• 제목/요약/키워드: brain stimulation

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침자극에 의한 안정성 네트워크 변화를 관찰하기 위한 Regional Homogeneity와 Amplitude of Low Frequency Fluctuation의 변화 비교: fMRI연구 (Changes of Regional Homogeneity and Amplitude of Low Frequency Fluctuation on Resting-State Induced by Acupuncture)

  • 여수정
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제30권3호
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    • pp.161-170
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    • 2013
  • 목적 : 침치료는 침자극을 가한 뒤, 발침한 뒤에 효과를 나타낸다. 그러므로 침연구에 있어서 침자극을 가하고 발침한 뒤에 나타나는 침의 반응을 관찰하여야 할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 안정성 네트워크를 이용하여 침자극 후의 반응을 관찰하여 발침 후에 뇌에 미치는 침의 반응을 관찰하였다. 방법 : 침자극에 의하여 나타나는 안정성 네트워크의 변화를 관찰하기 위하여 기능성 자기공명 영상장치를 사용하여 12명의 건강인을 대상으로 우측 양릉천 혈자리에 자침한 후, 침자극 전후의 뇌를 촬영하였다. 그리고 regional homogeneity(ReHo)와 amplitude of low frequency fluctuation(ALFF)를 이용하여 데이터를 분석하였다. 결과 : ReHo와 ALFF에서 공통적으로 안정성 네트워크가 증가된 영역은 좌우측 중전두이랑, 좌측 내측전두이랑, 좌측 상전두이랑, 그리고 우측 뒤쪽 띠이랑의 뇌부위였다. 특히 ReHo분석 결과 섬엽, 앞쪽 띠이랑과 선조체에서 안정성 네트워크가 증가된 것이 관찰되었는데, 이들 영역은 침의 진통작용과 관련된 영역들이다. 하지만 ALFF 분석결과에서는 이들 영역들이 나타나지 않았다. 결론 : ReHo와 ALFF 모두에서 침자극에 의한 안정성 네트워크의 변화를 관찰할 수 있었다. 또한 ReHo분석을 통하여 침자극에 의한 진통관련 영역들의 반응을 관찰할 수 있었다.

대학생의 학업성취도에 따른 시각적 작동 기억 차이: 기능적 자기공명영상법 (Difference of working memory according to academic achievement with college students: functional Magnetic Resonance Imaging)

  • 홍재란;황정하;김은정
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.173-182
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    • 2012
  • 작동 기억력은 학업성취도와 높은 상관을 보이는 요인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 정상 대학생중 학업성취도 상위군과 하위군 학생들이 시각적 작동 기억의 부호화와 인출과제를 수행함에 있어 대뇌 활성화에 어떠한 차이가 있는지를 기능적 자기공명영상법을 이용하여 알아보고자 하였다. 실험에 동의한 20명의 대학생들을 학업성취도 상위군 10명과 하위군 10명으로 나눴다. 십자가를 응시하는 휴지기와 도형을 기억하고 인출하는 활성기가 2번 반복되는 210초 프로토콜을 적용하였고, 유의수준 95%에서 두 군의 대뇌활성화 차이를 알아보았다. 부호화의 경우 작동 기억을 담당하는 양측 배측 전전두엽(BA 46)과 주의력과 관련 있는 하두정엽과 시각 연합영역에서 상위군이 하위군에 비해 높은 활성화를 보였고, 인출의 경우 우측 배측 전전두엽(BA 44)과 모양의 판단과 관련 있는 우측 방추 상회와 설상회 등에서 우세를 보였다. 반면 하위군은 부호화의 경우 대상회에서 인출의 경우 시상과 기저핵 그리고 소뇌 등에서 상위군에 비해 높은 활성화를 보였다. 결론적으로 학업성취도 상위군이 부호화의 경우 작동 기억과 주의력에 관여하는 영역에서 인출의 경우 판단에 관련된 영역에서의 활성화가 높아 하위군에 비해 효과적인 작동 기억이 이루어짐을 알 수 있었다.

