• 제목/요약/키워드: the prefrontal activation

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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.

흡연갈망의 신경해부학적 특이성:기능자기공명영상연구 (fMRI Investigation on Cue-induced Smoking Craving:A Case Report)

  • 임현국;배치운;이창욱
    • 생물정신의학
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    • 제12권1호
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    • pp.68-72
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    • 2005
  • Object:Nicotine dependence is the most common substance abuse disorder. One of the characteristics of nicotine dependence is craving. Regional activation of the brain induced by craving for nicotine was evaluated by using functional magnetic resonance imaging to investigate neuroanatomical site of smoking craving. Method:A smoker who satisfied DSM-IV criteria for nicotine dependence and a non smoker was studied. MRI data were acquired on a 1.5T Magnetom Vision Plus with a head volume coil. Two sets of visual stimuli were presented to subjects in a random manner. One was the film scenes of inducing smoking craving and the other was neutral stimuli not related to smoking. There were two fMRI sessions before and after smoking or sham smoking. Data were analyzed using SPM99. Results:fMRI showed significant activated area in anterior cingulate and medial frontal lobes in the smoker during smoking craving. Right dorsolateral prefrontal cortex and parietal lobes were activated in the control during visual stimulation before smoking. After smoking, there was no brain activation during visual stimulation in both of smoker and non smoker. Conclusion:Metabolic activity of the anterior cingulate and medial frontal lobes increased during craving for smoking. This result suggests that fMRI may be a valuable tool in the identification of neurobiological process of craving.

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fMRI에 반영된 다중언어화자의 L1, L2, L3 어휘 정보처리 특성과 대뇌 활성화 영역의 관련성 (Relations of multilingual's L1, L2, L3 lexical processing and cerebral activation areas in fMRI)

  • 남기춘;이동훈;오현금;유재욱
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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    • pp.313-316
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    • 2002
  • 본 연구에서는 기능적 자기공명 영상법(functional magnetic resonance imaging)을 이용하여, 한국어, 일어, 프랑스어, 영어 등 여러 언어를 구사할 수 있는 다중언어화자들을 대상으로 각 언어에 따른 대뇌 언어처리 과정을 알아보고, 그 처리과정이 해당언어의 유창성, 습득시기에 따라 어떻게 달라지는지를 알아보았다. 실험 결과, 언어처리에 있어 핵심적인 역할을 하는 것으로 보고되는 Broca 영역은 언어의 이해와 산출 과정에 모두 관계된 것으로 보이며, 언어의 산출과정에는 언어의 이해과정에 관계되는 영역외에 조음과정에 따른 영역의 활성화가 보고되었다. 또한 언어습득시기와 유창성에 따른 각 언어의 활성화를 살펴보면, 유창성이 높을수록 대뇌 활성화는 줄어들며, 유창성이 낮은 언어조건에서는 언어처리 영역의 활성화 수준이 높아지며 또한 우반구 및 전전두회(prefrontal gyrus)의 활성화가 높아지는 것이 보인다.

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합곡(合谷) 침자(鍼刺)가 뇌혈류에 미치는 영향에 대한 핵의학적 고찰 (The nuclear medical study on the effect of Hap-Kok(LI4) Acupuncture on cerebral blood flow)

