• 한국환경과학회지
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• 제33권1호
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• pp.1-8
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• 2024

When situated in green landscapes, water bodies play a crucial role in positively influencing mood and mental health, yet research on the cognitive mechanisms underlying these therapeutic effects is lacking. This study is intended to examine differences in brain function among adult males exposed to forest landscapes with or without water bodies. The wooded landscapes included views of a waterfall, a valley, and a forest without water. The control group was exposed to a local urban landscape. Twelve adult males participated in a field experiment in which prefrontal cortex (PFC) activity was measured using near-infrared spectroscopy (NIRS). In the experiment, participants engaged in low-intensity walking in three forested areas with similar vegetation and climatic conditions. Participants showed significant differences in left PFC activity depending on whether they were in the three forested landscapes or in the control landscape (P < 0.01). An analysis of variance (ANOVA) confirmed that significantly lower left PFC activity was recorded in the wooded landscape containing a water view . Notably, the lowest PFC values recorded in the landscape with a waterfall view suggest that landscapes with dynamic water flow may be associated with greater therapeutic benefits in terms of PFC activity than static landscapes. Our results underscore that water is a critical aspect of a landscape due to its therapeutic benefits and should be incorporated in the planning and design of green spaces for health promotion.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2008년도 학술대회 2부
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• pp.501-506
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• 2008

본 연구에서는 가상현실을 이용한 단서노출치료가 흡연자의 니코틴 갈망수준을 감소시키는지를 알아보았다. 이를 위하여 8명의 흡연청소년을 대상으로 6회기의 가상환경 단서노출치료를 실시하였다. 또한 단서노출치료 실시전과 후에 흡연관련 사진과 중립사진을 제시하는 동안 참가자들의 뇌를 기능성 자기공명영상장치(fMRI)로 측정하였다. 그 결과 단서노출실시 전에는 prefrontal cortex(PFC), Anterior cingulate gyrus(ACC) 영역을 비롯한 7개의 영역이 활성화되었고, 단서노출치료 후에는 right middle frontal gyrus, right uncus, left medial frontal gyrus, right fusiform gyrus, 그리고 right superior frontal gyrus 영역이 활성화되었다. 단서노출치료 전과 후의 비교에 서는 PFC가 관찰되었다. 본 연구의 결과로 흡연자의 흡연 갈망은 감소되었으며, 가상현실단서노출치료는 흡연자들 뿐 아니라 여러 물질의존자들의 치료에 유용한 방법이 될 것이라는 것을 시사한다.

• BMB Reports
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• 제47권6호
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• pp.324-329
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• 2014

Regulators of G-protein signaling (RGS) proteins regulate certain G-protein-coupled receptor (GPCR)-mediated signaling pathways. The GABAB receptor ($GABA_BR$) is a GPCR that plays a role in the stress response. Previous studies indicate that acute immobilization stress (AIS) decreases RGS4 in the prefrontal cortex (PFC) and hypothalamus (HY) and suggest the possibility of a signal complex composed of RGS4 and $GABA_BR$. Therefore, in the present study, we tested whether RGS4 associates with $GABA_BR$ in these brain regions. We found the co-localization of RGS4 and $GABA_BR$ subtypes in the PFC and HY using double immunohistochemistry and confirmed a direct association between $GABA_{B2}R$ and RGS4 proteins using co-immunoprecipitation. Furthermore, we found that AIS decreased the amount of RGS4 bound to $GABA_{B2}R$ and the number of double-positive cells. These results indicate that $GABA_BR$ forms a signal complex with RGS4 and suggests that RGS4 is a regulator of $GABA_BR$.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권2호
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• pp.127-136
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• 2009

목적: 정상인을 대상으로 과제의 규칙을 모른체 의사결정를 하는 경우 시간에 따른 뇌활성 영역의 차이를 lowa Gambling 과제를 수행하는 자기공명 뇌기능 영상을 사용하여 알아보고자하였다. 대상 및 방법: 14명의 오른손잡이 정상인(여자 5명, 남자 9명, 평균나이 26.8세)을 대상으로 100개로 구성된 lowa Gambling과제를 수행하는 동안 자기공명 뇌기능영상을 획득하였다. GE 3.0T 자기공명영상 장치에서 혈액산소포화 의존(BOLD)기법을 사용하여 EPI 데이터 (에코시간 40 ms, 반복시간 2000 ms, 매트릭스 $64{\times}64$)를 획득한 후 MATLAB버전 7.2 (The Mathworks Inc., Natick, MA, USA)와 Statistical Parametric Mapping (SPM 2; Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London, UK) 분석툴을 이용하여 총 100개 중 20개 단위로 구성된 5개의 블록으로 나누어 분석하였다. 결과: 과제 수행초기 블록에서는 위쪽 중앙 전전두뇌엽에서의 뇌활성화를 나타내고 과제를 수행해 감에 따라 뇌활성화 영역이 점차 중앙 전전두뇌엽의 아래족으로 이동하는 결과를 나타내었다 (p < 0.005). 결론: 의사결정 과제의 규칙을 모르는 경우 과제를 수행하며 규칙을 알아가는데는 위쪽 중앙 전전두뇌엽의 영역을 사용하고 과제의 규칙을 깨달은 다음 의사결정을 수행하는 경우에는 아래쪽 중앙 전전두뇌엽의 영역을 사용함을 알수 있었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.101-111
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• 2022

