목적 : 본 논문은 뇌 기능 자기공명영상(Brain Functional Magnetic Resonance Imaging: Brain fMRI)을 이용하여 짠 맛 자극에 대한 인지활동으로 뇌 신경세포의 활성화에 따른 국소 대사 및 혈류역학적 변화가 일어나는 뇌 영역을 분석 및 가시화함으로써 맛에 대한 뇌 활성화 부위의 기초자료를 마련하고자 하였다. 대상 및 방법 : 건강한 비흡연 남자 12명을 대상으로 1.5T MRI 장치에서 혈액산소수준의존(Blood Oxygen Level Dependent, 이하 BOLD) 방법을 이용한 fMRI 실험을 수행하여 인간의 미각 중 짠맛에 대한 반응을 관찰하였다. 잔 맛의 자극은 $3\%$ 농도의 소금물(NaCl)을 미각 자극기를 이용하여 혀 전체에 자극을 주었다. 미각 자극기인 Auto Syringe Pump는 일정한 자극을 반복적으로 가할 수 있도록 마이크로프로세서를 이용하여 연구실에서 자체 제작되었다. 자극의 패러다임은 5회의 휴식기간과 4회의 자극기간으로 구성되었으며, 자극기간은 15초씩 진행되고 휴식기간은 30초로 하여 각 slice당 42 영상을 연속적으로 획득하였다. 자극에 대해 얻은 fMRI 영상은 SPM99'(Statistical Parametric Mapping, UCL)를 이용하여 분석하였다. 활성화 영상은 EPI 영상과 동일한 부위의 T1 강조영상에 registration 기법을 이용하여 overlapping시켜 활성화 부위의 해부학적 판별을 용이하도록 하였다. 결과 : 농도 $3\%$ 소금물의 짠맛 자극에 대해서 insula, amygdala, frontal opercular taste cortex (OFC), orbitofrontal cortex 영역에서 활성화 영역을 fMRI로 확인하였으며, dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) 영역에서도 유효한 신호를 관찰하였다. 결론 : 본 연구의 결과는 미각의 주요 신경이 뇌의 insula, OFC 그리고 DLPFC 영역에 주로 분포한다는 기존의 결과와 잘 일치하고 있다. 마이크로 프로세서로 동작하는 자동펌프를 미각 자극기로 사용함으로써 미각자극에 대한 뇌의 활성화 영역을 안정되게 관찰할 수 있었다. 본 연구의 결과는 fMRI를 이용한 고차원적 미각작용 과정 연구에 튼튼한 밑거름이 될 것으로 생각된다.
최근 선진 각국에서는 시각장애인을 위한 인공 망막 모델구현을 위한 연구가 매우 활발히 진행 중이다. 인공 망막의 여러 기법중 시각피질자극에 의한 방법은 망막손상과 시신경 손상 환자에게 적용할 수 있도록 시피질을 자극한다. 그러나 이 방법은 시각자극전달의 중간단계를 생략하고 직접 뇌세포를 자극하는 것이다. 따라서 본 논문에서는 시각피질자극방법에 기반하여 인간시각처리와 유사하게 영상의 압축방법을 부과함으로써 세포의 특성을 고려한 모델을 나타낸다. 실험 데이터로는 자동차 번호판 숫자들이며, 인식기는 SOM을 사용하였다. 실험결과, 제안된 인식모델과 일반적 인식모델과의 차이가 없음을 알 수 있었다.
