• 제목/요약/키워드: 전기 자극

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일주기 리듬과 일주기 유형이 경두개 직류전기자극에 의한 뇌기능 변화에 미치는 영향 탐색 (The impact of functional brain change by transcranial direct current stimulation effects concerning circadian rhythm and chronotype)

  • 정다운;유수민;이현수;한상훈
    • 인지과학
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    • 제33권1호
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    • pp.51-75
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    • 2022
  • 경두개 직류전기자극(transcranial Direct Current Stimulation; tDCS)은 지각, 인지, 운동 등의 뇌기능 향상 및 발달 효과가 입증되며, 다양한 분야에서 활용 및 응용되는 비침습적 뇌자극술이다. tDCS 효과는 뇌의 해부학적 구조, 뇌의 노화 정도 등의 뇌신경활성화 특징에 따라 다르게 나타난다는 연구결과들이 보고되고 있다. 일주기 리듬(circadian rhythm)은 대략 하루 주기의 수면과 각성의 생리적 변화패턴을 의미하며 뇌신경활성화 상태는 일주기 리듬에 따라 다르게 나타난다. 일주기 유형(chronotype)은 하루 중에 발현되는 각성도의 크기에 따라 아침의 각성도가 큰 유형은 아침형으로 저녁의 각성도가 큰 유형은 저녁형으로 나누어진다. 본 연구는 일주기 리듬에 의해 변하는 뇌기능 특징이 tDCS 효과에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 총 20명의 건강한 성인 대상으로 실험을 진행하였고, 참가자들은 일주기 유형을 분류하기 위해 아침형-저녁형 설문지에 의해 주간형(아침형, 중간형)과 야간형(저녁형)으로 분류했다. 본 실험은 Zoom 프로그램을 이용하여 참가자와 실험자가 온라인으로 만나서 실험을 진행했다. 실험이 확정된 참가자는 실험자로부터 뇌파 기기, 뇌파 데이터를 획득하는 앱이 있는 핸드폰, 핸드폰 거치대, 뇌자극 기기의 사용방법에 대한 설명을 듣고 기기를 테스트해보고 기기를 전달받았다. 기기사용의 어려움을 가진 2명의 참가자는 대면 실험을 진행하여, 실험자가 기기작동을 하여 실험에 참여했다. 일주기 리듬의 상태에 따른 뇌자극 효과를 알아보기 위해 1주일 간격으로 아침과 저녁에 실험했으며, tDCS 자극 전과 후의 신경활성화 반응의 차이를 뇌파를 이용하여 측정하였다. 뇌자극에 의한 뇌기능 변화를 확인하기 위해 자극 전의 뇌파와 자극 후 뇌파가 다른 패턴을 보이며 분류가 잘되는 지를 예측 정확도로 분석했으며, 뇌기능 특징 변화가 일주기 리듬과 일주기 유형에 따라 다르게 나타나는지 확인하기 위해 각 조건의 분류조건(아침/저녁, 주간형/야간형)에서 추출된 주요 EEG 특성을 비교했다. 54개의 뇌파 특성값을 추출하여 SVM(Support Vector Machine) 기계학습 알고리즘으로 분류 모델을 구축하였고, 구축된 모델을 Leave-One-Out 교차검증(Leave-One-Out Cross-Validation)을 사용하여 자극 전과 후의 뇌파 반응을 예측하는지 평가하였고, 분류예측모델의 주요 예측 인자를 확인하는 주요 특성 분석을 진행하였다. 아침과 저녁의 tDCS에 따른 뇌파 특징을 분류하는 예측 정확도는 모두 98%로 나타났으며, 주간형의 아침 자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 92%와 96%이며, 야간형의 아침자극 조건과 저녁 자극 조건의 예측 정확도는 모두 94%로 나타났다. 아침 자극 전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성결과는 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 좌측 측두 두정엽과 전전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽의 뇌파 특성값들만 나타났다. 저녁 자극전과 후의 뇌파를 분류하는 상위 3개의 주요 EEG 특성 결과 또한 주간형과 야간형에 따라 다르게 나타났다. 주간형은 우측 측두 두정엽과 좌측 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났으며, 야간형은 측두 두정엽과 전두엽의 뇌파 특성값이 나타났다. 이와 같은 연구결과는 일주기 리듬과 유형에 따라 아침과 저녁의 뇌기능 특징이 다르게 나타나서 뇌자극 효과가 다르게 나타날 수 있음을 확인한 결과이다. 본 연구의 결과는 효과적인 뇌자극을 위해 개인의 뇌신경 활성화 상태 및 특징에 따라서 뇌자극 프로토콜을 조정할 필요성을 제시한다는 데에 의의를 찾을 수 있다.