Oral Administration of Gintonin Attenuates Cholinergic Impairments by Scopolamine, Amyloid-β Protein, and Mouse Model of Alzheimer's Disease

  • Kim, Hyeon-Joong;Shin, Eun-Joo;Lee, Byung-Hwan;Choi, Sun-Hye;Jung, Seok-Won;Cho, Ik-Hyun;Hwang, Sung-Hee;Kim, Joon Yong;Han, Jung-Soo;Chung, ChiHye;Jang, Choon-Gon;Rhim, Hyewon;Kim, Hyoung-Chun;Nah, Seung-Yeol
    • Molecules and Cells
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    • 제38권9호
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    • pp.796-805
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    • 2015
  • Gintonin is a novel ginseng-derived lysophosphatidic acid (LPA) receptor ligand. Oral administration of gintonin ameliorates learning and memory dysfunctions in Alzheimer's disease (AD) animal models. The brain cholinergic system plays a key role in cognitive functions. The brains of AD patients show a reduction in acetylcholine concentration caused by cholinergic system impairments. However, little is known about the role of LPA in the cholinergic system. In this study, we used gintonin to investigate the effect of LPA receptor activation on the cholinergic system in vitro and in vivo using wild-type and AD animal models. Gintonin induced $[Ca^{2+}]_i $ transient in cultured mouse hippocampal neural progenitor cells (NPCs). Gintonin-mediated $[Ca^{2+}]_i $ transients were linked to stimulation of acetylcholine release through LPA receptor activation. Oral administration of gintonin-enriched fraction (25, 50, or 100 mg/kg, 3 weeks) significantly attenuated scopolamine-induced memory impairment. Oral administration of gintonin (25 or 50 mg/kg, 1 2 weeks) also significantly attenuated amyloid-${\beta}$ protein ($A{\beta}$)-induced cholinergic dysfunctions, such as decreased acetylcholine concentration, decreased choline acetyltransferase (ChAT) activity and immunoreactivity, and increased acetylcholine esterase (AChE) activity. In a transgenic AD mouse model, long-term oral administration of gintonin (25 or 50 mg/kg, 3 months) also attenuated AD-related cholinergic impairments. In this study, we showed that activation of G protein-coupled LPA receptors by gintonin is coupled to the regulation of cholinergic functions. Furthermore, this study showed that gintonin could be a novel agent for the restoration of cholinergic system damages due to $A{\beta}$ and could be utilized for AD prevention or therapy.

Phospholipase Cγ의 생리적 기능과 질병과 연관된 돌연변이 (Physiological Roles of Phospholipase Cγ and Its Mutations in Human Disease)

  • 장현준;최장현;장종수
    • 생명과학회지
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    • 제30권9호
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    • pp.826-833
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    • 2020
  • Phospholipase C gamma (PLCγ)는 phosphatidylinositol을 가수분해하여 신호전달 과정에 참여하는 PLC의 주요한 isotype으로 γ-specific array의 특징적인 구조를 바탕으로 receptor tyrosine kinases 및 non-receptor tyrosine kinase 신호를 주로 매개한다. PLCγ1과 PLCγ2의 두 isozyme이 존재하며 다양한 세포에서 발현하여 cell proliferation, migration 및 differentiation 등 여러 세포작용을 조절하고 있다. 최근의 연구들에서 PLCγ 돌연변이가 cancer와 immune disease 및 brain disorder 등에 연관된다는 것이 밝혀지고 있으며 genetic model을 통해 PLCγ의 생리적·병리적 기능이 제시되었다. 본 리뷰에서는 최신의 연구 결과들을 바탕으로 PLCγ의 구조와 활성 조절 기전에 대해 기술하고 나아가 여러 질병의 발병과 진행에서 보고된 PLCγ의 돌연변이와 knockout 마우스를 활용한 연구 결과를 바탕으로 생리적·병리적 관점에서 PLCγ의 역할에 대해 고찰하였다.

