• 제목/요약/키워드: 기능적 뇌 영상

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Application of DNA microarry : Comparative functional genomic approach

  • 추인선
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
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    • pp.109-114
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    • 2006
  • 최근 Human 지놈 프로젝트를 포함한 다양한 종의 지놈 프로젝트가 수행되고 수많은 지놈정보가 생산되고 있으며 이를 해석하고 서로 연관성를 찾기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 즉 최신 생명공학과 관련된 연구방향이 DNA의 구조적 해석에서 기능 해석과 유전자들의 상호연관성을 규명하는 방향으로 변화하고 있으며 이를 위한 강력한 도구로서 DNA microarray (DNA chip)는 방대한 양의 지놈 정보를 이용하여 단시간에 대량으로 고속처리하여 효율적으로 유전자 기능을 분석할 수 있는 주목받고 있는 방법이다. DNA microarray 실험과 분석에 있어 데이터분석, 재현성, 종간의 비교, 확인실험 및 비용 등의 문제가 있지만 유전자발현양상 데이터로부터 정확한 환자의 예후를 예측할 수 있는 비교적 적은 유전자 그룹의 진단마커를 찾거나, 하나의 유전자가 아니라 mouse 전체 지놈의 유전자발현 패턴을 인간의 암을 위시한 각종 질병 연구를 위한 발현 신호나 변화 등을 발견하여 신약개발 등에 활용하고자 하는 시도가 활발히 진행되고 있다. 서로 다른 종간에 비슷한 phenotype의 유전자발현도 진화적으로 보존되었다는 전제 하에서 지놈 sequence의 비교연구가 가능하고 DNA microarray 발현 데이터에 근거하여 독립적으로 각 종간의 유전자발현패턴을 비교함으로써 난치병 등을 새롭게 분류할 수 있다. 즉, 암세포 등에서 유전자발현 양상은 유전학적, 환경적 alteration들이 잘 반영되어 있다고 간주하고, 이러한 양상을 바탕으로 인간의 암을 위시한 다양한 질병 연구를 위한 최적의 mouse 모델을 찾을 수 있고, 이는 결국 새로운 치료 방법 개발이나 맞춤의학 실현에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 특히 pathway 타겟으로 하는 치료를 위해서는 Human-mouse 비교를 통한 발현 신호를 찾는 것이 진단에서는 매우 유용한 방법이다. 이를 위한 고성능의 분석방법이나 시스템의 개발이 중요하게 된다.. 관류의 정도와 조영증강정도를 중심으로 관류 MR 영상소견과 조직학적 소견을 관련지어 분석하였다. 결과: 조영증강 T1강조MR영상에서 환상조영증강을 보이는 다형성 교보세포종 2예에서는 변연부 외륜이 고관류를, 중심부의 괴사부위는 저관류로 나타났다. 저등급 교종은 경계가 불분명한 저관류부위로 보였다. 뇌농양 2예는 변연부 외륜이 경도의 고관류를, 중심부는 저관류로 나타났다. 뇌수막종은 미만성의 균일한 중등도 혹은 고도의 고관류로 보였으며, 임파종과 배아종은 경계가 명확한 저관류부위로 나타났다. 신경세포종은 종괴\ulcorner 일부에 중등도 혹은 고도의 고관류부위가 관찰되었고, 전이암은 다수병변중 일부에서 중등도의 고관류를 보였다. 방사선괴사는 저관류부위내에 국소적 고관류부위를 보였다. 결론: 관류 MR영상은 뇌종양의 관류상태를 비교적 잘 반영하며, 조직학적 특성을 예측하는데에 도움을 주 수 있을 것으로 기대된다. 뇌종야에서의 관류MR영상의 분명한 역할을 규명하기 위해서는 앞으로 더 많은 임상적 연구가 필요할 것으로 생각된다.조증 환자의 자극성 전타액내 lactobacilli양은 peroxidase system을 함유한 세치제를 사용한 군에서 대조군에 비해 상대적으로 낮게 나타났으나(p = 0.067) 통계학적 유의성은 없었다.같은 예에서 찾아 볼 수 있다. 첫째, 발음상으로 동사의 변화형에서 "porte[$p{\jmath}rte$](들다: 현재형), porte[$p{\jmath}rte$](과거분사형), porta[$p{\jmath}rte$](단순과거형)"등이 대립되며, 이휘 "Porto[$p{\jmath}rte$](포르토)"와도 대립된다. 둘째, 어휘적 대립 "le haut[$l{\partial}o$](위)/l'eau[lo](물)"와 형태론적 대립 "le[$l{\partial}$](정관사, 남성단수)/l

