• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제9권1호
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• pp.30-35
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• 2005

목적 : 본 논문은 뇌 기능 자기공명영상(Brain Functional Magnetic Resonance Imaging: Brain fMRI)을 이용하여 짠 맛 자극에 대한 인지활동으로 뇌 신경세포의 활성화에 따른 국소 대사 및 혈류역학적 변화가 일어나는 뇌 영역을 분석 및 가시화함으로써 맛에 대한 뇌 활성화 부위의 기초자료를 마련하고자 하였다. 대상 및 방법 : 건강한 비흡연 남자 12명을 대상으로 1.5T MRI 장치에서 혈액산소수준의존(Blood Oxygen Level Dependent, 이하 BOLD) 방법을 이용한 fMRI 실험을 수행하여 인간의 미각 중 짠맛에 대한 반응을 관찰하였다. 잔 맛의 자극은 $3\%$ 농도의 소금물(NaCl)을 미각 자극기를 이용하여 혀 전체에 자극을 주었다. 미각 자극기인 Auto Syringe Pump는 일정한 자극을 반복적으로 가할 수 있도록 마이크로프로세서를 이용하여 연구실에서 자체 제작되었다. 자극의 패러다임은 5회의 휴식기간과 4회의 자극기간으로 구성되었으며, 자극기간은 15초씩 진행되고 휴식기간은 30초로 하여 각 slice당 42 영상을 연속적으로 획득하였다. 자극에 대해 얻은 fMRI 영상은 SPM99'(Statistical Parametric Mapping, UCL)를 이용하여 분석하였다. 활성화 영상은 EPI 영상과 동일한 부위의 T1 강조영상에 registration 기법을 이용하여 overlapping시켜 활성화 부위의 해부학적 판별을 용이하도록 하였다. 결과 : 농도 $3\%$ 소금물의 짠맛 자극에 대해서 insula, amygdala, frontal opercular taste cortex (OFC), orbitofrontal cortex 영역에서 활성화 영역을 fMRI로 확인하였으며, dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) 영역에서도 유효한 신호를 관찰하였다. 결론 : 본 연구의 결과는 미각의 주요 신경이 뇌의 insula, OFC 그리고 DLPFC 영역에 주로 분포한다는 기존의 결과와 잘 일치하고 있다. 마이크로 프로세서로 동작하는 자동펌프를 미각 자극기로 사용함으로써 미각자극에 대한 뇌의 활성화 영역을 안정되게 관찰할 수 있었다. 본 연구의 결과는 fMRI를 이용한 고차원적 미각작용 과정 연구에 튼튼한 밑거름이 될 것으로 생각된다.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제31권1호
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• pp.20-32
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• 2014

연구배경 : 침의 효과와 신경생리학적 기전에 관한 연구가 기능자기공명을 이용하여 활발히 이루어지고 있다. 좌우측 동일한 혈위에 대한 자침이 뇌 기능에 미치는 효과에 대하여 논란이 되고 있다. 그러나 동일한 혈위에 대한 좌측 또는 우측 자침이 뇌기능에 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 점이 있다. 목적 : 본 연구의 목적은 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD (blood oxygen level-dependent) 반응을 살펴보고 비교하는 것이다. 방법 : 14명의 건강한 남자를 대상으로 좌우측 족삼리에 가짜 침과 진짜 침 자극을 하였다. 좌우측 족삼리 자침이 뇌 기능에 미치는 영향을 알아보고 비교하기 위해 4가지 실험 디자인을 선택하였다. 첫째와 셋째 스캔은 우측 족삼리에, 둘째와 넷째 스캔은 좌측 족삼리에 가짜침과 진짜침 자극을 주었다. 또한, 자침은 자극기에 자침 및 자극을 주었으며, 자극기가 끝남과 동시에 발침하기를 반복하였다. 통계분석을 위해 SPM8을 이용하여 one sample T-test와 within-subject the analysis of variance (ANOVA) test 를 실시하였다. 통계 결과 좌측과 우측 족삼리 자침에 의해 BOLD 반응의 차이를 보이는 9개 영역의 ROI (regions of interest)에서 BOLD 신호를 추출하였다. 결과 : 좌측과 우측 족삼리의 자침에 의한 BOLD반응은 서로 다른 방식으로 나타났다. 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD반응을 비교한 결과, 좌측 족삼리 자침은 우측 족삼리 자침에 비해 주로 해마옆 이랑 (브로드만 영역 28), 배외측 전전두 피질 (브로드만 영역 44), 시상, 소뇌정상과 기저핵의 전장에서 더 높은 활성반응이 나타났다. 좌우측 족삼리 자침에 의한 BOLD반응을 각각 조사한 결과, 우측 족삼리 자침은 주로 대뇌섬과 보조운동영역 그리고 전대상이랑 (브로드만 영역 24)에서 활성화가 나타났으며, 좌측 족삼리 자침은 주로 대뇌섬과 일차 체감각 피질 (브로드만 영역 2) 그리고 배외측 전전두 피질 (브로드만 영역 44)에서 활성화가 나타났다. 결론 : 본 연구는 기능적 자기공명영상을 이용하여 좌측과 우측의 족삼리 자침이 인간의 뇌에 미치는 영향을 알아보고 비교한 최초의 연구이다. 본 연구 결과는 좌측과 우측 족삼리 자침은 통증조절효과에 서로 다른 방식으로 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 연구 결과는 좌측과 우측 자침이 뇌 신경에 미치는 영향의 차이에 대한 증거가 된다.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.59-69
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• 2016