Proinflammatory Cytokine and Nitric Oxide Production by Human Macrophages Stimulated with Trichomonas vaginalis

  • Han, Ik-Hwan;Goo, Sung-Young;Park, Soon-Jung;Hwang, Se-Jin;Kim, Yong-Seok;Yang, Michael Sungwoo;Ahn, Myoung-Hee;Ryu, Jae-Sook
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제47권3호
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    • pp.205-212
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    • 2009
  • Trichomonas vaginalis commonly causes vaginitis and perhaps cervicitis in women and urethritis in men and women. Macrophages are important immune cells in response to T. vaginalis infection. In this study, we investigated whether human macrophages could be involved in inflammation induced by T. vaginalis. Human monocyte-derived macrophages (HMDM) were co-cultured with T. vaginalis. Live, opsonized-live trichomonads, and T. vaginalis Iysates increased proinflammatory cytokines, such as TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$, and IL-6 by HMDM. The involvement of nuclear factor (NF)-${\kappa}B$ signaling pathway in cytokine production induced by T. vaginalis was confirmed by phosphorylation and nuclear translocation of p65 NF-${\kappa}B$. In addition, stimulation with live T. vaginalis induced marked augmentation of nitric oxide (NO) production and expression of inducible NO synthase (iNOS) levels in HMDM. However, trichomonad-induced NF-${\kappa}B$ activation and TNF-${\alpha}$ production in macrophages were significantly inhibited by inhibition of iNOS levels with L-NMMA (NO synthase inhibitor). Moreover, pretreatment with NF-${\kappa}B$ inhibitors (PDTC or Bay11-7082) caused human macrophages to produce less TNF-${\alpha}$. These results suggest that T. vaginalis stimulates human macrophages to produce proinflammatory cytokines, such as IL-1, IL-6, and TNF-${\alpha}$, and NO. In particular, we showed that T. vaginalis induced TNF-${\alpha}$ production in macrophages through NO-dependent activation of NF-${\kappa}B$, which might be closely involved in inflammation caused by T. vaginalis.

감마나이프 시상하핵파괴술에서 목표물 위치측정을 위한 렉셀 감마플랜 능력의 조사 (Investigation of Leksell GammaPlan's ability for target localizations in Gamma Knife Subthalamotomy)

  • 허병익
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권7호
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    • pp.901-907
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    • 2019
  • 이 연구의 목적은 기능성 질환의 감마나이프 시상하핵파괴술(또는 담창구파괴술, 시상파괴술)에서 렉셀 감마플랜의 표적 위치측정의 능력을 평가하는 것이다. 렉셀 감마플랜의 위치 설정의 정확성을 평가하기 위해 본원에서 뇌심부 자극술 수술을 받은 10명의 환자에 대해 렉셀 감마플랜(또는 렉셀 써지플랜)과 저자의 알고리즘에 의해 계산된 표적 좌표들의 차이 Δr가 평가 되었다. Δr는 0.0244663 mm에서 0.107961 mm까지 범위의 값을 가졌다. Δr의 평균은 0.054398 mm이었다. 또한 정위 공간과 뇌지도 공간 두 좌표계 사이의 위치 관계를 결정하기 위하여 좌표변환 행렬을 매스매티카(Mathematica)의 의사역행렬 또는 특이값 분해를 사용하여 계산하였다. 정교한 정위틀 장착에도 불구하고 요(yaw)는 -3.44739 도에서 1.82243 도, 피치(pitch)는 -4.57212 도에서 0.692063 도, 롤(roll)은 -6.38239 도에서 7.21426 도까지의 정렬 불량(misalignment)이 나타났다. 결론적으로, 사내 알고리즘을 사용하여 감마나이프 플랫폼에서 렉셀 감마플랜(또는 렉셀 써지플랜)의 위치 설정에 대한 정확도를 확인함으로써 뇌심부 자극술에 금기 사항이 있는 개인이나 노인과 같이 종래 수술에 고위험으로 간주되는 환자에 대한 난치성 운동이상 질환의 대체 치료법으로 안전과 효능을 가진 감마나이프 시상하핵파괴술(또는 담창구파괴술, 시상파괴술)이 추천된다. 향후 기능성 질환의 표적 위치측정을 위해 제안된 알고리즘은 여러 감마나이프 센터의 운동이상 질환 치료에 기여할 것이라 사료된다.

