• 제목/요약/키워드: Learning and Memory

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총명탕(聰明湯) 열수(熱水) 추출물의 마우스 단회 경구투여 독성 실험 (Mouse Single Oral Dose Toxicity Test of Chongmyung-tang Aqueous Extracts)

  • 황하연;장우석;백경민
    • 대한한방내과학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.37-49
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    • 2014
  • 목적 및 방법 : 본 연구에서는 한의학에서 전통적으로 신경보호 약물로 사용되어온 총명탕 물 추출물의 급성 독성증상을 관찰하기 위하여 한국식품의약품안전청 고시 제 2009-116호에 따라 암수 ICR마우스 단회 경구투여 독성 실험을 실시하였다. 반수치사량, 개략적치사량, 표적장기 등을 관찰하기 위하여, 수율 9.70% 총명탕 물 추출물 2,000, 1,000 및 500 mg/kg을 암수 마우스에 단회 경구 투여하고, 투여 후 14일 동안의 임상증상, 사망례, 체중 및 증체량의 변화 및 부검소견을 관찰하였으며, 투여 14일 후 14개 주요 실질 장기에 대한 중량 및 조직병리학적 관찰을 실시하였다. 또한 별도의 암수 매체 대조군을 두어 그 결과를 비교하였다. 결 과 : 본 실험의 결과, 설치류 최대 한계투여 용량인 2,000 mg/kg까지 총명탕 물 추출물 투여와 관련된 사망례가 인정되지 않았으며, 암수 매체 대조군을 포함하여, 모든 실험군에 걸쳐 산발적으로 관찰된 일부 우발적인 육안부검 및 조직병리학적 소견을 제외하고, 총명탕 물 추출물 투여와 관련된 임상증상, 체중 및 장기 중량의 변화, 14개 주요장기에 대한 육안부검 및 조직병리학적 소견이 인정되지 않았다. 결 론 : 따라서 마우스 단회 경구투여 독성실험에서 총명탕 물 추출물의 반수치사량 및 개략적 치사량은 각각 설치류 투여 한계용량인 2,000 mg/kg 이상으로 관찰되어, 매우 안전한 약물로 판단되며, 임상사용에는 별 다른 문제를 일으키지는 않을 것으로 판단된다.

도토리 급여가 치매모델 마우스 뇌조직의 아세틸콜린 및 관련효소 활성에 미치는 영향 (Effects of Acorn (Quercus acutissima CARR.) Supplementation on the Level of Acetylcholine and Its Related Enzyme Activities in the Brain of Dementia Mouse Model)

  • 이성현;김대익;조소영;정현진;조수묵;박홍주
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.738-742
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    • 2005
  • 고령화 현상에 의한 노인 인구의 증가에 따라 노인성 질환연구의 중요성이 대두되고 있으며, 특히 노인성 질환 중 가장 문제되는 치매(dementia)에서 노인성 치매(Alzhemier's disease)는 복합적 인 원인에 의 해서 나타나므로 다양한 관점에서의 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 마우스에 scopolamin(30 mg/kg BW)을 투여하여 기억${\cdot}$학습장애를 유발하고, 뇌조직의 아세틸콜린 및 그 관련 효소에 미치는 도토리 분말의 영향을 분석하였다. 뇌의 가장 중요한 신경전달 물질로서 아세틸콜린 생성에 미치는 도토리 분말 투여효과를 비교하였을 때, AP-5및 AP-10 투여군에서 $4.2\%$$11.3\%$의 ACh 합성이 증가하는 경향이 나타났으며, ACh의 분해효소인 acetylcholinesterase(AChE)의 활성은 AP-5 및 AP-10의 도토리 분말 투여군에서 $13.5\%$$17.6\%$로서 AChE효소활성이 유의적으로 감소하였다. 그리고 카테롤아민계 신경전달물질의 파괴에 관계하는MAO-B효소의 활성은 AP-5 및 AP-10의 도토리 분말 투여군에서 $10.0\%$$12.7\%$로서 도토리 분말 투여에 의해 MAO-B효소활성이 현저하게 억제되었다. 따라서 도토리는 AChE 효소의 활성을 저해하여 ACh의 농도를 높일 뿐만 아니라 MAO-B효소의 활성을 효과적으로 억제하여 카테콜아민계 신경전달물질을 잘 보존함으로써 치매 예방에 도움이 될 것으로 기대된다.

