최근 신경과학 분야에서 대뇌피질 영역 간 연관성 분석은 신경학적 질병 (자폐증, 간질, 정신 분열증)의 분석 및 진단에 적용되고 있다. 기존 대뇌피질 영역 간 연관성 분석은 뇌전도 (EEG), 기능적 자기공명영상 (fMRI), 뇌자도 (MEG)등이 이용되었지만, 뇌전도의 낮은 공간분해능, 기능적 자기공명영상의 낮은 시분해능 등은 영역 간 연관성 분석에 단점으로 작용되고 있다. 반면, 근적외선 분광법(NIRS)은 대뇌피질에서의 혈류변화(oxy-, deoxy-hemoglobin)를 비침습적이며 빠른 시분해능으로 측정할 수 있는 방법으로 최근 신경과학 분야에 응용되고 있다 [1-2]. 본 논문에서는 근적외선 분광법을 이용한 대뇌피질영역 간 연관성 분석의 효용성을 입증하기 위해, 쥐의 수염자극 시 대응되는 지역 (일차-, 이차 체감각피질, 일차 운동피질 영역)에서의 혈류변화 신호의 영역 간 연관성 분석을 하였다. 본 연구결과에 의하면 수염자극 시 일차-, 이차 체감각피질 영역에서의 방향성은 확인할 수 없었고, 일차-, 이차 체감각피질 영역에서 일차 운동피질영역으로의 방향성은 확인할 수 있었다. 본 결과는 기존 수염자극 시 활성화되는 전기신호의 패턴과 일치하며, 향후 신경과학적 질병의 분석 및 진단에 근적외선을 이용한 대뇌피질 영역 간 연관성 분석이 유용할 수 있음을 보여준다.
본 연구에서는 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant : PDA)의 정보 표시부에 표시되는 문자정보를 읽을 때, 문자의 크기가 사용자의 인지적 스트레스에 미치는 영향을 조사하였다. 평가는 주관적 평가법(주관평가)과 생리적 평가법(뇌파측정)을 행하여 결과를 도출하였으며, 분석 및 고찰은 문자정보를 읽을 때 나타나는 사용자의 인지적 스트레스와 문자크기와의 관계성에 주목하였다. 분석의 결과, 다음과 같은 2개의 결론이 얻어졌다. 1) 표시한 문자크기(8point, 10point, 12point, 14point, 16point) 중에서 상대적으로 읽기 쉽고, 인지적 스트레스가 적다고 생각되어지는 문자크기는 14point이며, 상대적으로 읽기 어렵고, 인지적 스트레스가 많다고 생각되어지는 문자크기는 7point로 나타났다 2) 문자정보의 인지에 대한 대뇌피질의 반응은, 뇌의 후두엽과 두정엽의 후두시각연합영역을 활성화시켰다. 또, 문자정보에 대한 시각성 인지는 문자크기가 14point보다 작은 경우에, 대뇌피질의 활성수준을 향상시키는 것으로 나타나, 휴대용 정보기기에 있어서 문자크기가 14point보다 작으면 작을수록 인지적 스트레스에 영향을 미치고 있는 것으로 생각되어진다.
본 연구에서는 PDA(Personal Digital Assistant) 기기의 정보 표시부에 표시되는 문장을 읽을 때, 문자의 크기가 유저의 인지적 스트레스에 미치는 영향을 조사하였다. 평가는 주관적 평가법(주관평가)과 생리적 평가법(뇌파측정)을 행하여 결과를 도출하였으며, 분석 및 고찰은 문자정보를 읽을 때 나타나는 유저의 인지적 스트레스와 문자크기와의 관계성에 주목하였다. 분석의 결과, 다음과 같은 2개의 결론이 얻어졌다. 1)표시한 문자크기(8 point, 10 point, 12 point, 14 point, 16 point) 중에서 상대적으로 읽기 쉽고, 인지적 스트레스가 적다고 생각되어지는 문자크기는 14 point이며, 상대적으로 읽기 어렵고, 인지적 스트레스가 많다고 생각되어지는 문자크기는 8 point로 나타났다. 2)문자정보의 인지에 대한 대뇌피질의 반응은, 뇌의 후 두엽과 두정엽의 후두시각연합영역을 활성화시켰다. 또, 문자정보에 대한 시각성 인지는 문자크기가 14 point 보다 작은 경우에, 대뇌피질의 활성수준을 향상시키는 것으로 나타나, 휴대용 정보기기에 있어서 문자크기가 작을수록 인지적 스트레스에 영향을 미치고 있는 것이라 생각되어진다.