This study aimed to understand the importance of applying finishing materials into interior space, and to add meaning to the creation of functional space, associated interior finishing materials with brain science. To achieve this purpose, brainwave(EEG) experiment was conducted. The brainwave appearing when sensing the surface of interior finishing materials with hands was measured. The locations of the electrode were FP1, FP2, F3, F4, C3, C4, P3, P4, O1, O2, F7, F8, T3, T4, T5, T6, CZ, FZ, and PZ and in addition to these, AFZ was added. Eight(8) kinds of finishing materials: metallic material, film paper, lumbar, stone, glass, silk wallpaper, fabric, and paint were used to measure '${\alpha}$-wave against ${\beta}$ wave.' As a result, it was found that the most activated finishing material in term of relaxation was film paper, followed by metallic, glass, paint, fabric, stone, lumbar, and silk wallpaper. To explain in light of this, (1) '${\alpha}$-wave against ${\beta}$ wave' was the most activated at ch1-FP1 and ch2-FP2, and at ch17-AFZ and ch19-FZ, which indicated that metopic-prefrontal lobe showed the highest activation in relaxation. Film paper, among the finishing materials, showed the highest increase in relaxation. (2) In general, '${\alpha}$-wave against ${\beta}$ wave' relaxation was inhibited at ch13-T3 and ch14-T4, and at ch15-T5 and ch16-T6 and the arousal in the temporal lobe was prominent. Silk wallpaper, among the finishing materials, showed the highest arounsal effect. As a result of measuring the superficial touch on the silk wallpaper, which was regarded as the most rough material among the eight finishing materials, the arousal effect of ${\alpha}$-wave against ${\beta}$-wave, among the brainwave characteristics, was found to be the highest. (3) to judge from the scope of this experiment regarding the tactile sensation over the finishing materials, it is considered that the brainwave reaction sometimes appeared contrastive depending on whether the surface was smooth or rough and there also appeared a difference in relaxation and arousal reaction of the brainwave depending on whether the surface was hot or cold, but the sensation on the surface texture was often evaluated differently depending on who you were. For this reason, this study has some limitations.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제3권10호
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• pp.451-456
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• 2014