Neuroprotective potential of imatinib in global ischemia-reperfusion-induced cerebral injury: possible role of Janus-activated kinase 2/signal transducer and activator of transcription 3 and connexin 43

  • Wang, Jieying;Bai, Taomin;Wang, Nana;Li, Hongyan;Guo, Xiangyang
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제24권1호
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    • pp.11-18
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    • 2020
  • The present study was aimed to explore the neuroprotective role of imatinib in global ischemia-reperfusion-induced cerebral injury along with possible mechanisms. Global ischemia was induced in mice by bilateral carotid artery occlusion for 20 min, which was followed by reperfusion for 24 h by restoring the blood flow to the brain. The extent of cerebral injury was assessed after 24 h of global ischemia by measuring the locomotor activity (actophotometer test), motor coordination (inclined beam walking test), neurological severity score, learning and memory (object recognition test) and cerebral infarction (triphenyl tetrazolium chloride stain). Ischemia-reperfusion injury produced significant cerebral infarction, impaired the behavioral parameters and decreased the expression of connexin 43 and phosphorylated signal transducer and activator of transcription 3 (p-STAT3) in the brain. A single dose administration of imatinib (20 and 40 mg/kg) attenuated ischemia-reperfusion-induced behavioral deficits and the extent of cerebral infarction along with the restoration of connexin 43 and p-STAT3 levels. However, administration of AG490, a selective Janus-activated kinase 2 (JAK2)/STAT3 inhibitor, abolished the neuroprotective actions of imatinib and decreased the expression of connexin 43 and p-STAT3. It is concluded that imatinib has the potential of attenuating global ischemia-reperfusion-induced cerebral injury, which may be possibly attributed to activation of JAK2/STAT3 signaling pathway along with the increase in the expression of connexin 43.

원지(遠志)가 뇌혈류 저하에 의한 흰쥐 뇌조직의 산화적 손상과 해마신경세포 자연사에 미치는 영향 (Effects of Polygalae Radix on Brain Tissue Oxidative Damage and Neuronal Apoptosis in Hippocampus Induced by Cerebral Hypoperfusion in Rats)

  • 구용모;곽희준;권만재;송민철;이지승;신정원;손낙원
    • 대한본초학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.7-15
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    • 2016
  • Objectives : Polygalae Radix (POL) has an ameliorating effect on learning and memory impairment caused by cerebral hypoperfusion. In regard to POL's action mechanism, this study was carried out to investigate the effects of POL on oxidative damage and neuronal apoptosis induced by cerebral hypoperfusion in rats.Methods : The cerebral hypoperfusion was induced by permanent bilateral common carotid artery occlusion (pBCAO) in Sprague-Dawley rats. POL was administered orally once a day (130 mg/kg of water-extract) for 28 days starting at 4 weeks after the pBCAO. Superoxide dismutase (SOD) activities and malondialdehyde (MDA) levels in the brain tissue were measured using ELISA method. Expressions of 4-hydroxynonenal (4HNE) and 8-hydroxy-2'- deoxyguanosine (8-OHdG) were observed using immunohistochemistry. In addition, neuronal apoptosis was evaluated with Cresyl violet staining, TUNEL labeling, and immunohistochemistry against Bax and caspase-3.Results : POL treatment significantly increased SOD activities and significantly reduced MDA levels in the cerebral cortex. The up-regulations of 4HNE and 8-OHdG expression caused by pBCAO in the CA1 of hippocampus were significantly attenuated by POL treatment. POL treatment also restored the reduction of CA1 thickness and CA1 neurons caused by pBCAO and significantly attenuated the apoptotic markers including TUNEL-positive cells, Bax, and caspase-3 expression in the CA1 of hippocampus.Conclusions : The results show that POL attenuated the oxidative damage in brain tissue and neuronal apoptosis in the hippocampus caused by the cerebral hypoperfusion. It suggests that POL can be a beneficial medicinal herb to treat the brain diseases related to cerebral hypoperfusion.

자연과학분야 대학실험실에서의 연구노트 작성 및 관리에 관한 연구 (A Study on the Creation and Maintenance of Laboratory Notebooks in Scientific Laboratories of a University)

  • 김지현
    • 한국기록관리학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.139-159
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    • 2011
  • 본 연구는 대학 내 실험실에서 연구노트의 기록자인 학생들과 관리자인 교수들의 관점에서 연구노트의 중요성과 생산 및 관리의 측면을 조사하고자 하였다. 이를 위해 대학 내 물리, 화학, 생명과학 실험실의 교수 3명과 대학원생 4명을 대상으로 반구조화된 심층 면담을 실시하였다. 교수들은 연구 연속성을 연구노트 작성의 중요한 목적으로 인식한 반면 학생들은 기억으로서의 연구노트의 중요성과 이를 작성하는 과정을 통한 지식과 노하우의 학습을 강조하였다. 학생들은 연구노트가 연구실의 소유임을 분명히 인식하고 있었으며 교수들은 연구노트를 퇴임 시까지 실험실에 보관할 것이라고 언급하였다. 면담 참여자들은 연구노트의 형식적인 측면보다 내용적인 측면에 초점을 맞추고 있었으며 전자연구노트의 도입 필요성은 인식하지 못하고 있었다. 학생들은 정규 실험수업, 실험실 내 교수님과 선배, 견본 연구노트를 통해 연구노트 작성법을 습득하고 있었고 특히 실험실이라는 지식실행공동체 내에서의 학습이 큰 부분을 차지하고 있었다. 이는 연구노트 작성 교육에 있어 실험실의 총책임자인 교수의 역할이 중요하다는 것을 보여준다. 또한 대학 내 연구노트 작성과 관리에 있어 대학기록관의 역할이 보다 강조될 필요성이 있다.