근적외선 분광법(Near-infrared spectroscopy, NIRS)은 대뇌피질에서의 혈류변화(oxy-, deoxyhemoglobin의 농도변화)를 비침습적으로 측정할 수 있는 방법이다. 본 논문에서는 향후 뇌-컴퓨터 접속기술(Brain computer interface)에 적용하기위한 초기 연구단계로, 쥐의 수염을 자극시 활성화되는 대뇌수염피질 영역에서의 혈류변화 및 전기신호를 동시에 측정하고 두 신호의 패턴을 분석한다.
본 연구는 경도인지장애가 동반된 환자를 대상으로 뇌 자기공명영상에서 인지 영역에 대한 대뇌 피질 두께를 측정하고 신경심리검사 결과와 비교하여 신경해부학적 상관관계를 규명하고자 하였다. 이를 위하여 파킨슨병으로 최초 진단 받고 신경심리검사를 시행한 78명(경도인지장애군: 39명; 비인지장애군: 39명)과 정상인 그룹 32명을 선정하였다. 신경심리검사에서 경도인지장애군과 비인지장애군의 상관관계와 신경심리검사와 뇌 자기공명영상에서 대뇌 피질 두께의 상관관계는 독립표본 T 검증 또는 피어슨 상관분석을 실시하였으며 수집된 자료의 유의 수준은 p<0.05에서 검증하였다. 결론적으로 경도인지장애를 동반한 파킨슨병 환자는 뇌 자기공명영상에서 양측 쐐기압소엽과 우하측두엽의 대뇌 피질 두께가 통계적으로 유의하게 감소하였으며 인지 기능 평가를 위한 신경심리검사에서 시공간 기능, 언어 및 시각 기억력 기능이 저하되었다. 특히 언어 및 시각 기억력 영역에 대한 신경심리검사와 신경해부학적으로 좌측 쐐기앞소엽에서 상관관계가 있었다.
목적: 정상 가토의 뇌혈류를 측정하고자 자기공명영상 기법중 스캔시간이 훨씬 짧은 single shot gradient echo-planar 기법을 관류강조영상에 적용하여 뇌혈류량 측정법의 유용성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 몸무게 2.1-3.6kg의 가토 24마리를 실험군으로 채택하고, 실험군을 소아용 위치 잡이에 복와위로 눕힌 후 관류강조영상을 획득하였다. 관류강조영상 획득은 매 1초마다 연속하여 한 단면당 44초가지 44개의 영상을 얻었다. 스캔 시작 후 4초 경과시 조영제 Gd-DTPA 2ml를 빠른 속도로 경정맥 주입 후 연속하여 식염수 5ml를 경정맥 주입하였으며, 한 가토에서 동일한 방법으로 약 30분 간격으로 2회씩 실시하였다. 영상은 두정부 대뇌피질, 궁룡부 대뇌피 질 두 부위와 기저핵 한 부위에서 약 $3-5{\textrm{mm}^2}$의 면적으로 선택한 후, 시간 경과에 따른 신호강도의 변화를 보여주는 커브를 구하였다 이 영상을 PC로 전송한 후 자체 개발한 영상처리 프로그램과 IDL 소프트웨어를 이용하여 상대적 및 국소 뇌혈류량을 구하였다. 결과: 실험군으로 채택한 가토 총 24마리중 22마리에서 만족할 만한 1-2회의 시간-신호강도 곡선을 얻었다. 획득한 데이터는 두정부 대뇌피질 두 곳과 기저 핵에서 시간의 경과에 따른 신호강도의 변화를 측정하고, 이들 부위의 국소 뇌혈류 용적 및 조영제의 잔류 시간을 구하였다. 평균 국소 뇌혈류량 용적비는 궁륭부 대뇌피질에서는 $0.97{\pm}0.35$, 기저 핵에서는 $0.99{\pm}0.37$이었으며, 조영제의 펑균 잔류시간은 궁룡부 대뇌피질에서는 $9.83{\pm}1.63초$, 기저핵에서는 $9.42{\pm}1.14$초로서 두 부위간에 통계학적으로 유의한 차이는 없었다. 결론: 궁룡부 대뇌피질과 기저 핵에서 평균 국소 뇌혈류량 용적비와 조영제 평균잔류 시간의 차이는 없었다. 그러므로 PWI가 뇌혈류량 측정에 유용하며 허혈성 질환의 조기진단 및 예후 추정에 이용될 수 있다. 향후 정상조직과 뇌경색이 유발 된 조직의 rCBV차이를 비교할 수 있으며, DWI 소견과 경색 환자에 적용하면 뇌혈류 변화 분석에 도움이 될 것으로 사료된다.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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제20권3호