수컷 생식에 옥시토신의 역할 (Role of Oxytocin in Male Reproduction)

  • 이성호
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제13권2호
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    • pp.79-87
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    • 2009
  • 출산과 수유 과정에서의 잘 알려진 기능 때문에, 옥시토신(oxytocin, OT)은 '여성 뇌하수체후엽 호르몬(female nerohypophyseal hormone)'으로 알려져 왔다. 그러나 최신 연구들에 따르면 OT가 중추신경계와 말초조직 수준에서 수컷 생식을 조절하는 국부적인 기능을 가짐이 알려졌다. 일부 실험용 설치류에서, OT는 사회적인 자극들에 반응하여 뇌의 특정 지역으로 분비되는데, 이 뇌 OT와 그 수용체(OTR)를 매개로한 작용들은 수컷의 다양한 행동, 특히 교미 관련 행동의 조절에 깊이 관여한다. 최근에 개발된 OT와 OTR knockout 생쥐 모델들의 사회적, 성적 행도으이 분자 조절 기작들에 대한 중요한 실마리들을 제공하다. OT는 또한 설치류의 정소, 부정소, 전립선에서도 합성되며, 이들 조직에서도 OTR이 발현됨이 보고되어왔다. OT는 말초적으로 testosterone(T)을 dihydrotestosterone(DHT)로 전환시키는 5alpha-reductase의 활성조절을 통해 정소의 스테로이드호르몬 합성과 분비에 관여한다. 안드로겐 전환을 유도하는 OT 작용들이 부정소와 전립선에서도 발견되는데, 이는 OT가 이들 안드로겐 의존적인 생식도관의 기능들, 예를 들어 평활근 수축 유도와 같은 기능을 조절함을 시사한다. 이러한 맥락에서, 수컷의 뇌와 생싯기간 중추신경계와 생식기관에서의 OT의 기능들에 대한 향후 연구들은 복잡한 사회적, 성적 행동에 대한 이해 증진과 심리적 혹은 남성과학적 이상에 대한 치료법 개발에 대한 기반을 제공할 수 있을 것이다.

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한국형 뇌자도 시스템을 이용한 유발 자계 측정 및 임상 응용 (Measurement of Neuromagentic Evoked Fields Using Korean Magnetoencephalography system and Its Clinical Application)

  • 김봉수;장원석;황수정;김기웅;권혁찬;유권규;김진목;이용호;장진우
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권10호
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    • pp.213-220
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    • 2014
  • 시공간 분해능이 우수하고 비침습적으로 대뇌 신경활동의 측정이 가능한 뇌자도는 뇌기능 연구 및 뇌질환 진단에 유용한 진단용 의료기기이다. 순수 국내기술로 개발한 한국형 뇌자도 시스템을 임상시설(병원)에 설치하고 뇌질환 환자를 대상으로 유발자계를 측정, 분석하여 한국형 뇌자도 시스템의 임상 응용 가능성을 검토하였다. 1) 반측성 안면 경련 환자를 대상으로 소리자극에 대한 청각유발자계를 측정, 분석하여 안면신경과 청신경의 상호작용 여부 및 이명과의 연관성 검토, 2)뇌종양 환자의 정중신경 자극에 대한 체성감각 유발자계를 측정하여 뇌전증 유무에 따른 연관성 검토. 뇌자도 데이터의 분석 결과로부터 한국형 뇌자도 시스템이 뇌기능 연구 및 뇌질환 진단에 유용한 시공간적인 분석 정보를 제공할 수 있음을 시사하고 있다.

