• 생명과학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.339-355
• /
• 2024

폐는 생리학적 기능과 해부 조직학적 구조 측면을 통합적으로 고려하여 분석해야만 하는 매우 복잡한 조직이기 때문에 폐질환의 병리학적 연구와 흡입독성 평가에 현재까지 주로 동물모델을 사용하고 있다. 그러나 실험동물 윤리와 동물복지를 이유로 점차적으로 실험동물 수를 줄이자는 전세계적인 움직임에 맞춰 생체 외 동물실험 대체법들이 집중적으로 개발되고 있다. 특히 경제협력개발기구(OECD)와 미국 환경보호청(USEPA)은 2030년대 이후, 동물실험을 금지하기로 잠정적으로 합의함에 따라 의생명공학과 제약 분야에서 생체 외 흡입 독성 및 폐질환 모델들을 확립하고 개발된 모델을 이용한 평가 법들의 표준화 연구가 활발하다. 그 모델 중에 예를 들어, 생체칩(organ-on-a-chip, OoC) 및 오가노이드(organoid) 모델은 3차원 바이오 프린터, 미세 유체 시스템, 인공지능(artificial intelligent) 기술들과 접목되어 연구되고 있다. 이러한 생체 장기를 모방한 복합 장기 생체 외 모델링 시스템은 개체 차이를 가지는 생체 내 동물 실험에 비해 복잡한 생물학적 환경을 보다 정확하게 모방할 수 있을 것으로 기대되고 있으나 생체 모방성, 재현성, 민감성, 기반 데이터베이스의 부족 등 아직은 여러 한계점도 가지고 있다. 따라서 본 리뷰 논문에서는 만능성 줄기 세포 또는 암세포를 이용한 폐포, 폐 공기액 인터페이스(air-liquid interface, ALI) 시스템, 트랜스웰 멤브레인(transwell membrane)을 포함하여 폐 OoC 및 오가노이드의 최근 생체 외 폐 시스템 연구결과들과 AI와 접목된 인실리코(in silico) 폐 모델링에 대한 결과들의 현황을 살펴보고자 한다.

• 대한영상의학회지
• /
• 제84권5호
• /
• pp.1094-1109
• /
• 2023

목적 대장암 환자에서 선행화학요법(neoadjuvant chemotherapy; 이하 NAC)의 반응을 CT를 이용한 종양퇴행등급(CT-based tumor regression grade; 이하 ctTRG)으로 예측할 수 있는지를 알아보고자 한 연구이다. 대상과 방법 총 53명을 대상으로 NAC 전후 종양의 길이, 두께, 장벽의 패턴과 모양으로 ctTRG를 정하고 부피도 측정했다. 병리 종양퇴행등급(pathologic TRG; 이하 pTRG)을 반응 평가의 기준으로 ctTRG와 연관성을 평가했다. Rödel's TRG 2, 3 그리고 4를 반응군으로 분류하였다. ctTRG와 부피변화로 반응군 및 병리완전퇴행(pathologic complete remission; 이하 pCR)을 예측하는 성능을 비교하였다. 결과 ctTRG와 pTRG는 moderate의 연관성을 보였다(ρ = -0.540). 관찰자간 신뢰도는 substantial으로 보였다(weighted κ = 0.672). 반응군을 예측하는데 ctTRG와 volume 변화의 성능은 유의미한 차이를 보이지 않았다(ctTRG의 Az = 0.749, 반응기준: ctTRG ≤ 3, volume 변화의 Az = 0.794, 반응기준: ≤ -27.1%, p = 0.53). pCR을 예측하는 두 방법 간의 성능도 차이가 없었다(p = 0.447). 결론 ctTRG는 대장암에 NAC 후 반응을 예측할 수 있었고, 그 성능은 종양부피변화 방법과 차이가 없었다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제12권3호
• /
• pp.125-132
• /
• 2007

