목적 : 본 연구는 신경망의 인과성을 이해하기 위해 사용되는 방법인 뇌경두개자기자극기 (TMS)를 기능자기공명영상(fMRI) 내에서 동시에 시행하기 위한 적합성을 평가하는데 그 목적이 있다. 대상 및 방법 : TMS 코일을 지지할 수 있도록 비자성의 특징을 갖는 물질인 Polyetherether Keton (PEEK)을 이용하여 홀더를 제작하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 MR 스캐너 안에서의 TMS 코일의 위치와 방향에 따른 자기장의 분포를 계산하였다. 또한, TMS 자극시 발생할 수 있는 영상 왜곡을 최소화하면서 fMRI영상을 획득하기 위하여 볼륨과 볼륨 획득 사이 간극 동안 TMS 자극을 가하는 기법을 제안하였다. 결과 : 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 코일 중심의 자기장은 코일에서 거리가 멀어질수록 급격하게 감소함을 확인하였다. 팬텀실험을 통해 fMRI 자극제시는 볼륨간 시간 간격을 100 ms정도 수준에서도 영상 왜곡을 줄이는데 문제가 없음을 확인하였다. 운동 과제 수행과 TMS로 운동 중추 자극시 각각의 뇌반응 분석 연구를 통해 fMRI 측정 중 TMS가 가능함을 확인하였다. 결론 : 본 연구를 통해 fMRI 환경 내에서 관심 영역에 TMS를 가함으로써 뇌 기능의 인과적 연결성 연구를 할 수 있는 기본 도구를 확립하게 되었다.
Purpose: This study was conducted in order to evaluate the quantitative effectiveness of region of interest (ROI) setting in MR-DTI analysis with and without fMRI activation results. Methods: Ten right-handed normal volunteers participated in this study. DTI and fMRI datasets for each subject were obtained using a 1.5T MRI system. For neural fiber tracking, ROIs were drawn using two methods: The drawing points were located in the fMRI activation areas or areas randomly selected by users. In this study, the neural fiber tract targeted the corticospinal tract (CST) Quantitative analyses were performed and compared. The pixel numbers passing through the fiber tract in the individual brain volume were counted. The ratios between the ROI pixel numbers and the extracted fiber pixel numbers, and the ratios between the fiber pixel numbers and the whole-brain pixel numbers were also calculated. Results: According to our results, extracted CST fiber tract in which the ROI was drawn with fMRI activation areas showed higher distribution than drawing the ROI by users' hands. In addition, the quantitatively measured values represented higher pixel distribution: The counted average pixel numbers were 4553.8 and 1943.3. The average ratios of the ROI areas were 33.87 and 22.52. The average percentages of the individual whole-brain volume numbers were 2.06 and 0.87. Conclusion: Results of this study appear to indicate that use of this method can allow for more objectives and significant for study of the recovery of neural fiber mechanisms and brain rehabilitation.
본 논문에서는 후취자극 제어장치를 이용하여 후각자극에 대한 인간의 뇌의 활성화 영역을 뇌기능자기공명영상(functional magnetic resonance imaging : fMRI)장치로 측정 또는 가시화하고 이의 임상적용에 대한 기초자료를 마련하고자 하였다. 우선 후각에 이상이 없고 코 수술 경험이 없는 오른손잡이 피험자 4명을 대상으로 5번에 걸쳐 Echo Plannar Imaging(EPI)에 의한 혈액산소농도의존(blood oxygen level dependent : BOLD)법을 이용하여 후각자극에 의한 뇌기능자기공명영상 실험을 수행하였다. 후각자극은 MRI 장치에서 사용할 수 있도록 제작된 후취제어장치를 사용하였으며, 제시된 향은 천연 향의 일종인 lavender-like fragrance를 사용하였다. 향의 제시는 후각의 피로도를 감안하여 3회의 휴식기관과 2회의 자극기간을 각 30초씩 번갈아 시행하였으며, 동시에 5초 간격으로 각 절편 당 30 영상을 연속적으로 획득하였다. Correlation법으로 0.4∼0.7의 문턱치(threshold)범위에서 통계 처리된 뇌의 활성화 영상은 EPI영상과 같은 부위의 T1 강조영상에 overlapping 시켰다. 호흡에 의한 artifact를 제거하기 위해 실험실에 만든 장치로 호흡을 측정하여 post-processing 할 때 반영하였다. 이렇게 얻어진 fMRI 영상의 신호변화를 관찰하여 활성 영역의 위치를 분석하였다. 그 결과 후각자극에 의해 뇌의 전두엽 피질(frontal cortex), 소뇌(cerebellum), 그리고 뇌교(pons)에서 활성화된 신호를 발견할 수 있었다. 또한, 측두엽(temporal lobe)과 뇌섬(insula)에서도 의미 있는 신호가 관찰되었다. 그러나, 일차 후각영역인 piriform cortex와 entorhinal cortex, amygdaloid complex, 그리고 이차후각영역인 orbitofrontal cotex에서는 그다지 많은 빈도로 신호가 발견되지 않았다. 결론적으로 BOLD법을 이용한 fMRI에 의하여 후각자극에 대한 뇌의 활성화영역을 관찰할 수 있었으며, 후각자극에 대한 뇌의 기능을 연구하는데 있어서 중요한 정량적 자료를 제공할 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.
