• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.97-99
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• 2012

본 연구는 본 연구는 경두개직류자극(transcranial direct current stimulation)을 편마비 환자의 대뇌피질 운동영역에 적용하여 상지기능에 미치는 효과를 알아보고자 실시하였다. 뇌졸중으로 인해 편마비된 환자를 대상으로 두 군으로 구분하여 경두개직류자극과 일반적인 물리치료를 함께 시행하였고, 실험 전후의 두 군의 기능적 평가항목과 전기생리학적 평가를 함께 실시하였다. 통계처리 방법으로 실험 전 후 차이를 검증하였고, 모든 통계적 유의수준은 0.05로 하였다. 본 연구의 결과 실험군과 대조군에서 주관절 기능평가의 값과 손 기능 평가에서 치료 전, 후 값이 증가하였고 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). 결론적으로, 경두개직류자극이 뇌졸중 환자의 상지기능에 변화에 효과적인 것으로 나타났다. 따라서, 임상에서 뇌졸중 환자를 대상으로 한 경두개직류자극의 활용 가능성에 대해 재활 관점에서의 추가적인 연구가 더욱 필요할 것으로 생각된다.

• 수면정신생리
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• 제28권2호
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• pp.53-69
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• 2021

Sleep disorders, increasingly prevalent in the general population, induce impairment in daytime functioning and other clinical problems. As changes in cortical excitability have been reported as potential pathophysiological mechanisms underlying sleep disorders, multiple studies have explored clinical effects of modulating cortical excitability through non-invasive brain stimulation in treating sleep disorders. In this study, we critically reviewed clinical studies using non-invasive brain stimulation, particularly transcranial magnetic stimulation (TMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS), for treatment of sleep disorders. Previous studies have reported inconsistent therapeutic effects of TMS and tDCS for various kinds of sleep disorders. Specifically, low-frequency repetitive TMS (rTMS) and cathodal tDCS, both of which exert an inhibitory effect on cortical excitability, have shown inconsistent therapeutic effects for insomnia. On the other hand, high-frequency rTMS and anodal tDCS, both of which facilitate cortical excitability, have improved the symptoms of hypersomnia. In studies of restless legs syndrome, high-frequency rTMS and anodal tDCS induced inconsistent therapeutic effects. Single TMS and rTMS have shown differential therapeutic effects for obstructive sleep apnea. These inconsistent findings indicate that the distinctive characteristics of each non-invasive brain stimulation method and specific pathophysiological mechanisms underlying particular sleep disorders should be considered in an integrated manner for treatment of various sleep disorders. Future studies are needed to provide optimized TMS and tDCS protocols for each sleep disorder, considering distinctive effects of non-invasive brain stimulation and pathophysiology of each sleep disorder.

• 수면정신생리
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• 제28권1호
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• pp.2-5
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• 2021

Hyperarousal or increased brain excitability is thought to play a key role in the pathophysiology of insomnia. Neuromodulation techniques are emergent complementary therapies for insomnia and can improve sleep by modulating cortical excitability. A growing body of literature support the idea that neuromodulation can be effective in improving sleep or treating insomnia. Recent evidence has revealed that neuromodulation methods can improve objective and subjective sleep measures in individuals with insomnia, although effects vary according to protocol. Different mechanisms of action might explain the relative efficacy of neuromodulation techniques on sleep outcomes. Further research testing different stimulation parameters, replicating existing protocols, and adding standardized sleep-related outcomes could provide further evidence on the clinical utility of neuromodulation techniques.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.127-132
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• 2019

주의 집중력은 워킹메모리에 속하며 경두개직류전기자극은 워킹메모리를 향상시키는데 효과적이다. 본 연구는 경두개직류전기자극(Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)이 대학생들의 주의집중력에 미치는 영향에 대해 알아보기 위해 연구를 진행하였다. 본 연구는 대상자 37명의 대학생($23.08{\pm}3.33$세)을 대상으로 tDCS그룹과 대조군으로 두 그룹으로 나누어 2018년 9월 3일부터 28일까지 연구를 진행하였다. tDCS그룹은($n_1=19$) 2mA로 13분씩 2회 26분간 적용하였으며, 대조군($n_2=18$)은 패드를 붙인 후 작동을 시키지 않았고 13분씩 2회 26분간 적용하였다. 연구는 주 3회 총 4주간 총 12회 진행되었다. 주의 집중력을 확인하기 위하여 뇌전도(Electroencephalogram) 검사를 하였으며, 연구결과 tDCS그룹이 주의집중력이 증가할수록 증가하는 SMR파(Sensory motor rhythm, p<0.01, 95% CI: -1.955, -0.459), 중간 베타파(p<0.05; 95% CI: 0.027, 0.943) 그리고 파워 비율(SMR+중간베타파/ 세타파, p<0.01, 95% CI: -1.764, -0.315)에서 유의한 향상을 보였다. 그러나 집중력 하락시 증가하는 세타파는 유의한 감소를 얻지 못했다(p>0.05). 결과값과 같이 tDCS적용시 주의집중력의 유의한 향상을 보였으며 본 연구를 기반으로 발전시켜 주의력 결핍환자들에게 적용에 대한 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.403-412
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• 2021

