• 한국방사선학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.947-956
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• 2020

인간의 신체는 노화가 진행됨에 따라 구조 및 기능이 저하되어 다양한 질병에 취약해지게 된다. 특히 뇌구조의 변화는 혈관 및 대사성 뇌 질환과 같은 질병에 대한 면역 체계가 취약해지고 신경정신질환에 쉽게 노출되게 된다. 본 연구에서는 이러한 뇌 구조를 비침습적으로 관찰할 수 있는 자기공명영상 기법을 이용하여 65세에서 85세까지의 여성을 대상으로 뇌 부피, 회백질, 백질, 피질하부 영역의 부피가 노화에 따라 어떻게 변화 하는지 패턴을 조사하였으며, 연구결과로 피질하부영역에서 선형적으로 유의미하게 감소하는 변화 패턴을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 뇌 구조 영역의 노화로 인한 변화가 노년기 신경정신질환과 밀접한 관련이 있음을 시사하고 있으며, 노년기 뇌 발달에 대한 이해를 도울 수 있는 정보를 제공할 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.118-122
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• 2004

본 논문에서는 인체의 머리 부분을 촬영한 의료 영상에서 뇌 영역만을 분할하는 방법에 대해 제시하고자 한다. 뇌의 해부학적 구조 및 기능적 이상 부위를 파악할 경우에 영상 내에 함께 보여지는 두개골과 뇌척수액 등을 제외한 대뇌피질 영역을 분할하면 보다 효과적인 정보 분석 및 진단이 가능하게 된다. 본 시스템에서는 3단계 알고리즘을 제시한다. 첫 번째 단계에서는 영상 내에 존재하는 잡음을 제거하기 위한 필터링이고, 두 번째 단계에서는 필터링된 결과에 대한 영상분할을 수행하는 것이다 이 때 정확한 결과 도출을 위하여 사용자의 인터렉션이 들어가게 된다. 세번째 단계에서는 형태학적 방법을 이용하여 분할 결과를 보완한다. 본 연구를 위한 실험에는 자기 공명 촬영 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging), 단일 광전자 방출 단층 촬영영상(SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography), 양전자 방출 단층 촬영영상(PET: Positron Emission Tomography) 등을 사용하였다. 본 시스템에서는 다양한 모달리티의 뇌 영상에서 대뇌피질 부분을 정확하게 영상 분할함으로써 뇌의 구조적 이상을 판단하기 위한 해부학적 정보 분석을 가능케 하고 있다. 뿐만 아니라 뇌 질환에 대한 정확한 진단 시뮬레이션도 가능하게 하고자 한다.

• 한국인지과학회:학술대회논문집
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• 한국인지과학회 2002년도 춘계학술대회
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• pp.208-210
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• 2002

신경과 의사들은 실제 임상에서 환자들에게 대뇌피질감각의 이상 여부를 알기 위해 손바닥에 숫자나 문자를 쓰게 하여 알아 맞추게 하는 검사를 시행한다. 손바닥에 쓰여진 문자나 숫자를 인식하기 위해서는 몇 가지 단계의 인지과정이 필요할 것으로 생각된다. 첫번째로 손바닥에 닿는 감각을 인지해야 하고, 다음 단계로 이 감각들을 시공간적으로 통합하는 과정이 필요할 것이고, 이러한 정보들을 유지하면서 마지막 단계로 우리 머리 속에 있는 문자와 일치시키는 과정이 필요할 것이다. 본 연구에서는 위와 같은 가설 아래 각각에 해당할 수 있는 뇌영역을 밝히기 위해 기능적 뇌자기공명영상을 이용하였다. 손바닥의 일차적 감각을 인지하는 데는 일차감각영역이 활성화 되었고, 이차감각영역의 활성은 감각들의 시공간적 통합과 관련될 것으로 생각되었으며, 이것들을 유지하는 것은 작업기억의 하부구조인 시공간 그림판과 관련되는 영역이며, 문자를 일치시키는 과정은 브로카영역 부근의 활성과 관련되는 것으로 생각되었다. 위의 가설에 대한 추가검증 및 실제로 일어나는 인지과정에 대한 추가적인 연구가 필요할 것이다.