전기공학 분야에서의 컴퓨터 응용

  • 이수길;한기만;이준웅
    • 전기의세계
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    • 제43권9호
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    • pp.31-38
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    • 1994
  • 저자는 이 글을 통하여 현재의 컴퓨터 기술 동향에 대해서 간략하게 살펴보고 미래의 전력시스템에서 사용되어지리라고 사료되는 컴퓨터 응용 프로그램에 대해서 고찰해보았다. 미래의 전기공학계에서 쓰여질 이러한 프로그램들의 구체적이고 완전한 고찰은 이루어지기 힘들겠지만 미래 지향적인 사고를 자극하여 컴퓨터의 진보적인 발전으로부터 몇가지 잇점들을 얻을 수 있도록 전력케이블의 상태분석을 포함한 전력 시스템 공학 분야들의 현황과 미래의 발전상에 대해서 다루었다.

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기능적 전기 자극을 병행한 과제 지향적 훈련이 경수 손상 환자의 손 기능에 미치는 영향: 개별사례 연구 (Effects of Task-Oriented Training With Functional Electrical Stimulation on Cervical Spinal Cord Injury Patients' Hand Function: A Single-Subject Experimental Design)

  • 고석범;박혜연;김종배;김정란
    • 재활치료과학
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    • 제7권1호
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    • pp.63-77
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    • 2018
  • 목적 : 본 연구는 기능적 전기 자극을 병행한 과제 지향적 훈련이 불완전 경수 손상 환자의 손 기능에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구방법 : 대상자는 불완전 경수 손상 진단을 받은 성인 3명으로, ABA 설계를 사용하였으며, 연구기간 동안 기초선(A1) 5회기, 중재기(B) 20회기, 재기초선(A2) 5회기로 총 30회기 실시하였다. 중재기(B) 동안 기능적 전기 자극을 병행한 과제 지향적 훈련이 제공되었고, 모든 회기에는 손 기능을 평가하기 위해 상자와 나무토막 검사(Box and Block Test), 떨어지는 막대 잡기(Grip the falling bar)와 먹기 흉내 내기(Simulated feeding)를 측정하였으며, 기초선(A1) 전, 재기초선(A2) 후로 Canadian Occupational Performance Measure(COPM), Jebsen-Taylor Hand Function Test(JTHFT)와 Wolf Motor Function Test(WMFT)를 실시하여 중재 효과를 살펴보았다. 결과 : 모든 대상자는 상자와 나무토막 검사(Box and Block Test), 떨어지는 막대 잡기(Grip the falling bar)와 먹기 흉내 내기(Simulated feeding)를 통해 기초선(A1)보다 중재기(B)에서 우세 손 기능이 향상되었고, 재기초선(A2)에서 그 효과가 유지되었다. 재기초선(A2) 후 COPM, JTHFT와 WMFT의 결과, 우세 손 기능의 향상과 과제 수행도와 만족도의 향상을 보였다. 결론 : 기능적 전기 자극을 병행한 과제 지향적 훈련은 경수 손상 환자의 손 기능뿐만 아니라, 대상자가 선택한 훈련 과제의 과제 수행도와 만족도 향상에 효과적이다.