알츠하이머병은 치매를 일으키는 원인 중 가장 높은 빈도를 차지하는 신경퇴행성 질환으로서, 아직은 증상을 개선시키는 정도의 약물적 치료가 주를 이룬다. 이러한 경구약제의 치료적 한계성 및 신약개발의 어려움에 직면하여 임상에서는 비약물적 치료에 대한 관심이 높아지고 있다. 경두개 직류전기자극(transcranial direct current stimulation, tDCS)는 낮은 강도의 직류전류를 이용한 비침습적 뇌조절술의 한 종류로서, 그 안전성에 대해서는 이미 널리 입증받은 바 있다. 본 종설에서는 알츠하이머병 쥐 모델에게 tDCS를 적용함으로써 얻을 수 있는 행동학적, 신경생리학적, 뇌조직학적 회복에 대한 객관적 근거들을 살펴봄으로써, 인간 대상 tDCS연구의 배경근거를 제시하고자 한다.

• 재활치료과학
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• 제10권2호
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• pp.7-22
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• 2021

목적 : 본 연구의 목적은 뇌졸중 환자의 인지기능 회복에 대한 경두개 직류자극(tDCS)의 효과를 살펴본 연구를 분석하기 위함이다. 연구방법 : 2009년부터 2019년까지 국내외 학술지에 게재된 논문들을 NDSL, RISS, PubMed, CINAHL을 통해 검색하였다. 선정기준과 배제기준을 통해 총 11개의 실험연구 논문이 선정되었다. 이를 질적평가를 시행하고, 이 중 7편의 논문에서 9개의 결과값에 대해 메타분석을 실시하였다. 결과 : 메타 분석을 실시한 결과 효과크기는 attention 0.725, memory 0.796으로 모두 '보통 효과크기'를 보였다. 두 영역 모두 통계적으로 유의한 변화가 있던 것으로 분석되었다(p<0.05) 결론 : 본 연구 결과를 통하여 인지기능이 제한된 뇌졸중 환자에게 tDCS는 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, tDCS 적용법이 연구 간 서로 상이함을 알게 되었으며 이에 따라 정형화된 tDCS 프로토콜과 전문가 양성이 필요할 것으로 보인다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.273-282
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• 2011

본 연구는 국소 허혈성 뇌손상 흰쥐 모델에서 tDCS의 자극 적용시간을 달리하였을 때, 앞다리 운동감각 기능변화와 신경영양인자(GAP-43)발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 뇌손상 모델은 Sprague -Dawley계 흰쥐 80마리를 'Longa'방법을 이용하여 중대뇌동맥(middle cerebral artery)을 폐색하여 유발하였고, 실험군을 4개로 나누었다; 실험군I은 허혈성 뇌손상 유발군(n=20), 실험군II는 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(10분) 적용군(n=20), 실험군III은 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(20분) 적용군(n=20), 실험군IV는 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(30분) 적용군(n=20)으로 나누었다. 앞다리운동감각 기능검사를 위해 수정된 앞다리배치 검사와 단일 팰릿 닿기 검사를 실시하였으며, 신경가소성에 대한 면역조직화학적 검사로 운동감각 영역에서의 GAP-43 단백질 발현을 관찰하였다. 앞다리운동감각 검사는 14일에서 실험군III (p<0.05)이 다른 군들에 비해 유의한 차이를 보였으며, 단일 팰릿 닿기 검사는 14일에서 실험군III(p<0.01)과 실험군IV(p<0.05)에서 유의한 차이를 보였다. 또한, 면역조직학적 검사는 14일에 실험군III이 다른 군들에 비해 현저한 면역양성반응의 증가를 보였다. 따라서, 0.1 mA의 강도로 20분간 적용했을 때가 앞다리운동감각 기능과 신경가역성 인자 GAP-43 발현에 가장 좋은 조건임을 알 수 있었다.

• 인지과학
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• 제33권1호
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• pp.51-75
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• 2022