조식동물-해조류 상호작용의 크기 분포를 추정하기 위하여 12종의 조식동물에 대하여 개체 당 일평균 섭식률 (PCGR, per capita grazing rate, g seaweeds/individual/day)을 구하고, 다른 종들의 섭식률을 추정할 수 있는 회귀모형을 만들었다. 조식동물의 생체량과 사제곱근 변환 PCGR은 power curve($y=0.2310x^{0.3290}$)에 적합되었고 모형의 r값은 0.8864였다. 이로부터 조식동물의 PCGR 변동은 생체량과 관계가 있으며, 섭식 효율성은 관찰된 생체량 범위내에서 균일하지 않다는 것이 파악되었다. 따라서 각 종별 생체량 효과가 보정된 PCGR을 추정하였고, 작은 몸체를 갖는 종일수록 보다 효율적인 섭식자인 것으로 밝혀졌다. 서식밀도를 감안한 개체군 별 상호작용(grazing impact, $mg/m^2$)을 계산한 결과, 해조장에 가장 큰 영향을 갖는 개체군은 군소(Aplysia kurodai, 약 $2,513mg/m^2$)인 것으로 나타났고, 다음은 둥근성게(Strongylocentrotus nudus, 약 1,500 mg/)와 새치성게(S. intermedius, $733mg/m^2$) 등인 것으로 나타났다. 단각류 가운데 단위 면적당 밀도가 4,000 개체 이상인 멜리타옆새우류, Elasmopus sp.와 2,000 개체 이상인 가시꼬리육질꼬리옆새우붙이, Jassa falcata의 섭식량은 각각 3.435와 $1.697mg/m^2/day$인 것으로 나타났다. 본 연구에서 추정한 조식동물 군집의 종 조성과 서식 밀도가 동일할 때 상호작용의 총합은 $5,045mg/m^2/day$인 것으로 나타났다. 실험과 모형 연구로부터 성게류와 군소 외에도 적잖은 상호작용이 높은 밀도를 갖는 많은 수의 종들로부터 해조류에 가해지고 있음을 추정할 수 있었다. 성게류의 경우 3 개체/$m^2$의 평균 서식밀도에서 발생하는 섭식량은 국내 천해 양식업의 평균 해조류 생산량(약 5 ton/ha)을 초과하는 것으로 예측되었다. 미소 갑각류 역시 낮은 포식압 조건에서 서식밀도가 증가하면 적잖은 충격(해조류 생산량의 약 16%)을 가할 것으로 예측되었다. 해조장에 서식하는 조식동물의 밀도가 어류에 의해 강도 높게 조절되고 있음을 감안하면, 어류와 조식동물 간 상호작용에 대한 인간의 간섭(어류의 남획 등)은 해조장에 커다란 변화를 유발할 수 있는 잠재력을 가질 것으로 예상된다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제29권8호
• /
• pp.990-1010
• /
• 2009

이 연구에서는 뇌기반 진화적 교육 원리를 도출하기 위하여, 인간 뇌의 구조적 기능적 특징, 개체간과 개체내에서 일어나는 생물학적 진화, 뇌내에서 일어나는 진화적 과정, 과학 자체와 개별 과학자의 과학적 활동에 내재된 진화적 속성에 관한 연구물을 리뷰하였다. 이렇게 하여 도출된 인간 뇌의 주요 특징과 생성-선택-파지를 핵심 요소로 하는 보편 다윈주의 혹은 보편 선택주의를 토대로, 뇌기반 진화적 과학 교수 학습 모형을 개발하였다. 이 모형은 세 가지 요소와 세 가지 단계 및 평가로 이루어진다. 세 가지 요소는 정의적, 행동적, 인지적 요소이고, 각 요소를 구성하는 세 단계는 다양화 $\rightarrow$ 비교 선택 $\rightarrow$ 확장 적용(ABC-DEF; Affective, Behavioral, Cognitive components - Diversifying$\rightarrow$Emulating, Estimating, Evaluating $\rightarrow$ Furthering steps)이다. 이 모형에서 정의적 요소 (A)는 인간 뇌에서 감성을 관장하는 대뇌변연계에 토대를 두고 자연 사물과 현상에 대한 학습자의 흥미 호기심과 관련된다. 행동적 요소(B)는 시각 정보를 처리하는 후두엽, 언어 정보의 이해.생성과 관련된 측두엽, 감각운동 정보를 처리하는 감각운동령을 수반하고 과학적 활동의 직접 해보기와 관련된다. 인지적 요소(C)는 사고, 계획, 판단, 문제해결과 관련된 전두엽합령에 토대를 둔다. 이 모형은 이러한 측면에서 '뇌기반(brain-based)'이다. 이 모형의 세 가지 각 요소를 구성하는 세 단계에서, 다양화 단계(D)는 각 요소에서 다양한 변이체를 생성하는 과정이고, 가치나 유용성에 비추어 비교.선택하는 단계(E)는 변이체들 중 유용하거나 가치 있는 것을 검증하여 선택하는 과정이며, 확장.적용 단계(F)는 선택된 것을 유사한 상황으로 확장하거나 적용하는 단계이다. 이 모형은 이러한 측면에서 '진화적(evolutionary)'이다. ABC 세 요소에 대해, 과학적 활동에서 감성적 요인이 출발점으로 갖는 중요성과 뇌에서 사고 기능과 관련되는 신피질에 비해 감성을 관장하는 대뇌변연계의 우세한 역할을 반영하여 DARWIN (Driving Affective Realm for Whole Intellectual Network) 접근법을 강조한다. 이 모형은 학교 현장에서 다루는 과학 주제와 학생의 특징에 따라 다양한 형태와 수준으로 융통성 있게 실행될 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제15권2호
• /
• pp.51-61
• /
• 2010