목적: Birdcage coil보다 SNR이 높은 Surface coil을 이용하여 시각 자극에 대한 반응 정도의 차이를 보이고자 한다. 대상 및 방법: 연구 개발 중인 Magnum 3.0T로 영상을 얻었다. 실험 대상자는 정상인 지원자로 하였고, 10Hz로 깜박거리는 발광다이오드를 이용하여 시각 자극을 실행하였다. 일정 paradigm으로 얻어진 영상은 SPM으로 분석하였다.
본 논문에서는 Self Organizing Map을 이용하여 fMRI data를 분석해 보았다. fMRl (functional Magnetic Resonance Imaging)는 인간의 뇌에 대한 비 침투적 연구 방법 중 최근에 각광받고 있는 것이다. Motor task를 수행하고 있는 피험자로부터 image data를 얻어내어 SOM을 적용하여 clustering한 결과 motor cortex 영역이 뚜렷하게 clustering 되었음을 알 수 있었다.
초음파에서 우연히 접하는 자궁부속기 병변은 양성 병변이 더 흔하지만, 일부는 악성도가 애매한 병변으로 간주되어 추가적인 평가를 위해 다중매개변수 MRI가 필요하다. 고식적 MRI를 통해 해부학적 모양을 살피고, 지방, 출혈, 섬유성 조직, 고형성 조직 등 병변의 구성성분을 파악하여 많은 양성 종괴들을 정확하게 진단할 수 있다. 또한 추가적인 확산강조영상과 역동적 조영증강 기법의 관류영상으로 양성과 악성의 감별 진단 정확도를 높일 수 있다. 최근 자궁부속기 종괴의 악성 위험도를 평가하고, 각 위험도 군에 대한 적절한 조치를 권고하는데 있어 표준화된 의사소통이 가능하도록 하기 위해 난소-자궁부속기 MRI 보고 및 자료시스템(ovarian-adnexal reporting and data system MRI; 이하 O-RADS MRI)이 발표되었다. 본 종설에서는 자궁부속기 종괴의 악성도 예측 및 감별 진단을 위한 다중매개변수 MRI의 임상 적용과 O-RADS MRI에 대하여 기술하고자 한다.
We investigated the neural representation of reward probability recognition and its neural connectivity with other regions of the brain. Using functional magnetic resonance imaging (fMRI), we used a simple guessing task with different probabilities of obtaining rewards across trials to assay local and global regions processing reward probability. The results of whole brain analysis demonstrated that lateral prefrontal cortex, inferior parietal lobe, and postcentral gyrus were activated during probability-based decision making. Specifically, the higher the expected value was, the more these regions were activated. Fronto-parietal connectivity, comprising inferior parietal regions and right lateral prefrontal cortex, conjointly engaged during high reward probability recognition compared to low reward condition, regardless of whether the reward information was extrinsically presented. Finally, the result of a regression analysis identified that cortico-subcortical connectivity was strengthened during the high reward anticipation for the subjects with higher cognitive impulsivity. Our findings demonstrate that interregional functional involvement is involved in valuation based on reward probability and that personality trait such as cognitive impulsivity plays a role in modulating the connectivity among different brain regions.
The purpose of this study was to investigate brain activation pattern and functional connectivity network during experimental design on the biological phenomena. Twenty six right-handed healthy science teachers volunteered to be in the present study. To investigate participants' brain activities during the tasks, 3.0T fMRI system with the block experimental-design was used to measure BOLD signals of their brain and SPM2 software package was applied to analyze the acquired initial image data from the fMRI system. According to the analyzed data, superior, middle and inferior frontal gyrus, superior and inferior parietal lobule, fusiform gyrus, lingual gyrus, and bilateral cerebellum were significantly activated during participants' carrying-out experimental design. The network model was consisting of six nodes (ROIs) and its six connections. These results suggested the notion that the activation and connections of these regions mean that experimental design process couldn't succeed just a memory retrieval process. These results enable the scientific experimental design process to be examined from the cognitive neuroscience perspective, and may be used as a basis for developing a teaching-learning program for scientific experimental design such as brain-based science education curriculum.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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