  • 양유선;김성진;황유진;유동수;김민자;조은희;김현중;양명복;이병철;이인;이건목
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제18권6호
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    • pp.93-104
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    • 2001
  • Objective : To localize and compare the cerebral regions- activated by the the stimulation of traditional and burning acupunctures in right Hap-Kok (LI4) acupoints. Methods : Thirty-four healthy normal volunteers (19 males, 15 females, age 31${\pm}$11 years) were studies by rest/acupuncture Tc-99m HMPAO SPECT using same-dose sequential injection method using right Hap-Kok(LI4), traditional and burning acupunctures. All images were spatially normalized and the differences between rest and acupuncture activation state were statistically analyzed using SPM 96. Results : Statistical analysis of the effect by the stimulation using traditional acupuncture in right L14 showed regional cerebral perfusion increase in right inferior frontal lobe, right straight gyrus, left anterolateral frontal lobe, left anteroinferior temporal lobe, left posterior temporal lobe, and left cerebellum. In the stimulation using burning acupuncture in right LI4, regional cerebral perfusion increased in right posterior prefrontal lobe, right precental gyrus, right postcentral gyrus, right poteroinferior temporal lobe, left precentral gyrus, left Broca's area, left anterior parietal lobe, left posterior prefrontal lobe, and left cerebellum. In right LA, diffuse perfusion increase were noted in the both inferior frontal lobe by traditional acupuncture compared to burning acupuncture. Conclusion : The results localized the cerebral areas showed the effect of the acupuncture on cerebral blood flow. The effects of traditional and burning acupunctures on cerebral blood flow were similar in right Hap-Kok (LI4) acupoints. But the effects of traditional acupunctures on cerebral blood flow are stronger than those of burning acupunctures on cerebral blood flow.

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갬블링 과제를사용한 의사결정 과정에서 중앙 전전두엽의 영역별 활성화에 대한 연구 (Sequential Involvement of Distinct Portions of the Medial Prefrontal Cortex in Different Stages of Decision Making Using the Iowa Gambling Task)

  • 이재준;배성진;김양태;장용민
    • 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.

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기능적 자기공명영상을 이용한 수리연산의 대뇌 활성화에 관한 연구 (A Functional MRI Study on the Brain Activation Associated with Mental Calculation)

  • 최대섭;나동규;김삼수;조재민;박의동;정성훈;유재욱
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제9권1호
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    • pp.16-23
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    • 2005
  • 목적 : 기능적 자기공명영상(fMRI)을 이용하여 수리연산 과제를 수행하는 동안에 활성화되는 뇌영역을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 모두 오른손잡이인 6명의 정상 자원자를 대상으로 하였다. 1.5 T MR기기를 이용하여 EPI BOLD기법으로 fMRI영상을 얻었다. 실험과제의 특성에 따라 실험 1과 실험2로 구분하여 시행하였다. 각 실험은 5번의 휴식기와 4번의 활성기로 구성되었으며, 1회의 휴식기와 대조기는 각각 30초였다. 실험 1, 2 모두에서 활성기 자극과제로 연산식[예: $(4+5)\times8=72$]을 보여주고 맞는지 틀리는지를 판단하게 하였고, 휴식기 대조과제로 실험 1에서는 십자모양을 바라보고 있도록 하였으며, 실험2에서는 같거나 서로 다른 두 가지의 기호[예: $(\bullet,\;\blacksquare)$]를 보여주고 같은지 다른지 판단하도록 하여, 판단과정을 감산하였을 때 나타나는 활성화 영상이 실험 1에서 나타난 결과와 어떠한 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 영상후처리는 SPM 분석 프로그램을 사용하였고 활성화 신호의 유의수준은 p<0.00001로 하였다. 결과 : 실험 1에서 양측 하전두회, 전전두영역, 전운동영역, 보조운동영역 및 상두정소엽을 포함한 두정엽내 뇌구를 중심으로 대칭적인 활성화 신호가 나타났다. 실험2에서도 실험 1과 동일한 부위에서 활성화 신호가 나타났으나 우반구 전두엽과 두정엽의 활성화는 실험 1에 비해 작았으며, 그 정도는 전두엽에서 보다 뚜렷하게 작았다. 결론 : 수리연산과 연관된 대뇌 부위는 좌반구 하전두회와 전전두영역 및 양측 두정엽이며, 우반구 전두엽과 두정엽의 일부는 주의집중 및 판단과 관련이 있는 부위로 추정된다.