Trans-Cinnamaldehyde가 Lipopolysaccharide로 처리된 BV-2 cell에 미치는 항염증 기전 연구: Microarray 분석 (The Effect of Trans-cinnamaldehyde on the Gene Expression of Lipopolysaccharide-stimulated BV-2 Cells Using Microarray Analysis)

  • 선영재;최영곤;정미영;황세희;이제현;조정희;임사비나
    • 대한한의학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.13-27
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    • 2009
  • Objectives: Trans-cinnamaldehyde (TCA) is the main component of Cinnamomi Ramulus and it has been reported that TCA inhibits inflammatory responses in various cell types. Inflammation-mediated neurological disorders induce the activation of macrophages such as microglia in brain, and these activated macrophages release various inflammation-related molecules, which can be neurotoxic if overproduced. In this study, we evaluated gene expression profiles using gene chip microarrays in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated BV-2 cells to investigate the antiinflammatory effect of TCA on inflammatory responses in brain microglia. Methods: A negative control group was cultured in normal medium and a positive control group was stimulated with $1{\mu}g/ml$ in the absence of TCA. TCA group was pretreated with $10{\mu}g/ml$ before $1{\mu}g/ml$ LPS stimulation. The oligonucleotide microarray analysis was performed to obtain the expression profiles of 28,853 genes using gene chip mouse gene 1.0 ST array in this study. Results: In positive control group, 1522 probe sets were up-regulated in the condition of the cutoff value of 1.5-fold change and 341 genes with Unigene ID were retrieved. In TCA group, 590 probe sets were down-regulated from among 1522 probe sets and 33 genes with Unigene ID were retrieved, which included 6 inflammation-related genes. We found out that Id3 gene is associated with transforming growth factor-${\beta}$ (TGF-${\beta}$) signaling pathway and Klra8 gene is related to natural killer cell-mediated cytotoxicity pathway. Conclusions: The results mean that TCA inhibits inflammatory responses through down-regulating the expressions of inflammation-related genes in LPS-stimulated BV-2 cells.

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Red Ginseng Ameliorates Place Learning Deficits in Aged Rats Young Rats with Selective Hippocampal Lesions

  • Zhong, Yong-Mei;Hisao Nishijo;Teruko Uwano;Hidetishi Yamaguchi;Taketosho Ono
    • 고려인삼학회:학술대회논문집
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    • 고려인삼학회 1998년도 Advances in Ginseng Research - Proceedings of the 7th International Symposium on Ginseng -
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    • pp.1-11
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    • 1998
  • Ameliorating mechanisms of red ginseng on learning deficits were investigated in the following 3 experiments; its effects on 1) place learning deficits in aged rats and in young rats with selective hippocampal lesions (behavioral study), 2) long-term potentiation in the hippocampal formation (neuro- physiological study), and 3) ChAT (choline acetyl transferase) activity in various brain regions of aged rats (pharmacological study). In the behavioral study, first, performance in the place learning tasks were compared among 3 groups of young and aged rats; control young intact rats (10-12 week old) treated with water, aged rats (28-32 month old) treated with water, and aged rats (28-32 month old) treated with red ginseng (100 mghglday) suspended in water. Second, performance in the place learning tasks was compared among 3 groups of young rats; control intact rats treated with water, rats with bilateral hippocampal lesions treated with water, and rats with bilateral hippocampal lesions treated with red ginseng (100 mg/kg/day). Each rat in these 2 behavioral experiments was tested with the 3 types of the place learning tasks in a circular open field using intracranial self-stimulation (ICSS) as reward. The ICSS reward was delivered if the rat (1) moved distance of 100-160 cm (DMT): (2) entered an experiment-determined reward place within the open field, and this place was randomly varied in sequential trials (RRPST); or (3) entered 2 specific places, and did a shuttle behavior between the 2 places (PLT). Performance of the aged rats in the ginseng group was not significantly different from that of control young rats in ICSS (current intensity, bar press rates), DMT and RRPST. However, treatment with red ginseng significantly ameliorated place-navigation learning deficits in aged rats in the PLT. Similarly, red ginseng ameliorated learning and memory deficits in young rats with hippocampal lesions in the same tasks. In the neurophysiological study using young rats, perfusion of hippocampal slices with non-sapon in fraction of red ginseng significantly enhanced magnitudes of the long-term potentiation (LfP) in the CA3 subfield. In the pharmacological study, treatment with red ginseng did not affect ChAT activity in aged rat brain including the hippocampal formation. These results strongly suggest that red ginseng ameliorates learning and memory deficits in aged rats through actions on the CA3 subfield of the hippocampal formation, which were independent of the presynaptic components of the cholinergic system

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