조건부 자율주행 차량은 주행 상황에 따라 운전자에게 제어권을 인계해야 한다. 그러나 운전자가 비운전 과제에 몰입해 있다면, 상황에 맞는 의사결정을 하지 못할 수 있다. 선행연구에서는 주행 방향정보를 제공하는 단서 자극 (Cue)이 제어권 전환 성능을 높인다는 것을 확인했으나, 이러한 방법론이 실제 운전자의 뇌 활성도에 미치는 영향에 관한 연구는 매우 제한적이다. 따라서 본 연구는 조건부 자율주행에서 제어권 전환 시, Cue에 따른 운전자의 뇌 활동을 평가한다. 총 25명의 피험자가 운전 시뮬레이터를 활용한 제어권 전환 성능에 평가를 수행하였다. 뇌 활동의 평가를 위해서는 혈액 내 산화 헤모글로빈 농도 변화를 통해 뇌 활성화를 측정하는 기능적 근적외 분광법이 사용되었으며 뇌 영역 중 전전두피질 (Prefrontal Cortex; PFC)의 활성화를 평가했다. 실험결과, Cue가 존재하는 경우 운전자의 PFC가 활성화되어 안정적인 제어권 전환 성능이 형성됨을 확인하였다. 본 연구는 Cue가 운전자의 뇌 활성도에 미치는 영향을 정량적으로 확인하였다는 점에서, 향후 조건부 자율주행에서 생체반응을 활용한 제어권 전환 성능 평가 연구에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제44권4호
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• pp.603-610
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• 2020

Background: Depression is a common neuropsychiatric disease that shows astrocyte pathology. Ginsenoside Rf (G-Rf) is a saponin found in Panax ginseng which has been used to treat neuropsychiatric diseases. We aimed to investigate antidepressant properties of G-Rf when introduced into the L-alphaaminoadipic acid (L-AAA)-infused mice model which is representative of a major depressive disorder that features diminished astrocytes in the brain. Methods: L-AAA was infused into the prefrontal cortex (PFC) of mice to induce decrease of astrocytes. Mice were orally administered G-Rf (20 mg/kg) as well as vehicle only or imipramine (20 mg/kg) as controls. Depression-like behavior of mice was evaluated using forced swimming test (FST) and tail suspension test (TST). We observed recovery of astroglial impairment and increased proliferative cells in the PFC and its accompanied change in the hippocampus by Western blot and immunohistochemistry to assess the effect of G-Rf. Results: After injection of L-AAA into the PFC, mice showed increased immobility time in FST and TST and loss of astrocytes without significant neuronal change in the PFC. G-Rf-treated mice displayed significantly more decreased immobility time in FST and TST than did vehicle-treated mice, and their immobility time almost recovered to those of the sham mice and imipramine-treated mice. G-Rf upregulated glial fibrillary acidic protein (GFAP) expression and Ki-67 expression in the PFC reduced by L-AAA and also alleviated astroglial change in the hippocampus. Conclusion: G-Rf markedly reversed depression-like behavioral changes and exhibited protective effect against the astrocyte ablation in the PFC induced by L-AAA. These protective properties suggest that G-Rf might be a therapeutic agent for major depressive disorders.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.219-224
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• 2001

본 연구에서는 개인의 성격이 소리자극에 의하여 유도되는 감성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 대학생 450명(남자: 210명)을 대상으로 행동활성화체계(BAS)와 행동억제체계(BIS) 민감성의 고저에 따라 두 집단을 추출하여 안정상태에서 전전두엽(PFC)의 비대칭적 활성화를 측정한 뒤, 긍정감성과 부정감성을 각각 유발하는 소리들을 제시하여 느끼는 감성에 대한 심리반응 변화를 평가하고 이에 따른 전전두엽의 비대칭적 활성화의 변화를 관찰하였다. 긍정감성과 부정감성을 유도하는 소리는 명상음악과 소음을 각각 사용하였으며 안정상태와 음향청취상태에서의 전전두엽 영역 활성화를 관찰하기 위하여 F7와 F8 부위에서 EEG의 알파밴드(8-13 Hz) 활성도를 분석하였다.