북동 멕시코 만에서 particulate organic carbon(POC)의 시/공간적 변화를 조사하기 위하여, 1997년 11월부터 2000년 8월까지 총 9번의 관측이 이루어 졌으며, 같은 기간 동안 위성자료(해색, 표층수온, 해면고도이상, 표층바람)와 주요 강들 의 유출량이 조사되었다. POC 농도는 내 대륙붕과 미시시피 하구 역에서 높은 값을 (>100 $mg/m^3$) 나타내고 대륙붕과 대륙사면으로 가면서 감소된다. POC의 경년 변화는 상대적으로 1997과 1998년(El $Ni\tilde{n}o$)이 1999과 2000년(La $Ni\tilde{n}a$) 보다 상대적으로 증가되어 나타난다. 이런 현상은 미시시피강 및 다른 주요 강들에 영향을 주는 강우량 변화에 따른 담수 유 입의 변화와 직접적으로 연관되어 있으며, 강우량 변화는 ENSO 현상과 같은 세계 기후변화와 관련이 있는 것으로 사료 된다. 북동 멕시코 만 연안으로 유입되는 주요 강들의 방류량은 초봄에 증가되어 여름과 가을에 감소되지만, 공간적으로 확장된 높은 농도의 POC 분포는 여름 조사기간에서 관측되고, 낮은 농도 및 제한된 확산은 가을과 초 봄 관측에서 나타 난다. 여름철 동안 상대적인 강의 유출량은 봄에 비하여 현저하게 감소하지만, 증가된 표층수온은 수층을 강하게 성층화 시키고 표층에서 부력을 증가시킨다. 이런 조건에서 고농도의 POC를 함유하는 저염수는 상부 대륙사면까지 확장되고 이 는 Loop Current와 Loop Current Eddies의해서 조절된다. 봄과 가을 동안 유출량은 보통이거나 이상을 보이지만, 증가된 바람과 낮은 표층수온으로 인하여 수직적 혼합을 유발하고 이는 높은 농도의 POC를 내 대륙붕에 제한 시키는 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제12권4호
• /
• pp.359-369
• /
• 2007