감정을 유발하는 청각자극에 따라 발생되는 EEG(Electroencephalographic) 스펙트럼 강도와 감정 반응 간의 상관관계는 중요한 변수이다. 약 20여 년 전 쾌감을 주는 청각자극에 대하여 측정된 신호의 강도가 전전두엽에서 비대칭적으로 반응을 보였다는 연구 결과가 발표되었다. 본 연구에서는 자극관련 스펙트럼적 반응(Event-related Spectral Perturbation: ERSP)이 전두엽에서 비대칭적으로 발생되는지 고찰하기 위하여 청각자극 실험을 수행하였다. 30명의 건강한 대학생 지원자들이 IADS(International Affective Digital Sounds) 실험에 참여하였다. 이 청각자극은 행복, 공포, 그리고 중립의 3단계로 분류되었으며, 데이터의 분석은 세타파(4-8Hz)와 알파파(8-13Hz)에서 이루어졌다. 알파대역의 ERSP 지도는 오른쪽 전두엽에서 행복감과 공포감의 자극에서 높은 신호의 강도를 보여주는 반면 중립성 자극에서는 왼쪽 전두엽에서 높은 신호가 발생되었다. 그러나 세타파는 행복감과 공포감의 자극에 따라 좌측 전두엽에서 높은 신호가 나타나는 반면, 중립적 자극에 따라 우측 전두엽에서 높은 신호를 보여주었다. 높은 쾌감성 자극(행복)은 상대적으로 우측 전두엽에서 높은 EEG 신호가 측정되었으며, 낮은 쾌감성 자극(중립과 공포)은 왼쪽 전두엽에서 측정되었다. 또한 가장 큰 세타파의 변화가 전두엽의 중앙에서 발생되었다. 알파파에서 행복한 청각자극에 가장 강한 신호가 전두엽 전체에서 관찰되었다. 이 결과들은 기존의 감정들과 일치되며, 세타파와 알파파가 감정처리에서 중요한 역할을 하고 있음을 시사한다.

• 영재교육연구
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• 제15권2호
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• pp.101-125
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• 2005

본 연구에서는 뇌영상기술(fMRI)을 이용하여 뇌신경활동성에 기반한 영재성 평가의 가능성을 타진하였다. 이를 위해 현행 영재교육 수혜자 및 일반 고교생 50명을 대상으로 국제적으로 공인된 다양한 지능검사(RAPM, WAIS)와 창의력 검사(TTCT-도형, TTCT-언어)를 실시하였으며 이들 중 40명의 학생을 대상으로 추론적 사고능력을 요구하는 지능과제 수행 시 두뇌활동성을 측정하였다. 일반지능(g) 수준에 따라 영재군과 일반군으로 구분하여 두뇌활동성을 비교 분석한 결과 두 그룹 모두 좌.우반구의 외측전전두엽피질(lateral PFC), 전대상피질(ACC), 후두정엽피질(PPC)에서 높은 활동성을 보였으며, 영재군이 일반군에 비해 높게 나타났다. 개인별 일반지능(g) 수준과 두뇌활동성 사이의 상관도를 분석한 결과 후두정엽피질에서 가장 높은 상관도$(r=0.73{\sim}0.74)$를 보였으며 다른 영역들 역시 비교적 높은 상관도$(r=0.53{\sim}0.66)$를 보였다. 한편 영재군은 일반군에 비해 지능지수에서는 월등히 높은 수치를 보였으나 창의력지수에서는 크게 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 뇌기능영상기술이 영재성 평가에 적용될 수 있을 것이라는 가능성을 보여주며 영재선발 시 창의력에 대한 평가 비중을 강화시킬 필요성이 있음을 시사한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제39권3호
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• pp.124-133
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• 2018

We tried to investigate the changes in cortical activities according to emotional valence states during watching video clips. We examined the neural basis of two emotional states (positive and negative) using spectral power analysis and brain functional connectivity analysis of cortical current density time-series reconstructed from high-density electroencephalograms (EEGs). Fifteen healthy participants viewed a series of thirty-two 2 min emotional video clips. Sixty-four channel EEGs were recorded. Distributed cortical sources were reconstructed using weighted minimum norm estimation. The temporal and spatial characteristics of spectral source powers showing significant differences between positive and negative emotion were examined. Also, correlations between gamma-band activities and affective valence ratings were determined. We observed the changes of cortical current density time-series according to emotional states modulated by video clip. Gamma-band activities showed significant difference between emotional states for thirty seconds at the middle and the latter half of the video clip, mainly in prefrontal area. It was also significantly anti-correlated with the self-ratings of emotional valence. In addition, the gamma-band activities in frontal and temporal areas were strongly phase-synchronized, more strongly for negative emotional states. Cortical activities in frontal and temporal areas showed high spectral power and inter-regional phase synchronization in gamma-band during negative emotional states. It is inferred that the higher amygdala activation induced by negative stimuli resulted in strong emotional effects and caused strong local and global synchronization of neural activities in gamma-band in frontal and temporal areas.