• 정보과학회 논문지
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• 제43권1호
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• pp.54-60
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• 2016

뇌의 유전자 발현 정보는 영역별 기능과 밀접한 관련이 있어 이를 분석하기 위해 다수의 유전자들 간의 발현 정도 및 발현 위치 정보와의 관계에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 기술을 통해 알렌 뇌과학연구소에서 제공하는 약 2만여개의 쥐 뇌 유전자 발현 정보 중 뇌의 해마 영역을 중점적으로 분석하여 유전자들을 자동으로 분류해내고 발현 위치 정보를 기반으로 군집화하여 가시화하는 방법을 제안한다. 이를 통해 해마 내 전체적으로 발현되는 유전자들과 특정 영역에만 발현되는 유전자들을 분류할 수 있었고 그 중 특정 영역에 발현되는 유전자들의 위치정보 기반으로 군집화된 데이터를 뇌 지도와 함께 관찰 할 수 있었다. 본 연구는 뇌의 기능과 영역과의 관계성 관련 생물학적 연구를 위한 실험군 선정작업에 이용되어 실험설계시간을 줄일 수 있고 기존에 알려진 뇌의 해부학적 구조보다 더욱 세분화된 구조를 발견할 수 있는 가능성을 제시할 것으로 기대된다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(C)
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• pp.377-378
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• 2011

본 논문은 뇌기능 연구에 크게 기여하는 기능적 자기공명영상을 효과적으로 분석하기 위한 유효 연결성(Effective Connectivity, EC)을 이용한 대규모 네트워크(Large-Scale Network, LSN) 분석(LSN-EC)을 제안한다. 유효 연결성은 뇌영역간의 시공간적 인과관계를 표현한 연결성이며, 뇌의 기능적 연결성 및 구조탐색 사용된다. LSN-EC는 뇌영역간의 EC를 표현하고 그룹간의 차이분석을 통하여 뇌질환 분석 및 진단 연구로의 응용이 가능하다. 실험결과에서 알츠하이머병과 관련이 높다고 알려진 후대상피질(Posterior Cingulate Cortex)과 해마(Hippocampus)가 포함된 변연엽(Limbic Lobe), 기저핵 및 시상(Basal Ganglion and Thalamus) 주변 영역에서 감소된 EC를 확인하였다.

• 인지과학
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• 제28권4호
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• pp.267-297
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• 2017

뇌의 해부학적 구조에는 개인의 인지적 특성에 대한 많은 정보가 반영된다. 본 연구는 아동과 청소년을 대상으로 생물학적 성숙과 지능의 개인차와 관련한 대뇌의 구조적 변화와 특성을 관찰한 연구들을 중점적으로 개관하였다. 본 연구의 목적은 아동과 청소년의 뇌 구조의 발달 과정을 이해함과 동시에 개인의 지능에 따라 뇌 구조가 발달하는 패턴이 어떠한 차이가 있는지를 알아보는 것이다. 첫 번째 단원에서는 뇌의 구조적 특성에 대한 측정치들(전체 뇌의 크기나 부피, 영역 별 회백질/백질의 부피와 밀도, 피질 두께, 피질 표면적 등)과 부피소-기반 계측법 및 구조적 공분산성 분석 등의 연구 방법들을 설명한다. 두 번째 단원에서는 생물학적 성숙에 따른 뇌 구조의 발달적 변화와 이에 영향을 미치는 변수와 조절 변인들(성별, 정신/발달 장애, 환경 요인, 영역 별 피질의 층 구조)을 설명한다. 세 번째 단원에서는 지능의 두정-전두 통합 이론을 소개하고 뇌 구조 및 뇌의 구조적 공분산성, 기능적 연결성의 발달적 변화가 지능의 개인차에 따라 어떻게 달라지는지에 대한 연구 결과들을 개관한다. 끝으로, 결론 부분에서는 현재까지 이루어진 연구들을 기반으로 하여 후속 연구의 방향과 이 분야 연구의 사회적 가치를 논한다.

• 전기의세계
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• 제46권5호
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• pp.3-10
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• 1997

뇌파, 즉 뇌전도는 뇌에서 일어나는 전위의 변화를 기록하는 것이다. 이는 두개골의 두피에 전극을 부착하거나 뇌 표면 또는 뇌속에 전극을 삽입하여 기록할 수 있다. 종래에는 뇌파는 활동전위의 동기화와 통합의 결과로서, 어떤 피질 영역에서의 뉴론의 활동을 직접 반영하는 것이라고 생각되어 왔다. 그러나 EEG 활동에서 상당한 부분은 뉴론의 막전위에 기인하며, 특히 느린 시냅스 후 전위의 가중에 기인한다고 할 수 있다. 그렇지만 활동전위가 EEG에 전혀 공헌하지 않는 것은 아니다. EEG는 그 파형에 따라 동기화 또는 비동기화로 나눌 수 있는데, 그 근간을 이루는 뇌 구조물은 상이하다. 그리고 피질의 활동에서 유래한 EEG는 피질하 구조물에 의해서도 영향을 받는다. 이러한 EEG를 활용한 연구는 인간 정신 과정을 이해하는데 이바지하는 바가 클 것이다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 추계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제2호
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• pp.381-384
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• 2005