• Toxicological Research
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• 제31권1호
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• pp.17-23
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• 2015

Excessive manganese (Mn) in the brain promotes a variety of abnormal behaviors, including memory deficits, decreased motor skills and psychotic behavior resembling Parkinson's disease. Hereditary hemochromatosis (HH) is a prevalent genetic iron overload disorder worldwide. Dysfunction in HFE gene is the major cause of HH. Our previous study has demonstrated that olfactory Mn uptake is altered by HFE deficiency, suggesting that loss of HFE function could alter manganese-associated neurotoxicity. To test this hypothesis, Hfe-knockout ($Hfe^{-/-}$) and wild-type ($Hfe^{+/+}$) mice were intranasally-instilled with manganese chloride ($MnCl_2$ 5 mg/kg) or water daily for 3 weeks and examined for memory function. Olfactory Mn diminished both short-term recognition and spatial memory in $Hfe^{+/+}$ mice, as examined by novel object recognition task and Barnes maze test, respectively. Interestingly, $Hfe^{-/-}$ mice did not show impaired recognition memory caused by Mn exposure, suggesting a potential protective effect of Hfe deficiency against Mn-induced memory deficits. Since many of the neurotoxic effects of manganese are thought to result from increased oxidative stress, we quantified activities of anti-oxidant enzymes in the prefrontal cortex (PFC). Mn instillation decreased superoxide dismutase 1 (SOD1) activity in $Hfe^{+/+}$ mice, but not in $Hfe^{-/-}$ mice. In addition, Hfe deficiency up-regulated SOD1 and glutathione peroxidase activities. These results suggest a beneficial role of Hfe deficiency in attenuating Mn-induced oxidative stress in the PFC. Furthermore, Mn exposure reduced nicotinic acetylcholine receptor levels in the PFC, indicating that blunted acetylcholine signaling could contribute to impaired memory associated with intranasal manganese. Together, our model suggests that disrupted cholinergic system in the brain is involved in airborne Mn-induced memory deficits and loss of HFE function could in part prevent memory loss via a potential up-regulation of anti-oxidant enzymes in the PFC.

• 감성과학
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• 제8권1호
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• pp.47-54
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• 2005

본 연구에서는 행동활성화체계(behavioral activation system : BAS)와 행동억제체계(behavioral inhibition system BIS)의 개인차가 음향감성에 의한 전전두엽의 비대칭성과 심박동변이도(heart rate variability : HRV)에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 이를 위하여 피험자들을 BAS와 BIS 민감성의 고저에 따라 네 집단으로 분류하고 명상음악과 소음이 제시되는 동안 전전두엽의 비대칭성과 심박동변이도를 측정하였다. 전전두엽의 비대칭성을 측정한 결과, 명상음악에서는 BAS가 BIS에 비하여 민감도가 상대적으로 높을수록 전전두엽 편측치(asymmetry score)가 증가하였고, 소음조건에서는 BAS와 BIS 중 어느 하나라도 민감도가 높으면 소음과 같은 부정감성을 유발시키는 음 환경에서는 전전두엽의 편측치가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 부정감성이 상대적으로 우측 전전두엽의 활성화를 증가시키는 반면, 긍정감성은 좌측 전전두엽의 활성화를 증가시킴을 알 수 있었다. 심박동변이도를 각 주파수 대역별로 전력을 분석한 결과, 명상음악에서는 BAS가 높고 BIS는 낮은 집단이 BAS와 BIS가 모두 낮은 집단에 비하여 심박동변이조의 감성평가지표로 알려진 MF/(LF+HF)가 유의하게 높았다. 또한 BAS가 높고 BIS는 낮은 집단은 명상음악 청취시가 소음 청취시에 비하여 MF/(LF+HF)가 더 높은 경향을 보였는데, 이는 BAS가 높고 BIS는 낮은 집단이 다른 집단에 비하여 긍정감성에 더 민감함을 의미한다. 본 연구결과는 전전두엽 비대칭성과 심박동변이도, 특히 MF/(LF+HF)가 긍정 및 부정감성을 평가할 수 있는 지표로 사용될 수 있음을 시사한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.838-842
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• 2007

A brain-computer interface(BCI) system is a communication channel which transforms a subject's thought process into command signals to control various devices. These systems use electroencephalographic signals or the neuronal activity of many single neurons. The presented study deals with an efficient analysis method of neuronal signals from a BCI System using an independent component analysis(ICA) algorithm. The BCI system was implemented to generate event signals coding movement information of the subject. To apply the ICA algorithm, we obtained the perievent histograms of neuronal signals recorded from prefrontal cortex(PFC) region during target-to-goal(TG) task trials in the BCI system. The neuronal signals were then smoothed over 5ms intervals by low-pass filtering. The matrix of smoothed signals was then rearranged such that each signal was represented as a column and each bin as a row. Each column was also normalized to have a unit variance. As a result, we verified that different patterns of the neuronal signals are dependent on the target position and predefined event signals.