한의학적 침구치료원리에 근거한 새로운 자극방식을 통해 치료효과를 증대시킬 수 있는 구강안면 동통 진단/치료기를 개발하였다. 이 새로운 DDTS-1 치료기는 기존방식과는 달리 캐패시터를 이용하여 동통발생 원인인 인체의 과잉 이온전하를 흡수하여 치료하는 방식이다. 과도한 이온전하를 흡수하여 치료하기 위한 최적 파라미터 추출은 실험을 통해, 캐패시터의 충방전을 제어하기 위한 제어신호의 최적의 주파수는 6hz, 캐패시턴스는 $0.1\~0.33{\mu}F$으로 결정하였다. 임상실험을 통해 시스템의 검증을 위해 치성동통환자, 3차 신경통환자 등을 대상으로 정상부위와 이상부위의 전위를 측정하였다. 그 결과, 기존 자극기는 치료전과 후의 전위차가 매우 작았으며 DDTS-1은 생체전위차가 동일하거나 비슷해지는 뚜렷한 차이를 보였다. 따라서, DDTS-1의 자극방식이 기존의 전기적 자극방식보다 치료효과 측면에서 더 효과적이며 이는 캐패시터를 이용한 인체 이온전하 흡수방식의 타당성을 검증하였다. 즉, DDTS-1 치료기의 자극방식에 따른 동통조절기전의 이론적 타당성을 검증하고 성능 및 신뢰성을 검증하였다.
상이한 기하학적 형태의 자극철심성질을 사용하여 많은 형태의 논리회로를 만들수 있다. 여기에 소개된 자극철심은 OR, AND, NOT이다. Laddic형태는 AND회로만으로 사용될 수 있고 또 AND회로와 OR회로병용으로 사용된다. 상술한 모든 다공철심은 신뢰도가 높고 조립하기 쉬우면 염가이고 고속 Switching의 정도를 갖이고 있다. MAC회로강의 간단성과 Readout의 지어지지 아니하는 성질때문에 이러한 System의 정비비는 대단히 염가이다.
A tactile stimulator array using stacked PZT is fabricated and evaluated in this paper. The purpose of this research is the development of a tactile stimulator to represent the obstacle information for the visually disabled. As a first step of this research, we investigate the physiological characteristics of tactile stimuli and design a tactile stimulator based on the investigated results. Also we evaluated a fabricated tactile stimulator. The prototype of tactile stimulator which has 2$\times$2 tactor elements with 3mm spacing is fabricated using stacked PZT actuator. In order to evaluate the characteristics of this tactile stimulator, physiological experiments are carried out. In the experiment, the threshold of tactile stimulus intensity within a frequency range of 5-500Hz at various stimulus amplitudes are investigated. According to the obtained experimental result, the input signal of tactile stimulator for the effective transfer of obstacle information is determined. Also physiological experiments of multi-stimuli recognition such as shift and rotation are carried out
시각자극 유발전위 추론시에 사용되는 평균법은 많은 회수의 단일-시도 유발전위(single-trial evoked potential)의 기록이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 평균법의 후처리기로서 Prony 방법을 적용하여 향상된 신호-대-잡음비를 제공하는 방법을 제안하였다. Prony 방법은 유발전위와 같은 잡음이 섞여 있는 신호에서 지수함수를 추론하는데 많이 적용되어져 왔다. 여러 가지 잡음 모델을 이용한 시뮬레이션과 실제 시각자극 유발전위 데이터를 이용한 실험을 통해 Prony 방법이 평균법의 후처리기(post-processor) 기능으로서 사용될 때, 신호의 질적인 향상 측면 뿐 아니라 평균법 사용시 단일-시도 유발전위의 기록 횟수의 단축이라는 결과도 가져옴을 보였다.