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쥐오줌풀 추출물이 MIA동물모델에서의 신경발달 단백질의 발현과 행동증상에 미치는 영향 (Effect of Valeriana fauriei Extract on the Neurodevelopmental Proteins Expression and Behavioral Patterns in Maternal Immune Activation Animal Model)

  • 원한솔;김영옥;이화영;임지윤;이상현;조익현;이상원;박춘근;김형기;권준택;김학재
    • 한국약용작물학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.341-350
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    • 2016
  • Background: Prenatal exposure to infectious and/or inflammatory insults can increase the risk of developing neuropsychiatric disorder such as bipolar disorder, autism, and schizophrenia later in life. We investigated whether Valeriana fauriei (VF) treatment alleviates prepulse inhibition (PPI) deficits and social interaction impairment induced by maternal immune activation (MIA). Methods and Results: Pregnant mice were exposed to polyriboinosinic-polyribocytidilic acid (5 mg/kg, viral infection mimic) on gestational day 9. The adolescent offspring received daily oral treatment with VF (100 mg/kg) and injections of clozapine (5 mg/kg) for 30 days starting on the postnatal day 35. The effects of VF extract treatment on behavioral activity impairment and protein expression were investigated using the PPI analysis, forced swim test (FST), open field test (OFT), social interaction test (SIT), and immunohistochemistry. The MIA-induced offspring showed deficits in the PPI, FST, OFT, and SIT compared to their non MIA-induced counterparts. Treatment with the VF extract significantly recovered the sensorimotor gating deficits and partially recovered the aggressive behavior observed in the SIT. The VF extract also reversed the downregulation of protein expression induced by MIA in the medial prefrontal cortex. Conclusions: Our results provide initial evidence of the fact that the VF extract could reverse MIA-induced behavioral impairment and prevent neurodevelopmental disorders such as schizophrenia.

$H_2^{15}O$ 양전자단층촬영술을 이용한 뇌기능 지도 작성(II): 작업 기억의 지도 작성 (Functional Brain Mapping Using $H_2^{15}O$ Positron Emission Tomography ( II ): Mapping of Human Working Memory)

  • 이재성;이동수;이상건;남현우;김석기;박광석;정재민;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.238-249
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    • 1998
  • 목적: PET을 이용하여 특정한 자극에 대한 국소 뇌혈류 변화를 영상화함으로써 비침습적으로 뇌의기능적 구조를 밝혀 낼 수 있다. 이 연구에서는 대조과제와 언어성 및 시각적 작업기억중추에 대한 활성화과제를 수행하면서 뇌혈류 PET을 시행하고 그 차이를 분석하여 작업기억에 관한 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대해서 각각 대조과제, 단어기억 언어성 작업기억 활성화과제, 그림기억 언어성 작업기억 활성화과제, 시각적 작업기억 활성화과제를 수행시키면서 뇌혈류 PET을 촬영하였다. 언어성 작업기억과제로서 단어 기억과제에서는 4개의 단어를 순차적으로 보여주고 1초 후 1개의 단어를 보여주어 동일한 단어가 4개의 단어 중에 있었으면 버튼을 누르게 하며 $H_2^{15}O$ PET을 촬영하였다. 두 번 째 언어성 작업기억과제인 그림 기억과제에서는 단어 대신에 특정 단어가 연상되는 사물의 그림을 보여 주었다. 시각적 작업기억과제로는 사람의 얼굴 사진을 보여 주고 같은 실험을 하였다. 의미 없는 기호를 보여 주면서 특정한 기호가 나오면 버튼을 누르게 함으로써 시각적 자극과 손가락운동으로 인한 뇌혈류 분포를 포함하게 하여 대조과제로 삼았다. SPM96소프트웨어를 이용하여 각 영상을 표준 지도 위에 공간적으로 정규화하고 활성화상태에서 뇌혈류가 의미 있게 증가된 영역을 찾아내기 위하여 각 화소의 방사능 계수에 대한 공분산분석을 하여 전체 계수 차이를 제거한 후 국소 계수 차이에 대한 귀무가설을 검증하여 각 화소의 Z 값에 대한 통계적 파라메터 영상(statistical parametric image)으로 뇌기능지도를 작성하였다. 결과: 단어를 이용한 언어성 작업기억에 대한 뇌기능지도에서는 왼쪽 브로카 영역와 전-운동영역, 왼쪽 소뇌, 오른쪽 대상회에서 뇌혈류가 증가하였다. 그림 기억과제 때에는 단어 기억과제에서 활성화된 각 부위에 더하여 왼쪽 위쪽 측두엽, 왼쪽 기저핵과 시상, 왼쪽 전-전두엽 등에서 뇌혈류가 증가하였다. 얼굴기억과제는 오른쪽 아래쪽 전두엽, 브로카 영역, 대상회, 위쪽 두정엽 등 주로 오른쪽 대뇌반구의 뇌혈류가 증가하였다. 세 가지 실험에 공통적으로 활성화된 영역을 찾기 위한 결합분석에는 왼쪽 전-운동영역, 소뇌와 기저핵, 오른쪽 대상회, 브로카 영역, 기저핵에서 뇌혈류가 증가하였다. 결론: 이상의 결과는 언어성 작업기억은 주로 왼쪽 대뇌반구의, 시각적 작업기억은 주로 오른쪽 대뇌반구의 활동에 의해서 주도되며 작업기억에 공통적인 활성화지역이 있다는 가설을 지지하였다. 전두엽이 작업기억에 중요한 역할을 한다고 생각한다.