해양환경 모니터링을 위한 순환 신경망 기반의 돌고래 클릭 신호 분류 알고리즘 개발 (Development of Dolphin Click Signal Classification Algorithm Based on Recurrent Neural Network for Marine Environment Monitoring)

  • 정서제;정우근;신성렬;김동현;김재수;변기훈;이다운
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제26권3호
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    • pp.126-137
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    • 2023
  • 본 연구에서는 해양 모니터링 중에 기록된 돌고래 클릭 신호를 분류하기 위해 순환 신경망(RNN)을 적용하는 방법을 검토했다. 클릭 신호 분류의 정확도를 높이기 위해 단일 시계열 자료를 분수 푸리에 변환을 사용하여 분수 영역으로 변환하여 특징을 확장했으며, 분류를 위한 최적의 네트워크를 결정하기 위해 세 가지 순환 신경망 모델(LSTM, GRU, BiLSTM)을 비교 분석하였다. 순환 신경망 모델의 입력 자료로써 이용된 분수 영역 자료의 경우, 분수 푸리에 변환 시 회전 각도에 따라 다른 특성을 가지므로, 각 네트워크 모델에 따라 우수한 성능을 가지는 회전 각도 범위를 분석했다. 이때 네트워크 성능 분석을 위해 정확도, 정밀도, 재현율, F1-점수와 같은 성능 평가 지표를 도입했다. 수치실험 결과, 세 가지 네트워크 모두 높은 성능을 보였으며, BiLSTM 네트워크가 LSTM, GRU에 비해 뛰어난 학습 결과를 제공했다. 마지막으로, 현장 자료 적용 가능성 측면에서 BiLSTM 네트워크가 다른 네트워크에 비해 낮은 오탐지 결과를 제공하였다.

발효유 산물인 LHFM의 인지기능 개선 효과 (Cognitive-enhancing Effects of a Fermented Milk Product, LHFM on Scopolamine-induced Amnesia)

  • 전용진;김준형;이명재;전우진;이승훈;연승우;강재훈
    • 한국식품과학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.428-433
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    • 2012
  • 본 연구팀의 선행 연구 결과, L. helveticus IDCC3801의 발효유 주정 침전물이 BACE의 활성 억제를 통한 amyloid beta($A{\beta}$) 생성 저해효과를 갖고 있음을 확인하였다(15). 이러한 결과를 바탕으로 L. helveticus IDCC3801의 발효유 주정 침전물의 산업화를 위한 공정 개선연구를 진행하였고, 대량생산을 통해 LHFM을 확보하였다. 본 연구는 LHFM의 인지기능 개선 기능성 입증 연구로써 $A{\beta}$ 저해효과 외에 신경세포 보호효과 및 기억력 개선 효능을 확인하고 어떠한 작용 기전으로 개선 효과가 나타나는지 조사한 것으로 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mouse에서 학습 능력과 기억력 개선 효과, 신경세포 보호 효과, AChE 저해와 ACh 증가 효과 등을 평가하였다. LHFM은 신경세포 사멸을 유도하는 고농도의 glutamate가 존재하는 환경에서 농도 의존적으로 신경세포의 사멸을 억제하여 신경세포를 보호하였다. 또한 LHFM은 in vitro에서 농도 의존적으로 강력하게 AChE의 활성을 저해하였다. 이러한 in vitro 결과들을 근거로 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mouse에서 Morris water maze와 Y-maze 행동 시험을 통해 LHFM의 학습능력과 기억 개선 효과를 조사하였다. LHFM은 Morris water maze에서 실험 2일째부터 escape latency시간을 유의적으로 감소 시켰으며 5일째에서는 정상 mouse와 동등한 수준으로 감소되어 우수한 학습 효과를 보였다. 실험 6일째 platform을 치운 후 시행한 probe trial에서도 platform이 있던 위치에 머무는 회수가 scopolamine을 단독으로 처리한 것보다 유의적으로 높아 장기기억의 개선에도 효과가 있었다. Y-maze 시험에서도 LHFM은 scopolamine 단독 처리군과 비교하여 뚜렷하게 변경 행동력을 증가시켜 여러 행동 시험을 통해 LHFM의 인지기능 개선 효과를 확인하였다. 행동실험 후 hippocampus를 적출하여 ACh 및 AChE의 활성을 측정한 결과, donepezil과 마찬가지로 LHFM은 AChE의 활성을 유의적으로 억제하였으며 또한 ACh 함량도 증가시켰다. 결론적으로 LHFM은 신경세포 보호 효과와 신경전달물질인 ACh의 뇌 조직 내 농도를 높여 인지기능 개선 효과를 보이는 것을 확인하였다.