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알코올 의존 환자군의 뇌파 특성 : 3차원적 신호원 국소화 (Electroencephalographic Characteristics of Alcohol Dependent Patients : 3-Dimensional Source Localization)

  • 서상철;임성진;이상구;신철진
    • 생물정신의학
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    • 제22권2호
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    • pp.87-94
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    • 2015
  • Objectives The power spectral analysis of electroencephalogram has been widely used to reveal the pathophysiology of the alcoholic brain. However, the results were not consistent and the three dimensional study can be hardly found. The purpose of this study was to investigate characteristics of the three dimensional electroencephalographic (EEG) activity of alcohol dependent patients using standardized low resolution electromagnetic tomography (sLORETA). Methods The participants consisted of 30 alcohol dependent patients and 30 normal healthy controls. All the participants were males who had refrained from alcohol at least one month and were not taking any medications. Thirty two channel EEG data was collected in the resting state with eyes-closed condition during 30 seconds. The three dimensional data was compared between two groups using sLORETA for delta, theta, alpha, beta1, beta2, and beta3 frequency bands. Results sLORETA revealed significantly increased brain cortical activity in alpha, beta1, beta2, and beta3 bands each in alcohol dependent patients compared to normal controls. The voxels showing the maximum significance were in the left transverse temporal gyrus, left superior temporal gyrus, left anterior cingulate, and left fusiform gyrus in alpha, beta1, beta2, and beta3 bands respectively. Conclusions These results suggest that chronic alcohol intake may cause neurophysiological changes in cerebral activity. Therefore, the measuring of EEG can be helpful in understanding the pathophysiology of cognitive impairements in alcohol dependence.

{H_2}^{15}O$ PET을 이용한 정상인의 삽화기억 부호화 및 인출 중추 뇌기능지도화 (Functional Mapping of the Neural Basis for the Encoding and Retrieval of Human Episodic Memory Using ${H_2}^{15}O$ PET)

