구에서 녹농균 감염력을 제어하기 위한 방법으로 쿼럼 센싱의 주 신호물질인 N-3-oxododecanoyl-HSL(3OC12-HSL)의 분자 구조가 변형된 물질들을 합성하여 쿼럼 센싱 억제물질로 사용하고자 하였으며, 그 중 두 개의 물질들(5b, 5f)이 대장균을 이용한 스크리닝을 통해 녹농균의 주요 쿼럼 센싱 수용체 단백질인 LasR의 활성을 억제할 수 있음을 확인하였었다. 본 연구에서는 이 물질들의 효과를 보다 면밀히 분석하기 위하여 실제 녹농균에서 이 물질들이 쿼럼 센싱과 병독성을 억제할 수 있는지 분석해 보았다. 대장균을 이용한 리포터 분석에서와는 달리, 5b와 5f 모두 녹농균에서 직접 처리하였을 때는 LasR의 활성에 영향을 주지 못하였다. 대신 이 물질들은 녹농균의 또다른 쿼럼 센싱 수용체 단백질인 QscR의 활성에 선택적으로 영향을 주었다. 흥미롭게도 이 물질들의 효과는 대장균에서 얻어진 결과와는 달랐으며 다소 복잡하였다. 두 물질 모두 낮은 농도 범위(<10 ${\mu}m$)에서 QscR의 활성을 증가시켰으며, 높은 농도의 5f(${\approx}$1 mM)는 QscR을 강하게 억제하였다. 두 물질 모두 중요한 병독인자인 프로테아제 활성에는 영향을 주지 않으면서도, 만성감염을 매개하는데 중요한 생물막의 형성은 의미있게 감소시켰다. 특히 5f는 생물막의 성숙단계 보다는 녹농균 세포의 초기 부착을 억제하였다. 이러한 결과들을 바탕으로, 5f의 경우 독성의 증가 없이 생물막 형성을 억제할 수 있는 물질로 응용이 가능하다고 제안한다.