현존하는 정보처리 시스템 중에서 가장 뛰어난 성능을 지니고 있는 것은 인간의 두뇌라고 할 수 있다. 두뇌의 정보처리 메커니즘을 보다 정확하게 구현할 수 있는 시스템은 입력에 대한 정확한 인지 능력, 상황 판단 능력, 학습 및 추론 능력, 출력의 결정 능력 등의 성능 구현은 물론이며, 감정과 비교될 수 있는 시스템의 상태를 평가하여 판단 및 결정에 적용함으로써 매우 뛰어난 지능형 시스템이 쥘 수 있다. 이러한 뇌 정보처리 시스템의 구현에 앞서 본 논문에서는 생물학적인 대뇌 피질의 구조를 살피고 정보의 처리 영역을 고찰하고 정보의 흐름을 소개하였으며 이를 바탕으로 뇌 정보처리 메커니즘을 공학적인 측면에서 해석해 보았다. 특히, 뇌 영역의 기능 및 구조적인 특징, 정보의 처리과정 등을 공학적으로 해석하였으며 이는 뇌의 기능을 모방한 공학적인 모델을 구현하는데 있어서 기초가 될 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.585-595
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• 2020

자기 공명 영상(MRI)은 인간의 신경계 장애에서 뇌 구조의 변화를 검사하는 중요한 기술이다. 뇌 발달은 매우 복잡한 과정이며, 신경 생성과 유전자 프로그램의 영향을 받게 된다. 나이가 들어감에 따라 뇌의 다양한 구조 영역이 변화하면서 뇌 질환 형성에 기여하게 되며, 건강한 뇌의 발달에 영향을 미치는 다양한 변수 중 성별은 가장 큰 영향을 주는 요인 중 하나이다. 영상 데이터는 FSL(FMRIB software library)에서 제공하는 SIENAX, FIRST, 정점분석(Vertex Analysis)과 같은 다양한 프로그램을 통해 분석이 수행되었다. 우리의 결과는 특정 연령대의 피질하부영역에서 유의한 성별 관련 차이가 관찰되었음을 보여주고 있다. 성별과 볼륨간의 이러한 변화 정도 차이의 크기는 조사 된 영역에 따라 다르게 나타나고 있다. 이 연구에서 우리는 각 성별간 피질하부영역의 구조 분석을 위해 고해상도 3T MRI를 사용하였다. 또한, 정점 분석은 각 성별간의 피질 구조에서 체적 차이를 시각화하는데 사용되었다. 이 연구는 70대 그룹으로 제한되어 있으며, 향후 더 넓은 연령대를 대상으로 추가 연구가 필요하다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.1-5
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• 2004

본 논문에서는 인체의 머리 부분을 촬영한 자기 공명 촬영 영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging)에서 뇌 영역의 대뇌 피질 만을 분할하는 방법에 대해 제시하고자 한다. 뇌의 해부학적 구조를 파악할 경우에 영상 내에 함께 보여지는 두개골과 뇌척수액 등을 제외한 대뇌피질 영역을 분할하면 보다 효과적인 정보 분석 및 진단이 가능하게 된다. 본 논문에서는 3단계 알고리즘을 제시한다. 첫번째 단계에서는 Speckle reducing anisotropic diffusion (SRAD)를 이용하여 영상 내에 존재하는 잡음을 제거하기 위한 필터링이다. 두번째 단계에서는 필터링된 결과를 이용하여 추출된 임계값과 사용자의 인터렉션인 씨드 포인트를 통해 영상분할을 수행하고, 세 번째 단계에서는 후 처리를 통해 분할 결과를 보완한다. 영상분할 결과의 정확성을 측정하기 위하여 현재 병원의 의료진들이 사용하고 있는 Mayo clinic사의 Analyze를 이용하여 분할된 결과와의 오류를 측정하였다. 또한 최종 결과에 대해 ultravis를 이용한 볼륨 렌더링으로 영상분할의 최종 결과를 제시하였다.