펄스형 자기자극장치를 누설변압기의 1차측 스위칭 제어로 교류(60hz) 스위칭 제어를 하여 비용과 크기면에서 기존의 전원장치로 구성된 것보다 약30w의 소용량으로 구성을 할 수가 있었다. 펄스반복률은 자기자극장치의 출력제어를 5-60hz로 적절하게 조절하였다. 이 자석 자극에서는, 고전압 출력 회로를 위한 낮은 전압 열리는 반복 통제가 고전압 표본 추출을 피하기 위하여 채택되며, 또는 스위칭제어와 고전압 누설 변압기는 고전압 하나로 조정된 낮은 전압 펄스를 개조하기 위하여 사용된다. ZCS (영전류스위칭) 회로 및 DSP & FPGA는 SCR의 게이트 신호를 정확하게 통제하기 위하여 사용된다. 펄스 반복 비율은 AC 선과 높은 누설 유도자의 주파수 때문에 60Hz에 의해 제한된다. 최대 자석자극장치의 출력은6 0Hz, 각각 40, 80, 120, $160^{\circ}$, SCR 게이트의 펄스반복 비율로 33W에 관하여 트리거 각 $90^{\circ}$에 대한 전체적인 출력으로 얻어졌다.
기도평활근을 전장 자극하면 콜린성 수축에 이은 느리고도 지속적 인 이완성 반응이 유발된다. 지속적 인 이완성 반응은 억제성인 비아드레날린성 비콜린성 신경 섬유에 의해서 야기되는 것으로 알려져있다. 그러나 이러한 신경 말단에서 분비되는 신경 전달물질에 대해서는 아직도 실험한 동물 및 사용 조직에 따라 다르게 보고되고 있다. 본 실험은 기 니피그 기도 평 활근에서 전장 자극을 주어 이완성 반응에 관여 하는 인자 및 그 작용 기전을 알아보고자 하였다. 전장 자극으로 유발된 이완성 반응은 L-NAME에 의 해서 억제되 었으며 L-arginine에 의 해서 부분적으로 회복되 었다. 또한 L-WAME은 기초장력을 증가시켰 다. Hitroprusside는 윤상근의 기초 장력을 완전히 억제하였으며, methylene blue는 전장 자극으로 유발 된 이완성 반응을 억제함과 동시에 기초장력을 증가시켰다 Forskolin과 isoprenaline는 nitroprusside와 똑같이 기도 평활근의 기초 장력을 크게 억제하였다. TEA와 apamin은 기도 평활근 기초 장력 및 전장 자극으로 유발된 이완성 반응을 모두증가시켰다. 이상의 실험 결과로 보아 기니피그 기도 평활근 비교 감성 비콜린성 신경 섬\ulcorner 말단에서는 K' 통로와 관련하여 WO가 분비되며 이외에도 CAMP를 매개로 하는다른억제성 신경 전달물질(ex. WP,만Tl)이 분비되리라사료된다.
본 논문에서는 쥐 뇌의 감각 피질을 자극하기 위해 변조신호를 이용하여 경두개 자기자극(TMS) 동물실험을 수행하였다. 제안한 TMS 시스템은 인버터, 변압기, 커패시터, 가변 인덕터, 자극 코일로 구성되어 쥐 뇌의 감각피질에 약 1.5 mT의 자기장이 생기도록 시스템을 설계하였다. 자극 신호는 구형파 변조되었으며, 반송 주파수는 85~91 kHz의 범위로 변화시키며, 자극 효과를 관찰하였다. 자극 결과 반송 주파수가 89 kHz 미만일 때에는 자극의 효과를 볼 수 없었고, 반송 주파수가 89 kHz 이상일 때에는 압력 자극에 반응하는 역치 값이 낮아지는 효과를 볼 수 있었다.
전기감전 사고를 예방하기 위해서는 주입식 교육 보다는 체험식 교육이 더욱 효과적이다. 그러나 전기감전 체험형 교육 시스템을 위해서는 감전을 체험할 수 있도록 인체에 대한 적절한 물리적 자극이 필요하다. 본 논문에서는 간섭전류형자극기(Interferential Current Type Low Frequency Stimulator)를 감전사고 체험교육에 이용하기 위하여 인체에 대한 자극의 임계값을 실험하였다. 그리고 아동과 성인으로 구분된 연령별 자극 값을 산출하였다. 본 연구의 결과는 전기 감전 체험형 교육 시스템에 적용 가능할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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