Amoebophrya는 숙주생물에 기생하여 이들을 단기간에 사멸시키는 내부기생성 진핵와편모류로서 숙주 특이성과 숙주 생물의 개체군 동태에 미치는 막대한 영향으로 인해 오래 전부터 유해적조생물에 대한 생물학적 제어 가능성이 제기되었다. 그 동안 숙주 - 기생생물 시스템 배양이 어려워 수 십 년간 연구가 답보상태에 빠졌으나, 최근 소수 종의 숙주 - 기생생물 시스템 배양에 성공하여 새로운 전기를 맞았다. 본 연구는 Amoebophrya가 숙주생물의 개체군 동태에 미치는 영향을 탐색하기 위한 예비연구로서 진해만에서 2년 동안 숙주 와편모류에 기생하는 Amoebophrya spp.의 출현 시기를 관찰하고 Heterocapsa triquetra의 숙주 - 기생생물 시스템 배양을 통하여 이들의 숙주특이성을 평가하였다. 연구기간 동안 9종의 와편모류, Akashiwo sanguinea, Ceratium fusus, Dinophysis acuminata, Heterocapsa triquetra, Oblea sp., Prorocentrum minimum, P. triestinum, Scrippsiella spinifera, S. trochoidea에서 내부기생 Amoebophrya에 의한 감염을 관찰하였으며, 이 중 무각 와편모류 A. sanguinea와 유각 와편모류 H. triquetra 2종에 대한 숙주 - 기생생물 시스템의 실내 배양체 확립에 성공하였다. 연구해역이나 이전에 Amoebophrya가 관찰 또는 보고된 6종의 숙주생물에 H. triquetra에 기생하는 Amoebophrya를 교차 접종하여 이들이 다른 와편모류보다 자기 숙주에 매우 큰 선호도를 가짐을 확인하였다. 앞으로도 우리나라 주변 해역에 출현하는 기생성 와편모류 Amoebophrya를 탐색하여 다양한 숙주 - 기생생물 시스템 배양체를 지속적으로 확보할 필요가 있다. 이러한 기생성 와편모류 Amoebophrya에 대한 생리 생태 특성 연구를 통하여 해양생태계 내에서 그들의 역할을 이해하고 생물학적으로 적조를 제어하는 데에 크게 도움을 얻을 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제12권4호
• /
• pp.305-314
• /
• 2007

남해 진해만 서부해역에서 2003년 11월부터 2004년 8월까지 식물플랑크톤의 시 공간 분포특성 및 해양환경요인과의 상관성을 분석하였다. 대부분의 해양환경요인은 균일한 공간분포를 보였고, 식물플랑크톤 종조성은 돌말류와 와편모류가 주를 이루었으며 개체수는 연간 $16{\times}10^3\;cells\;l^{-1}{\sim}5,845{\times}10^3\;cells\;l^{-1}$(평균 $555{\times}10^3\;cells\;l^{-1})의 범위로 변화하였다. 식물플랑크톤의 대발생은 고현항 내측수역에서 하계에 발생하였다. 계절별 식물플랑크톤 현존량은 2월(동계)과 8월(하계)에 높고, 5월(춘계)과 11월(추계)에 낮았다. 연구기간동안 Skeletonema costatum, Akashiwo sanguinea, Pseudo-nitzschia pungens, Dactyliosolen sp., Leptocylindrus danicus, cryptomonads 등이 식물플랑크톤 우점종으로 출현하였다. 특히, S. costatum은 하계에 극우점하여 출현하였으며, A. sanguinea(추계와 춘계), Pseudo-nitzschia sp.(하계), Guinardia striata(춘계), 미동정 편모류(하계), cryptomonads(춘계) 등은 특정시기에 높은 우점률을 보였다. Chl a 농도는 연간 $0.6{\mu}g{\cdot}l^{-1}{\sim}16.7{\mu}g{\cdot}l^{-1}$(평균 $3.4{\mu}g{\cdot}l^{-1}$)로 나타났다. 정준대응분석 결과 진해만 서부해역은 크게 두 개의 수역(고현항 내측과 외측)으로 나눠지며, 높은 밀도의 식물플랑크톤 현존량과 Chl a 농도를 보인 고현항 내측의 경우 수온, 용존산소, 영양염류($SiO^2$, TN, TP and etc.) 등이 식물플랑크톤 군집에 영향을 미치는 해양환경 요인으로 나타났다. 고현항 내측수괴는 동계에 가조도와 칠천도 사이의 중앙 수역까지 확장되어 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권4호
• /
• pp.1501-1512
• /
• 2024