• 수면정신생리
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• 제20권2호
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• pp.75-81
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• 2013

목 적 : 혐오 자극에 대한 뇌의 기능적 영상 연구에 있어서 기능적 자기공명영상, 양전자방출단층촬영 등의 연구는 많이 진행되어 있으나 저해상 전자기 단층촬영(low resolution brain electromagnetic tomography) 분석을 이용한 연구는 거의 없다. 본 연구의 목적은 피험자들에게 시각적 혐오자극을 준 후 나타나는 대뇌 피질의 활성변화를 저해상 전자기 단층촬영을 이용하여 파악하고자 하는 것이다. 방 법 : 총 45명($27.1{\pm}2.6$세)의 건강한 젊은 성인남녀가 연구에 참여하였다. 국제정서사진체계를 사용하여 중립자극에서 4장, 신체훼손과 관련된 혐오자극에서 4장의 사진을 뽑아 피험자들에게 각 30초간 보여주면서 뇌파를 측정하였다. 저해상 전자기 단층촬영분석을 시행하여 중립자극에 대비해 혐오자극에서의 변화된 전류밀도를 비교 분석하였다. 결 과 : 혐오시각 자극을 받는 동안 피험자 모두 불쾌감, 놀람, 스트레스를 받았다고 보고하였다. 저해상 전자기 단층촬영 분석상 세타파에서 좌측 전두엽의 위이마이랑(BA10)과 중간이마이랑(BA10, 11) 영역에서 유의미한 전류밀도의 감소를 보이는 복셀 클러스터가 관찰되었다. 이 복셀 클러스터는 총 11개의 복셀로 구성되어 있으며 유의미한 전류밀도(p<0.05)의 감소를 나타내는 t값의 임계값은 -1.984이었다. 남녀 간의 혐오 반응 정도에 유의미한 차이는 없었다. 결 론 : 이 연구의 결과인 시각 혐오자극에 의한 배외측 전전두엽의 활성은 혐오 정서의 조절과 관여되어 있을 것으로 생각된다.

• 인지과학
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• 제33권2호
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• pp.109-133
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• 2022

일화기억은 핵심 이벤트와 그에 연합된 맥락으로 구성된다. 해마와 해마 주변 영역이 일화기억의 부호화에서 맥락을 표상하는 역할에 관해 연구되어왔지만, 시공간적 맥락 외에 다양한 맥락-특이적 정보들에 대한 표상에 관한 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 고해상도 자기기능공명기법을 이용하여 여러 맥락정보(예, 육하원칙 - 누가, 왜, 무엇을 언제, 어디서, 어떻게)의 부호화에 관여하는 내측두엽 및 대뇌피질 신경연결성의 특징을 탐색하였다. 참가자들은 두 명의 얼굴과 하나의 사물로 구성된 실험 이벤트를 보면서 여섯가지 맥락 부호화 과제를 수행하였다. 휴지기 기능적 자기공명영상 정보를 활용해 내측두엽의 세부 영역을 기능적으로 구분하였고 맥락 기억 과제별 기능적 신경연결성 네트워크를 탐색하였다. 일반선형화 모델 분석을 통해 시공간적 맥락정보를 처리할 때보다 사회적, 행동적, 의도 맥락을 연합할 때 내측두엽의 세부영역, 전전두엽, 하부두정엽 영역이 유의미하게 증가한 활성화를 보이며 관여함을 확인하였다. 나아가 이 영역들과 내측두엽 영역이 맥락조건간 차이에 관여하는 기능적 연결성 특징을 탐색하기 위하여 맥락부호화 과제를 수행하는 동안의 해마세부영역들과 전전두엽, 하부두정엽 등 간의 과제기반 기능적 연결성 정보들을 다변량 패턴분석의 주요입력변수로 선정하였고, 기계학습을 통해 맥락 조건 간 연결성 패턴분류를 시도하였다. 네트워크 패턴분류에서도 시공간 맥락 조건과 각 사회적, 행동적, 의도 맥락처리 조건 간에는 기능적 연결성의 차이가 두드러졌다. 본 연구결과를 통해 일화기억에서 특정 맥락을 처리하는 신경학적 기제의 특성과 맥락 조건 간 차이를 제시하였다.