체외성숙 직후 소 난포란의 단위발생과 체외발육능 (Parthenogenetic Activation and Development of Freshly Matured Bovine IVM Oocytes)

  • 정희태;임석기;오세훈;박춘근;양부근;김정익
    • 한국가축번식학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.71-78
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    • 1997
  • 본 연구는 체외성숙 직후의 소 미수정란의 활성화 조건을 검토하기 위하여 실시하였다. 체외에서 22~24시간 성숙배양된 소 미수정란을 다양한 활성화 조건으로 처리하였다. 실험 1에서는 성숙직후 난자를 전기자극(1.25kV/cm, 70$\mu$sec$\times$2회), 에탄올(7%, 5분), Ca2+-ionophore(A23187; 10$\mu$M, 5분) 및 cycloheximide(10$\mu\textrm{g}$/ml, 6시간)로 각각 처리하였다. 활성화율은 전기자극, 에탄올 및 A23187 처리시 48.8~54.3%로 비슷하였으나, cycloheximide처리시는 15.9%로 유의적으로(P<0.05) 낮았고, 무처리구인 대조군은 전혀 활성화 되지 않았다. 실험 2에서 체외성숙 미수정란을 전기자극, 에탄올 및 A23187중 2개 또는 3개를 병용처리한 결과, 활성화율은 46.9~63.5%로 나타났다. 실험 3에서는 전기자극, 에탄올 또는 A23187과 cycloheximide를 병용처리한 결과, 대부분의 난자(98.0~100%)가 활성화되었다. 실험 4에서는 실험 3과 같은 조건으로 처리하여 할성화된 난자를 cytochalasin B로 처리하여 2배체배 형성을 유도한 후 체외배양하여 발육율을 검사하였다. 분할율은 79.8~90.4%였으며, 배반포 발육율은 32.1~42.6%로 나타났다. 이러한 결과는 전기자극, 에탄올 또는 A23187과 chcloheximide의 병용처리가 성숙직후 소 미수정란의 활성화에 효과적임을 확증한다.

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Chemical Agent를 이용한 추가 활성화 처리가 돼지 단위발생란의 발달에 미치는 영향 (Development of Porcine Parthenogenetic Oocytes Activated with Different Combination of Chemicals)

  • 서진성;황인선;김세웅;박효숙;김동훈;양병철;공일근;양보석;임기순
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제30권1호
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    • pp.1-5
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    • 2006
  • 핵이식 방법을 이용하여 성공적인 복제를 이루기 위해서 인위적인 활성화 처리는 필수적인 요소이다. 본 연구는 전기자극에 의해 활성화된 난자를 chemical agent를 이용하여 추가적인 활성화 처리를 하였을 때 돼지 단위발생란의 발달에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 체외에서 $40{\sim}44$시간 동안 배양된 난자를 전기자극(E)으로 활성화 처리한 후 Thimerasol + Dithiothreitol(Thi+DTT), 6-Dimethylaminopurine(6-DMAP) 및 Cycloheximide(CH)를 사용하여 추가 활성화 처리를 하였다. 활성화 방법(E, E+Thi+DTT, E+6-DMAP 및 E+CH)에 따른 단위발생란의 배반포까지의 발달율을 조사한 결과, chemical agent에 의해 추가 활성화된 단위발생란이 전기자극만으로 처리된 구의 단위발생란보다 유의적으로 높은 발달율을 보였다($21.5{\sim}28.1%$ vs. 18.0%, P<0.05). 특히, E+Thi+DTT를 이용하였을 때 발달율이 유의적으로 높게 나타났다(28.1%, P<0.05). 활성화 처리별 전핵 형성율을 조사한 결과, chemical agent에 의해 추가 활성화 처리된 구에서 하나의 극체(1PN) 형성률은 처리별로 차이를 보이지 않았으나$(59.9{\sim}64.7%)$, 2PN 형성율은 추가 활성화 처리구에서 전기자극만을 사용하였을 때보다 유의적으로 높게 나타났다($7.2{\sim}9.7%$ vs. 4.3%, P<0.05). 이상의 결과를 살펴볼 때, 전기자극 후 chemical agent를 이용한 추가 활성화는 단위발생란의 배반포까지의 발달능력을 증가시키는 것으로 생각된다.