경두개 직류전기자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)은 지각, 인지, 운동 등의 뇌기능 향상 및 발달 효과가 입증되며, 다양한 분야에서 활용 및 응용되는 비침습적 뇌자극술이다. tDCS 효과는 뇌의 해부학적 구조, 뇌의 노화 정도 등의 뇌신경활성화 특징에 따라 다르게 나타난다는 연구결과들이 보고되고 있다. 일주기 리듬(circadian rhythm)은 대략 하루 주기의 수면과 각성의 생리적 변화패턴을 의미하며 뇌신경활성화 상태는 일주기 리듬에 따라 다르게 나타난다. 일주기 유형(chronotype)은 하루 중에 발현되는 각성도의 크기에 따라 아침의 각성도가 큰 유형은 아침형으로 저녁의 각성도가 큰 유형은 저녁형으로 나누어진다. 본 연구는 일주기 리듬에 의해 변하는 뇌기능 특징이 tDCS 효과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 총 20명의 건강한 성인 대상으로 실험을 진행하였고, 참가자들은 일주기 유형을 분류하기 위해 아침형-저녁형 설문지에 의해 주간형(아침형, 중간형)과 야간형(저녁형)으로 분류했다. 본 실험은 Zoom 프로그램을 이용하여 참가자와 실험자가 온라인으로 만나서 실험을 진행했다. 실험이 확정된 참가자는 실험자로부터 뇌파 기기, 뇌파 데이터를 획득하는 앱이 있는 핸드폰, 핸드폰 거치대, 뇌자극 기기의 사용방법에 대한 설명을 듣고 기기를 테스트해보고 기기를 전달받았다. 기기사용의 어려움을 가진 2명의 참가자는 대면 실험을 진행하여, 실험자가 기기작동을 하여 실험에 참여했다. 일주기 리듬의 상태에 따른 뇌자극 효과를 알아보기 위해 1주일 간격으로 아침과 저녁에 실험했으며, tDCS 자극 전과 후의 신경활성화 반응의 차이를 뇌파를 이용하여 측정하였다. 뇌자극에 의한 뇌기능 변화를 확인하기 위해 자극 전의 뇌파와 자극 후 뇌파가 다른 패턴을 보이며 분류가 잘되는 지를 예측 정확도로 분석했으며, 뇌기능 특징 변화가 일주기 리듬과 일주기 유형에 따라 다르게 나타나는지 확인하기 위해 각 조건의 분류조건(아침/저녁, 주간형/야간형)에서 추출된 주요 EEG 특성을 비교했다. 54개의 뇌파 특성값을 추출하여 SVM(Support Vector Machine) 기계학습 알고리즘으로 분류 모델을 구축하였고, 구축된 모델을 Leave-One-Out 교차검증(Leave-One-Out Cross-Validation)을 사용하여 자극 전과 후의 뇌파 반응을 예측하는지 평가하였고, 분류예측모델의 주요 예측 인자를 확인하는 주요 특성 분석을 진행하였다. 아침과 저녁의 tDCS에 따른 뇌파 특징을 분류하는 예측 정확도는 모두 98%로 나타났으며, 주간형의 아침 자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 92%와 96%이며, 야간형의 아침자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 모두 94%로 나타났다. 아침 자극 전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성결과는 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 좌측 측두 두정엽과 전전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽의 뇌파 특성값들만 나타났다. 저녁 자극전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성 결과 또한 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 우측 측두 두정엽과 좌측 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽과 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났다. 이와 같은 연구결과는 일주기 리듬과 유형에 따라 아침과 저녁의 뇌기능 특징이 다르게 나타나서 뇌자극 효과가 다르게 나타날 수 있음을 확인한 결과이다. 본 연구의 결과는 효과적인 뇌자극을 위해 개인의 뇌신경 활성화 상태 및 특징에 따라서 뇌자극 프로토콜을 조정할 필요성을 제시한다는 데에 의의를 찾을 수 있다.

• 대한임상전기생리학회지
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• 제10권2호
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• pp.37-42
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• 2012

Purpose : This study is to examine the effect of electrode size during transcranial direct current stimulation on hand function. Methods : By randomly assigning 26 right hand dominant subjects to two groups (I: carbon rubber electrode / II: disposable circular self-adhesive electrodes) with 13 subjects in each group depending on the electrode size, a positive electrodeof transcranial direct current stimulation was placed on the primary motor area (C4) and a negative electrode was placed on the left primary motor area (C3) and the stimulation was applied for 20 minutes.Hand function assessment before and after transcranial direct current stimulation were measured with JTT (Jebsen-Taylor hand function test). Results : According to hand function assessment by JTT, there were no interactions on both hands, and statistically significant differences according to time appeared in the main effect test. Conclusion : Regardless of the electrode size, it appears that transcranial direct current stimulation on the primary motor area activated hand function affected.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제23권1호
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• pp.77-82
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• 2011

Purpose: Recently, many studies have demonstrated that application of external stimulation can modulate cortical excitability of the human brain. We attempted to observe cortical excitability using functional magnetic resonance imaging (fMRI) during the application of transcranial direct current stimulation (tDCS) or functional electrical stimulation (FES). Methods: We recruited two healthy subjects without a history of neurological or psychiatric problems. fMRI scanning was done during? each constant anodal tDCS and FES session, and each session was repeated three times. The tDCS session consisted of three successive phases (resting phase: 60sec dummy cycle: 10sec tDCS phase: 60sec). The FES session involved stimulation of wrist extensor muscles over two successive phase (resting phase: 15sec FES phase: 15sec). Results: The average map of the tDCS and FES analyses showed that the primary sensory-motor cortex area was activated in all subjects. Conclusion: Our findings show that cortical activation can be induced by constant anodal tDCS and FES. They suggest that the above stimuli have the potential for facilitating brain plasticity and modulating neural excitability if applied as specific therapeutic interventions for brain injured patients.