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외상 후 스트레스 장애의 신경기반 : 부적점화과제와 기능자기공명영상 연구 (Neural Substrates of Posttraumatic Stress Disorder : Functional Magnetic Resonance Imaging Study Using Negative Priming Task)

  • 이병택;유정;이동훈;손명호;강내희;함병주;최남희
    • 생물정신의학
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    • 제15권2호
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    • pp.110-117
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    • 2008
  • Objectives : Posttraumatic stress disorder(PTSD) has been primarily associated with emotional problems. Recently, however, the impact of PTSD on cognitive processes has interested a growing number of researchers. The current study is aimed at investigating the cognitive aspects of PTSD at both behavioral and neurological levels. Methods : We recruited individuals with PTSD who survived the Daegu subway explosion in 2003 as well as non-PTSD individuals as a control group. To evaluate the inhibitory processes and the neural mechanisms, we had these individuals perform the negative priming task simultaneously with functional MRI scanning. Results : Behaviorally, the negative priming effect was intact in the control group but was not evident in the PTSD group. In the imaging results, only the PTSD group showed the negative priming effect (i.e., increased activation of the negative priming condition as opposed to the neutral condition) in the dorsolateral prefrontal cortex, anterior cingulate cortex, and inferior temporal gyrus. The PTSD group also showed increased activity for the positive priming condition as opposed to the neutral condition in the claustrum. These results confirm and extend the previous findings that the integrity of the ACC is compromised in the trauma survivors due to disrupted white matter tract. Conclusions : The current results suggest that deteriorated performance of the PTSD group may be due to the functional problem as well as the structural abnormalities.

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공황장애의 뇌영상 및 신경생물학적 식견 (Brain Imaging Provides Insight into the Neurobiology of Panic Disorder)

  • 박주언;강은호;이인수;유범희
    • 대한불안의학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.91-96
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    • 2007
  • Panic disorder is a common psychiatric illness that causes considerable morbidity. However, the biological basis of panic disorder remains unclear. In this report, we present and summarize the current literature on functional neuroimaging studies related to the neurobiology of panic disorder. The findings were summarized and divided into six groups : (1) known brain structures related to anxiety, especially panic disorder ; (2) structural results ; (3) functional imaging studies at rest ; (4) functional imaging studies with challenge testing ; (5) neuroreceptor studies ; and (6) changes in the treatment of panic disorder. Based on the findings of these neuroimaging studies, it seems as though panic disorder involves the hippocampal and parahippocampal areas, including the amygdala, as well as some cortical regions, such as the temporal and prefrontal cortices. Panic disorder is known to be associated with an imbalance between the right and left hemispheres of the brain at rest or during panic attacks. During a panic attack, patients with panic disorder are likely to experience an increase in local activity in the cingulate, insula, midbrain, and so on. On the other hand, a widespread reduction in the cortical areas has also been reported in most provocation studies. Thus, panic disorder may be related to the excess activation of the fear networks in response to subtle environmental cues and insufficient inhibition from higher cortical control areas ; however ; further studies are recommended in order to fully understand the neurobiology of panic disorder.

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