  • 이재성;남현우;이동수;이상건;장명진;안지영;박광석;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.10-21
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    • 2000
  • 목적: 삽화기억은 어떠한 사실이나 정보에 관하여 기억해낼 때 그것들이 기억 구조 속으로 들어가던 순간의 개인적인 사건이나 과거의 사실들과 연관하여 기억하는 것으로 부호화 및 인출에 관여하는 중추가 서로 나뉘어져 존재한다고 알려져 있다. 이 연구에서는 O-15 $H_2O$ PET을 이용한 뇌활성화실험을 통해 삽화기억 부호화 및 인출 중추의 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상 성인 남자 6명 ($30.0{\pm}1.4$세)에 대하여 두 번의 대조과제와 각 한번의 삽화기억 부호화 및 인출 자극과제를 시키면서 동시에 $H_2O$ PET을 시행하였다. 부호화 자극과제에 대한 대조과제에서는 화면 중앙에 나타난 십자 모양 고정점을 자극과제와 같은 시간동안 보게하여 시자극 효과를 포함하게 하였으며, 인출 자극과제에 대한 대조과제에서는 30개의 화살표를 보여주며 화살표가 위(총 15개)를 가리키면 버튼을 누르게 하여 시자극과 손가락 운동에 의한 효과도 포함되게 하였다. 부호화 자극과제에서는 특정 단어가 연상되는 사물 그림 30개를 4초 간격으로 보여주면서 기억하도록 하였으며, 30분 후에 시행한 인출 자극과제에서는 앞에서 보여주었던 15개의 영상과 새로운 15개의 영상을 섞어서 동일한 간격으로 보여주며 기억할 수 있는 그림이 나오면 버튼을 누르게 하였다. 모든 영상을 표준지도에 정규화하고 공분산분석으로 전체 혈류차이를 제거한 후 각 자극과제와 해당 대조과제 사이에 국소혈류량이 차이나는 영역을 찾아 뇌기능지도를 구성하였다. 결과: 인출 자극과제에서 올바르게 기억해낸 그림의 평균 개수는 9.3개(${\pm}3.3$)였으며 없던 그림을 있었다고 잘못 지적한 경우는 평균 3.0개(${\pm}2.8$)였다. 부호화시에 좌측 대뇌반구에서는 하측전두이랑의 판개부와 삼각부, 후두엽의 1차 시각 피질과 시각 연합 피질 등이 활성화되었고, 우측에서는 전전두엽, 내전두엽 및 대상회, 청각-시각 연합영역인 중측두회전과 하측측두회전의 후부, 1차 시각 피질과 시각 연함 피질, 소뇌 등이 확성화죄었다. 인출 시에 좌측대뇌반구에서는 삼각부, 1차 시각 피질과 시각 연합 피질, 하측두회전, 1차 시각 피질과 시각 연합피질, 소뇌 등이 활성화되었고, 우측에서는 전전두엽, 시각 연합 피질, 소뇌, 내측두엽 등이 활성화되었다. 주로 활성화된 전두엽에서 좌측 판개부늘 삽화기억 부호화의, 우측 전전두엽은 인출의 중추라 해석되며, 좌측 삼각부는 다른 인지기능에 의하여 활성화된 것으로 보인다. 결론: O-15 $H_2O$ PET을 이용한 뇌활성화실험을 통하여 삽화기억의 부호화 및 인출 중추를 국소화할 수 있었다.

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애니메이션 교육을 위한 모션드로잉 범주화 -뇌과학 원리를 적용한 교육모형 개발 기초연구 (Categorization of motion drawing for educating animation -A basic study on the development of educational model applied with principles of brain science)

  • 박성원
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권35호
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    • pp.1-27
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    • 2014
  • 본 연구는 대안적인 교육모형을 연구하는 과정으로 뇌의 기능과 학습, 창작 기제를 고려한 교수법을 적용하면 애니메이션 드로잉능력이 효율적으로 신장될 것이라는 관점으로 이어지기 위한 연구의 선행분석 과정이다. 근래에 각 분야의 학문 연구들은 단순히 한 전공에 국한되는 것이 아니라 타 분야와의 융합적인 연구 활동을 통해 세분화 된 융합적 교육 콘텐츠를 생산해 내는 시도들을 하고 있다. 어떠한 분야 던지 복합적인 인문학적 경험 구조를 가지고 있기 때문이며 예술분야 또한 그러하다. 특히나 영상콘텐츠인 애니메이션 분야는 전문화된 영역이 세분화 되어 있기 때문에 드로잉 관련 교육만 보더라도 전문성에 필요한 항목을 명확히 하고 체계적인 교육방법을 개발할 필요성이 요구된다. 이에 본 연구는 애니메이션 교육방법의 전문적인 특성에 적합한 교육모형을 설계하기 위한 문헌 연구결과를 제시한다. 이에 애니메이션 분야의 교육에 가장 기초적인 능력을 연마할 수 있는 드로잉의 의미를 전공분야의 특성에 맞게 개념화하고 범주화하였다. 이후 재정립 된 드로잉의 개념과 범주를 통해 구성요소가 돌출되며 이는 후속 작업인 학습목표를 구체화하는 과정의 토대가 된다. 그에 대한 결과로 애니메이션 분야의 특성이 반영된 드로잉의 의미를 모션드로잉으로 정의하고 구성요소를 살펴보며, 뇌과학적 창의-학습 원리를 적용한 교육모형을 계획하기 위한 근거로 삼는다.

