• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.14 no.7
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• pp.947-956
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• 2020

The human body becomes vulnerable to various diseases due to deterioration in structure and function as it ages. In particular, changes in brain structure weaken the immune system against diseases such as vascular and metabolic neuropsychiatric diseases. In this study, we used a magnetic resonance imaging technique that allows non-invasive observation of brain structures and measurement of how the volumes of the brain, gray matter, white matter, and subcortical regions changes with aging in women aged 65 to 85 years. As a result of our investigation, we observed a significant linear decrease in subcortical regions with age. These results suggest that the changes due to aging in the brain structure area are closely related to neuropsychiatric diseases in old age, and can provide information in understanding the vulnerability of the brain in old age.

• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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• 2004.05a
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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.

• Proceedings of the Korean Society for Cognitive Science Conference
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• 2002.05a
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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.

• Journal of KIISE
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• v.43 no.1
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• pp.54-60
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• 2016

Brain gene expression information is closely related to the structural and functional characteristics of the brain. Thus, extensive research has been carried out on the relationship between gene expression patterns and the brain's structural organization. In this study, Principal Component Analysis was used to extract features of gene expression patterns, and genes were automatically classified by spatial distribution. Voxels were then clustered with classified specific region expressed genes. Finally, we visualized the clustering results for mouse hippocampal region gene expression with the Allen Brain Atlas. This experiment allowed us to classify the region-specific gene expression of the mouse hippocampal region and provided visualization of clustering results and a brain atlas in an integrated manner. This study has the potential to allow neuroscientists to search for experimental groups of genes more quickly and design an effective test according to the new form of data. It is also expected that it will enable the discovery of a more specific sub-region beyond the current known anatomical regions of the brain.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06c
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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.

• Korean Journal of Cognitive Science
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• v.28 no.4
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• pp.267-297
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• 2017

The anatomical structure of the brain reflects a great amount of information about an individual's cognitive ability. The present study reviewed research on developmental changes in brain structure in relation to biological maturation and intellectual growth focusing on children and adolescents. The purpose of the present study was to achieve an understanding of how children and adolescents' brain matures with development and also to examine whether individual differences in intelligence influences the development of brain structure. The first section introduces methods of measurement and analysis of brain structure, such as voxel-based morphometry and structural covariance. The second section reviews studies on the biological maturation of the brain and variables that influence brain development such as sex, environmental factors, and mental disorders, etc. The third section introduces the Parieto-Frontal Integration Theory of intelligence and reviews studies on the association between intelligence and developmental changes of the brain, including changes in structural covariance and functional connectivity. We conclude with a discussion on educational/clinical implications of this work and directions for future studies.

• 전기의세계
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• v.46 no.5
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2005.11a
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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.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.14 no.5
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• pp.585-595
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• 2020

Magnetic resonance imaging(MRI) has become an important technique for examining changes in human brain structure with neurological disorders. Brain development is a very complex process, and is affected by neurogenesiss and genetic programs. As age increases, structures of the brain change, which can contribute to the formation of brain diseases. Among the various factors, Gender is one of the greatest influential factors that affect the development of a healthy brain. The images were analyzed through various programs found in FSL such as SIENAX, FIRST, and Vertex analysis. Our results show that significant gender-related differences in subcortical areas were observed at the particular age group. The magnitude of these differences between gender and volume varied depending on the area investigated. In this study, we used more advanced 3T MRI for the structural analysis of subcortical structures between each gender. In addition, Vertex Analysis was used to visualize the volumetric differences in subcortical structures between each gender. This study is limited to groups in their 70s, therefore, further studies are needed for wider age groups.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.10 no.4
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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.