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pp.541-550
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2009
본 연구는 영어학습 영역별 (듣기쓰기능력, 단어수준, 스피킹, 단어기억, 리스닝) 성취도에 따른 대뇌피질 내의 뇌기능 활성화에 대한 관련성을 규명한 것이다. 좌뇌 기반으로 알려진 영어학습에 대한 우뇌적 요인에 대한 연구들이 진행되었다. 뇌기능 영상화 중에서 정량뇌파분석를 사용하여 영어학습에 관여하는 뇌 영역별 정량뇌파 결과를 분석함으로써 영어학습을 뇌 영역별 활성화로 변별할 수 있는 기준을 마련한 것이다. 영어학습의 좌우뇌 균형발달을 위한 지침을 제시하였으며 특정 학습영역과 연계한 뇌의 활성화를 제시함으로써 개인별 뇌 기능에 따른 영어학습 향상을 위한 뇌기능을 훈련할 수 있는 이론적 토대를 마련하였다 (권형규, 2008). 이를 통하여 단순한 이미지와 오감을 활용한 우뇌적 학습방향이 아니라 개인별 정량뇌파 데이터에 의한 통합뇌 훈련모형을 개발하였다. 정량뇌파 분석을 위해서는 피험자 개인별 영어능력 검사점수에 대한 뇌파지표를 도출하여 단계적 변수선택법에 의한 다중회귀분석을 실시하였다.
본 연구는 Sprague-Dawley계 숫쥐에서 출생 초기 에탄올에의 노출에 의한 성장 후 뇌혈류 자가조절의 변동을 관찰하고 이러한 변동에 대한 nociceptin의 관여를 관찰하고자 하였다. 실험동물에게 에탄올 2.5 g/kg을 생후 6, 7 및 8일의 3일 동안 2시간 간격으로 1일 2회 피하 주사하였다. 주령 4, 8 및 12주 시기에 단계적 출혈에 의한 저혈압 및 혈액 재주입에 의한 혈압 상승시의 평균동맥혈압의 변동에 따른 국소 뇌혈류 변동을 laser-Doppler flowmetry 방법으로 측정하였고, 경막과 대뇌피질에서 nociceptin-유사 면역반응력의 발현을 면역조직화학법으로 측정하였다. 출생 초기 에탄올 투여는 4, 8 및 12주령 모두에서 국소 뇌혈류 자가조절 기능을 거의 소실시켰다. 에탄올 투여 전에 nociceptin을 전처치한 군에서는 모든 연령군에서 국소 뇌혈류 자가조절 기능이 보존되었으나, nociceptin 수용체 선택적 경쟁적 길항제인 [$Nphe^1$]nociceptin(1-13)$NH_2$를 전처치한 군에서는 보존되지 아니하였다. 출생 초기 에탄올 투여에 의하여 경막 내 nociceptin-유사 면역반응력이 모든 연령군에서 현저히 증가하였고, 7-nitroindazole (7-NINA) 전처치뿐만 아니라 aminoguanidine 전처치에 의하여 모든 주령에서 유의하게 억제되었다. 출생 초기 에탄올 투여에 의하여 대뇌피질 내 nociceptin-유사 면역반응력이 모든 연령군에서 현저히 증가하였고, 7-NINA 전처치와 aminoguanidine 전처치에 의하여 모든 주령에서 유의하게 억제되었다. 모든 실험군의 동맥혈가스분석 결과는 실험 전, 중 및 후에 유의한 차이를 보이지 아니하였다. 이상의 결과로 보아 출생 초기 에탄올 투여는 성장 후 뇌혈류 자가조절에 변동을 초래하고, 이에 대한 보상기전으로서 nociceptin의 발현이 증가하는데, 여기에는 nitric oxide가 깊이 관여하는 것으로 생각된다.