Evidence of Cortical Reorganization in a Monoparetic Patient with Cerebral Palsy Detected by Combined Functional MRI and TMS

  • ;장성호
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제22권1호
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    • pp.96-103
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    • 2005
  • 뇌성마비로 인해 오른 손에서 단부전마비를 호소하는 환자를 대상으로 기능적 자기공명영상 장치와 경두개 자기 자극기를 사용하여 운동신경의 회복기전을 연구하였다. 대상자는 21세 된 남자 환자로 오른손에 경미한 운동 기능의 손상을 보였고, 자기공명영상의 소견에서 좌반구의 precentral knob에서 병변을 보였다. 기능적 자기공명영상 촬영은 한 명의 대상자와 여덟 명의 정상인을 대상으로 표준화된 헤드코일을 사용하여 1.5 T의 장치에서 BOLD 기술을 적용하여 실시하였다. 대상자들의 운동 수행은 1 Hz 주기로 손가락의 굴곡과 신전을 반복하는 과제가 제시되었다. 경두개 자기 자극은 원형 코일을 사용하여 코일의 앞쪽 부분이 대상자의 두피에서 1 cm 정도 떨어진 정접 부위에 적용되었고 양측의 짧은엄지벌림근에서 발생된 운동 유발 전위가 동시에 측정되었다. 자기공명영상의 결과에서 환자의 비손상측(좌측) 손과 정상군의 좌측 손의 운동 수행 시 오른쪽의 일차운동감각영역(SM1)의 precentral knob에서 활성도가 나타났다, 그러나, 환자의 손상측(우측) 손의 운동 수행 시, 좌측 일차운동감각영역의 손상된 precentral knob 내측 부위에서 활성도를 보였다. 또한, 경두개 자기 자극의 결과에서 손상측 짧은엄지벌림근에서 발생된 운동 유발 전위에 해당하는 뇌 부위가 환자의 정상측과 비교하여 1 cm 내측에서 발견되었다. 그러므로 손상측 손의 운동 기능이 손상된 precentral knob의 내측 부분으로 전위되어 신경재구성이 이루어진 것으로 추정되는 결론을 얻었다.

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뇌외상 환자의 Tc-99m ECD 뇌 SPECT에서 뇌 혈류감소의 분포 및 시상의 혈류감소에 대한 인지 및 행동장애 평가 (Tc-99m ECD Brain SPECT in Patients with Traumatic Brain Injury: Evaluating Distribution of Hypoperfusion and Assesment of Cognitive and Behavioral Impairment in Relation to Thalamic Hypoperfusion)

  • 박순아;임석태;손명희
    • 대한핵의학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.445-455
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    • 2000
  • 목적: TBI 환자의 SPECT상 혈류장애를 보이는 부위의 분포를 조사하였으며 대뇌피질과 동반된 시상의 혈류변화를 관찰하여 환자의 인지 및 행동 장애 정도를 예측 할 수 있는지 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: TBI 후 $0.5{\sim}55$개월까지(평균 10.3개월) 뇌손상 평가를 위해 MRI영상과 Tc-99m ECD SPECT를 시행한 103명의 환자를 대상으로 하였고 남자 81명과 여자 22명이었으며, 평균연령은 $34.7{\pm}15.4$세였다. 대상환자들은 MRI영상에서 정상, 국소손상 또는 미만성 손상여부에 따라 3군으로 나누었다. 신경심리학적 검사는 정신과 의사에 의한 행동 및 성격변화의 관찰과 임상심리사에 의한 인지기능검사에 의해 총 11개의 항목이 평가되었다. SPECT에서 혈류감소를 보이는 대뇌피질의 분포를 비교하였으며 대뇌피질과 시상의 혈류감소를 같이 보인 경우와 시상의 혈류가 정상인 경우로 나누어 인지 및 행동 장애정도와 관계가 있는지 Mann-whitney의 U검정을 이용하여 유의성을 알아보았다 결과: 혈류감소를 보인 병변의 분포는 전두엽(1군 42.3%, 2군 34.5%, 3군 33.3%), 측두엽($24{\sim}26%$), 시상($21{\sim}22.4%$), 두정엽과 후두엽(10%이하)순이었다. 또한 대뇌피질과 시상의 혈류감소가 같이 있었던 경우와 시상이 정상 혈류를 보였던 경우 신경정신과적 증상을 보인 항목 수와 비교한 결과 1군에서는 전자와 후자의 경우 각각 $4.7{\pm}1.5$개와 $3.2{\pm}1.4$개였으며, 2군에서 $5.0{\pm}1.1$개와 $4.8{\pm}1.2$개, 3군에서는 $6.8{\pm}1.8$개와 $6.3{\pm}1.1$개로 MRI에서 손상의 정도가 많을수록 신경정신과적 후유증은 많았으나 SPECT에서 시상의 혈류감소 유무에 따른 증상의 심각성과 관계는 1군에서만 유의하였다(p=0.002). 결론: TBI 후 기질적 정신장애를 갖는 환자의 뇌혈류 SPECT에서 혈류감소를 보이는 병변은 주로 전두엽, 측두엽, 시상순으로 많았고 특히 전두엽은 MRI에서 정상을 보인 군에서 더욱 많은 비율을 차지하였다. MRI에서 정상일 때 SPECT에서 대뇌피질과 시상의 혈류감소가 같이 동반된 경우 시상이 정상혈류를 보인 경우보다 인지 및 행동장애의 심각성과 유의한 관계를 보였다.