전기자극이 저장중 한우육의 이화학적 변화에 미치는 영향 (Effect of Electrical Stimulation on Physico-Chemical Properties of Korean Native Cattle Meat)

  • 신현길;오은경;박종흠;김천제;허정원
    • 한국식품과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.252-257
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    • 1993
  • 본 연구는 한우 9두를 E.S. 처리하여 비처리구와 물리화학적 차이를 비교함으로써 전기자극이 한우의 육질개선 효과에 미치는 영향을 살펴보기 위해 실시하였다. 일반적인 방법으로 도축을 실시한 후 45분 이내에 400V/60Herz로 1분간 전기자극 후 E.S. 처리구와 대조구에서 각 근육별로 시료를 취하여 $5^{\circ}C$$15^{\circ}C$로 구분하여 3일간 저장하며 실험한 결과는 다음과 같다. 도체에서의 lactate의 변화는 초기 E.S. 처리구가 대조구에 비해 2배 이상 증가하였다. 또한 E.S. 처리 직후부터 저장 4시간까지 E.S. 처리구가 대조구에 비해 근육내 lactate의 급속한 증가를 보이고 있으며(p<0.01), 직후 $6{\sim}8$시간까지 대조구에 비해 E.S. 처리구의 증가속도가 높았으나(p<0.05), 12시간 이후에는 완만하게 증가하여 24시간 이후에는 두 처리구 공히 거의 비슷한 경향을 보였고, 그에 따라 pH는 E.S. 처리구에서 고도의 유의성을 보이며 감소하였다. ATP는 E.S. 처리구가 급격한 감소를 보이면서, 저장 12시간까지 거의 분해되는 것으로 나타났으며, 저장 6시간에 $5^{\circ}C$에서 p<0.05의 유의차를 보인데 반하여 $15^{\circ}C$에서는 p<0.01로 고도의 유의차를 보이며 감소하였다. Shear force value는 전기자극 직후에 E.S. 처리구가 대체로 높았으나, 저장후 1일, 3일에는 E.S. 처리육이 연도가 개선되어(p<0.01) 전기자극에 의해 한 우육의 숙성이 효과적으로 촉진되었음을 확인하였다.

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신경근 전기자극치료와 함께 적용된 자가 삼킴 운동 프로그램이 삼킴 장애 환자의 삼킴 기능 향상에 미치는 효과 (The Effect of Self Swallowing Exercise Program with Neuromuscular Electrical Stimulation(NMES) on Swallowing Function of Dysphagia)

  • 윤인진;김두리;조영문
    • 대한지역사회작업치료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.23-34
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    • 2015
  • 목적 : 신경근 전기자극치료와 함께 적용된 자가 삼킴 운동이 삼킴 장애 환자의 삼킴 기능 향상에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 연구방법 : 2013년 5월부터 2015년 4월까지 서울 소재 A 종합병원에서 삼킴 장애로 진단받아 삼킴 재활치료가 의뢰된 입원 환자들을 대조군과 실험군으로 나누었다. 두 군 모두 VitalStim을 이용해 신경근 전기자극치료를 받는 60분 동안 30분간 삼킴 재활치료를 받았고, 실험군은 추가적으로 남는 30분간 자가 삼킴 운동 프로그램을 시행하였다. 중재는 3주간 주 5회 진행되었다. 의무기록 열람을 통해 대상자들의 일반적 정보를 조사하였고, 중재 전후 삼킴 기능의 변화를 알아보기 위해 비디오 투시 삼킴 장애 검사와 침습-흡인 척도를 시행하였다. 결과 : 중재 전 두 군의 삼킴 기능에 유의한 차이가 없었다. 중재 전후 대조군은 비디오 투시 삼킴 장애 척도 총점, 조롱박오목의 잔여물과 흡인에서 유의한 차이를 보였고, 실험군은 비디오 투시 삼킴 장애 척도 총점, 후두개계곡의 잔여물, 조롱박오목의 잔여물에서 유의한 차이를 보였다(p<.05). 중재 전후 대조군과 실험군의 삼킴 기능 차이를 비교한 결과 유의한 차이가 없었다. 결론 : 신경근 전기자극치료와 함께 적용된 삼킴 재활치료 또는 삼킴 재활치료와 자가 삼킴 운동이 삼킴 장애 환자의 인후두 기능 향상에 유의한 영향을 미침을 알 수 있었으나 추가적으로 적용된 자가 삼킴 운동이 유의한 변수로 작용하지 않음을 알 수 있었다.

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