본 연구는 애니메이션의 전문적인 특성을 고려한 라이프 드로잉 교수법을 연구하는 과정으로 두뇌의 창작 기제를 고려한 전략을 적용한 모형과 교수방법 설계를 목적으로 한다. 최근 들어 창의성을 기반으로 하는 각 전문분야의 교육방법에 대한 대안적인 논의로 뇌 기반 학습원리를 적용한 융합적 교수법에 대한 연구결과들이 발표되고 있다. 즉, 뇌의 창의기제를 기반으로 한 융합적 교육은 미술과 드로잉 교육뿐만 아니라, 예술전반에서 적용되고 있는 것이다. 라이프 드로잉은 인체에 대한 구조적 지식을 넘어서 인지적 감각, 창의성, 그리고 동작을 통한 대상과의 소통방식을 이해한 생동감 표현법 등을 숙련할 수 있는 종합적인 교수법을 요하는 분야이다. 이에 본 연구에서는 연구의 앞선 단계에서 분석된 창의, 학습기제와 내용요소를 바탕으로 하여 라이프 드로잉 숙련을 위한 전략과 방법 그것을 정리한 교육모형 구조도를 설계하여 본다. 그 결과 이전 연구의 결과물인 뇌의 창의, 학습 기제를 기반으로 한 라이프드로잉의 능력요소와 두뇌기반 촉진요소가 유기적으로 결합되기 위해서는 5단계 인지전략단계인 뇌 활성화 준비단계, 대뇌피질 기능 활성화, 고등사고촉진단계, 고등사고단계, 통합단계를 거쳤을 때 가능하다는 결론에 도달하였다. 또한 이를 실행하기위한 전략적 방법으로는 브레인짐(brain gym), 우뇌활성화드로잉, HSP(고차인지)트레이닝으로 설계되었다. 이를 토대로 하여 설계된 교수학습모형 구조도는 이후의 연구에서 해당 회기 동안의 교수학습지도안 설계로 이어진다.
국소마취제의 약리학적 작용기전을 탐구키 위하여 소의 신선한 대뇌피질로부터 synaptosomal plasma membrane vesicles(SPMV)를 분리한 후 그 소수성 중심부의 microviscosity에 미치는 국소마취제의 영향을 pyrene 형광 probe법으로 측정한 결과 lidocaine HCI과 procaine HCI이 microviscosity를 낮춘다는 것을 알았고 그 정도는 procaine HCI에 비하여 tidocaine.HCI이 더욱 컸다. 또 국소마취 제 가 dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) multilamellar liposomes의 상전 이온도를 낮추며 cooperative unit크기를 감소시킨다는 것도 시차 열량분석법으로 알게 되었다. 상전이온도와 cooperative unit 크기의 감소 정도는 dibucaine HCI>tetracaine HCI>lidocaine HCI > procaine HCI의 순이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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