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기능적 자기공명영상을 이용한 구심성 및 원심성 근 수축에 따른 뇌 활성도 분석 (Comparison of Cortical Activation between Concentric and Eccentric Exercise: A Pilot fMRI Study)

  • 김중선;김중휘;박민규;박지원
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제22권2호
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    • pp.25-30
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    • 2010
  • Purpose: Behavior and movement are accomplished by voluntary contractions of skeletal muscles. There are three types of muscle contractions: concentric, isometric and eccentric. The aim of our study was to determine whether there is a difference in the cortical activation pattern between concentric contraction and eccentric contraction of the wrist extensor muscle. Methods: Four healthy right-handed volunteers without any previous history of physical or neurological illness were recruited. fMRI scanning was done during 4 repeated blocks of concentric and eccentric exercise of the wrist joint. Subjects exercised for 12 seconds and then rested for 12 seconds before beginning the second set of exercises. To determine the excitability of cortical neurons during exercise, voxel count and intensity index were analyzed. Results: For right hand movements, when concentric contractions of the right wrist were done, only the left primary motor area was activated. In contrast, during eccentric contraction, both the primary motor area and secondary motor area were activated. For left hand movements, both concentric and eccentric contractions induced only the supplementary motor cortex and the contralateral primary motor cortex. Conclusion: During eccentric contractions, both the primary motor area and secondary motor area are activated in ipsilateral and contralateral brain areas. Thus, eccentric contractions require more complex and difficult movements than concentric contractions do.

아동기 학대 경험이 인지적 정서조절 능력 및 관련 뇌영역 기능에 미치는 영향 (Alterations in Functions of Cognitive Emotion Regulation and Related Brain Regions in Maltreatment Victims)

  • 김승호;이상원;장용민;이승재
    • 생물정신의학
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    • 제29권1호
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    • pp.15-21
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    • 2022
  • Objectives Maltreatment experiences can alter brain function related to emotion regulation, such as cognitive reappraisal. While dysregulation of emotion is an important risk factor to mental health problems in maltreated people, studies reported alterations in brain networks related to cognitive reappraisal are still lacking. Methods Twenty-seven healthy subjects were recruited in this study. The maltreatment experiences and positive reappraisal abilities were measured using the Childhood Trauma Questionnaire-Short Form and the Cognitive Emotion Regulation Questionnaire, respectively. Twelve subjects reported one or more moderate maltreatment experiences. Subjects were re-exposed to pictures after the cognitive reappraisal task using the International Affective Picture System during fMRI scan. Results The maltreatment group reported more negative feelings on negative pictures which tried cognitive reappraisal than the no-maltreatment group (p < 0.05). Activities in the right superior marginal gyrus and right middle temporal gyrus were higher in the maltreatment group (uncorrected p < 0.001, cluster size > 20). Conclusions We found that paradoxical activities in semantic networks were shown in the victims of maltreatment. Further study might be needed to clarify these aberrant functions in semantic networks related to maltreatment experiences.

