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Recognition of the impact of success of task in human sleep with conditional random fields

CRF를 이용한 일의 성공이 수면에 미치는 영향 분석

  • 양희덕 (조선대학교 컴퓨터공학과)
  • Received : 2021.06.21
  • Accepted : 2021.07.01
  • Published : 2021.06.30
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Abstract

In this research, we design and perform experiment to investigate whether neuronal activity patterns elicited while solving game tasks are spontaneously reactivated in during sleep. In order to recognize human activity EEG-fMRI signals are used at the same time. Experimental results shows that reward for the success of tasks performed before sleeping have an effect on sleep brain activity. The study uncovers a neural mechanism whereby rewarded life experiences are preferentially replayed and consolidated while we sleep.

뇌의 신호는 관측 대상의 상태 및 관측 위치에 따라 신호가 다양하게 변화하기 때문에 연구하기 쉽지 않다. 본 연구에서는 사람이 수면 전에 수행한 일이 수면 중에 미치는 영향을 분석하는 실험을 수행한다. 이를 위해서, EEG와 fMRI 장비로 피실험자의 뇌의 신호를 획득하고 분석한다. 시간에 따라 변화하는 뇌 신호를 분석하기 위해서 conditional random fields를 이용한다. 피실험자는 수면 전에 미로 찾기 게임과 얼굴 찾기 게임을 수행하며, 이 중 하나의 게임만 성공할 수 있다. 주어진 게임에 성공하면 이에 대한 보상을 받는다. 그리고 피실험자는 EEG와 fMRI 장비에서 수면을 취한다. 수면 중 깊은 잠으로 분류되는 N3상태에 도달하면, 얼굴 찾기를 성공한 그룹에서는 수면 전에 얼굴 찾기를 수행하는 동안 활성화 됐던 뇌의 영역이 미로 찾기를 성공한 그룹보다 상대적으로 유의미하게 활성화되는 것을 알 수가 있었다. 반대로 미로 찾기 성공 그룹에서도 같은 현상이 발생하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2017년도 교육과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임 (NRF-2017R1A2B4005305).

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