Plasma disruption in tokamak experiments is a challenging issue that causes damage to the device. Reliable prediction methods are needed, but the lack of full understanding of plasma disruption limits the effectiveness of physics-driven methods. Data-driven methods based on supervised learning are commonly used, and they rely on labelled training data. However, manual labelling of disruption precursors is a time-consuming and challenging task, as some precursors are difficult to accurately identify. The mainstream labelling methods assume that the precursor onset occurs at a fixed time before disruption, which leads to mislabeled samples and suboptimal prediction performance. In this paper, we present disruption prediction methods based on anomaly detection to address these issues, demonstrating good prediction performance on J-TEXT and EAST. By evaluating precursor onset times using different anomaly detection algorithms, it is found that labelling methods can be improved since the onset times of different shots are not necessarily the same. The study optimizes precursor labelling using the onset times inferred by the anomaly detection predictor and test the optimized labels on supervised learning disruption predictors. The results on J-TEXT and EAST show that the models trained on the optimized labels outperform those trained on fixed onset time labels.

• 한국간담췌외과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.403-414
• /
• 2023

Backgrounds/Aims: Pancreatoduodenectomy (PD) is recommended in fit patients with a carcinoma (PDAC) of the pancreatic head, and a delayed resection may affect survival. This study aimed to correlate the time from staging to PD with long-term survival, and study the impact of preoperative investigations (if any) on the timing of surgery. Methods: Data were extracted from the Recurrence After Whipple's (RAW) study, a multicentre retrospective study of PD outcomes. Only PDAC patients who underwent an upfront resection were included. Patients who received neoadjuvant chemo-/radiotherapy were excluded. Group A (PD within 28 days of most recent preoperative computed tomography [CT]) was compared to group B (> 28 days). Results: A total of 595 patents were included. Compared to group A (median CT-PD time: 12.5 days, interquartile range: 6-21), group B (49 days, 39-64.5) had similar one-year survival (73% vs. 75%, p = 0.6), five-year survival (23% vs. 21%, p = 0.6) and median time-to-death (17 vs. 18 months, p = 0.8). Staging laparoscopy (43 vs. 29.5 days, p = 0.009) and preoperative biliary stenting (39 vs. 20 days, p < 0.001) were associated with a delay to PD, but magnetic resonance imaging (32 vs. 32 days, p = 0.5), positron emission tomography (40 vs. 31 days, p > 0.99) and endoscopic ultrasonography (28 vs. 32 days, p > 0.99) were not. Conclusions: Although a treatment delay may give rise to patient anxiety, our findings would suggest this does not correlate with worse survival. A delay may be necessary to obtain further information and minimize the number of PD patients diagnosed with early disease recurrence.

• 대한감각통합치료학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.1-14
• /
• 2024

목적 : 학령전기 주의력결핍 과잉행동장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder; ADHD) 성향 아동을 대상으로 Ayres의 감각통합중재를 적용하여 운동기능 및 작업참여에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 연구방법 : 선별 검사를 통해 선정기준과 배제기준에 부합하는 만 4~6세의 ADHD 성향 아동 중 무작위로 선별한 실험군 10명, 대조군 8명이 본 연구에 참여하였다. 연구 도구는 운동기능을 측정하기 위하여 Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency-2(BOT-2), 작업수행을 통한 참여 정도를 알아보기 위해 Pediatric Evaluation of Disability Inventory(PEDI)와 목표달성척도(Goal Attainment Scale;GAS)를 사용하였다. 실험군은 Ayres의 중심원리를 적용한 개별 감각통합중재를 40분씩, 주 2회, 8주간 총 16회기를 실시하였다. 분석은 중재효과를 알아보기 위해 두군의 차이는 맨휘트니 U 검정과 Cohen'sd 검정을 사용하였고, 실험군 내의 중전 전 후 차이는 윌콕슨 부호순위 검정을 사용하였다. 연구결과 : Ayres의 감각통합중재를 실시한 실험군은 중재를 실시하지 않은 대조군에 비해 운동기능에서 전체 운동영역 점수와 손의 협응, 신체 협응, 근력과 기민성 영역에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<.05). 실험군과 대조군의 작업참여(PEDI)는 통계적으로 차이는 없었으나, GAS 점수에서는 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<.05). 결론 : Ayres의 감각통합중재는 학령전기 ADHD 성향 아동의 운동기능과 작업참여에 긍정적인 영향을 미쳤다.