청각 연구에서 기능적 뇌 영상 기술 적용에 대한 고찰: 난청을 중심으로 (A review of the Implementation of Functional Brain Imaging Techniques in Auditory Research focusing on Hearing Loss)

  • 설혜윤;신재영
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.26-36
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    • 2024
  • Functional brain imaging techniques have been used to diagnose psychiatric disorders such as dementia, depression, and autism. Recently, these techniques have also been actively used to study hearing loss. The present study reviewed the application of the functional brain imaging techniques in auditory research, especially those focusing on hearing loss, over the past decade. EEG, fMRI, fNIRS, MEG, and PET have been utilized in auditory research, and the number of research studies using these techniques has been increasing. In particular, fMRI and EEG were the most frequently used technique in auditory research. EEG studies mostly used event-related designs to analyze the direct relationship between stimulus and the related response, and in fMRI studies, resting-state functional connectivity and block designs were utilized to analyze alterations in brain functionality in hearing-related areas. In terms of age, while studies involving children mainly focused on congenital and pre- and post-lingual hearing loss to analyze developmental characteristics with and without hearing loss, those involving adults focused on age-related hearing loss to investigate changes in the characteristics of the brain based on the presence of hearing loss and the use of a hearing device. Overall, ranging from EEG to PET, various functional brain imaging techniques have been used in auditory research, but it is difficult to perform a comprehensive analysis due to the lack of consistency in experimental designs, analysis methods, and participant characteristics. Thus, it is necessary to develop standardized research protocols to obtain high-quality clinical and research evidence.

침자극에 의한 안정성 네트워크 변화를 관찰하기 위한 Regional Homogeneity와 Amplitude of Low Frequency Fluctuation의 변화 비교: fMRI연구 (Changes of Regional Homogeneity and Amplitude of Low Frequency Fluctuation on Resting-State Induced by Acupuncture)

  • 여수정
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제30권3호
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    • pp.161-170
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    • 2013
  • 목적 : 침치료는 침자극을 가한 뒤, 발침한 뒤에 효과를 나타낸다. 그러므로 침연구에 있어서 침자극을 가하고 발침한 뒤에 나타나는 침의 반응을 관찰하여야 할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 안정성 네트워크를 이용하여 침자극 후의 반응을 관찰하여 발침 후에 뇌에 미치는 침의 반응을 관찰하였다. 방법 : 침자극에 의하여 나타나는 안정성 네트워크의 변화를 관찰하기 위하여 기능성 자기공명 영상장치를 사용하여 12명의 건강인을 대상으로 우측 양릉천 혈자리에 자침한 후, 침자극 전후의 뇌를 촬영하였다. 그리고 regional homogeneity(ReHo)와 amplitude of low frequency fluctuation(ALFF)를 이용하여 데이터를 분석하였다. 결과 : ReHo와 ALFF에서 공통적으로 안정성 네트워크가 증가된 영역은 좌우측 중전두이랑, 좌측 내측전두이랑, 좌측 상전두이랑, 그리고 우측 뒤쪽 띠이랑의 뇌부위였다. 특히 ReHo분석 결과 섬엽, 앞쪽 띠이랑과 선조체에서 안정성 네트워크가 증가된 것이 관찰되었는데, 이들 영역은 침의 진통작용과 관련된 영역들이다. 하지만 ALFF 분석결과에서는 이들 영역들이 나타나지 않았다. 결론 : ReHo와 ALFF 모두에서 침자극에 의한 안정성 네트워크의 변화를 관찰할 수 있었다. 또한 ReHo분석을 통하여 침자극에 의한 진통관련 영역들의 반응을 관찰할 수 있었다.