딥 러닝 기반 실시간 센서 고장 검출 기법 (Timely Sensor Fault Detection Scheme based on Deep Learning)

  • 양재완;이영두;구인수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.163-169
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    • 2020
  • 최근 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷의 발전으로 산업 현장에서 가동되는 기계의 자동화 및 무인화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 공정 기계들은 부착된 다양한 센서들로부터 수집된 데이터를 기반으로 제어되고 이를 통해 공정이 관리된다. 만약 센서에 고장이 발생한다면 센서 데이터 이상으로 인해 자동화 기계들이 오작동함으로써 공정 손실 발생뿐만 아니라 인명피해로도 이어질 수 있다. 전문가가 센서의 이상 여부를 주기적으로 확인하여 관리하고 있으나 산업 현장의 여러 가지 환경요인 및 상황으로 인하여 고장점검 시기를 놓치거나 고장을 발견하지 못하여 센서 고장으로 인한 피해를 막지 못하는 경우가 발생하고 있다. 또한 고장이 발생하여도 즉각 감지하지 못함으로써 공정 손실을 더욱 악화시키고 있는 실정이다. 따라서 이러한 돌발적인 센서 고장으로 인한 피해를 막기 위해 자체적으로 임베디드 시스템에서 센서의 고장 유무를 실시간으로 파악하고 빠른 대응을 위해 고장 진단 및 유형을 판별하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 대표적인 센서 고장 유형인 erratic fault, hard-over fault, spike fault, stuck fault를 분류하기 위해 딥 뉴럴 네트워크 기반의 고장 진단 시스템을 설계하고 라즈베리 파이를 활용하여 구현하였다. 센서 고장 진단을 위해 구글이 제안한 MobilieNetV2의 Inverted residual block 구조를 사용하여 네트워크를 구성하였다. 본 논문에서 제안하는 방식은 기존 CNN 기법을 사용한 경우보다 메모리 사용량이 줄고 성능이 향상되며, 입력 신호에 대해 구간별로 센서 고장을 분류하여 산업 현장에서 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

안드로이드 미니PC를 이용한 Retail-Store형 디지털사이니지 솔루션 개발 및 사용성 테스트 (Retail-Store Type Digital Signage Solution Development And Usability Test Using Android Mini PC)

  • 임정택;신동희
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.29-44
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    • 2015
  • 디스플레이를 활용해 사용자에게 광고 및 정보를 노출 할 수 있는 디지털사이니지는 공공장소에서 광고 채널로서의 역할에서 확장되었다. 최근에는 음식점 및 소매상점으로 널리 확장되어 이용되고 있다. 그러나, 특정 용도에만 맞게 개발되어 있어 확장이 어렵고 단말의 가격 또한 비싸다. 본 연구에서는 이러한 단점을 모두 보완할 수 있는 합리적인 가격과 안정적인 운영성, 높은 확장성을 가진 안드로이드 스틱형 디지털 사이니지 상품을 개발하였다. 안정성 및 사용성을 테스트 하기 위해 H/W 및 App의 Performace Test실시하였다. H/W성능, 시나리오별 최대성능을 Load Runnner로 측정한 결과 모두 목표지수에 도달하였다. 사용성 테스트를 진행한 결과, 피험자들은 비 디지털사이니지 시스템 사용자를 포함해 모두 기능을 쉽게 습득하였다. 설문지를 통해 만족도를 측정하였다. 그 결과 어플리케이션의 학습률 및 사용성(LEU), 유익함 및 문제해결능력(HPSC), 정감적요소와 멀티미디어특성 (AAMP), 제어력 및 단기기억부담의 최소화(CMML), 작동과 효율성(CE)에서 긍정적인 반응을 보였다.

스트레스 유발 마우스모델에서 뇌염증 및 신경행동 장애 변화 (Neuro-inflammation induced by restraint stress causes impairs neurobehavior in mice)

  • 오태우;도현주;김광연;김영우;이병욱;마진열;박광일
    • 대한한의학방제학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.483-497
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    • 2017
  • Background : Behavioral stress has been suggested as one of the significant factors that is able to disrupt physiological systems and cause depression as well as changes in various body systems. The stressful events can alter cognition, learning, memory and emotional responses, resulting in mental disorders such as depression and anxiety. Results : We used a restraint stress model to evaluate the alteration of behavior and stress-related blood parameter. The animals were randomly divided into two groups of five animals each group. Furthermore, we assessed the change of body weight to evaluate the locomotor activity as well as status of emotional and anxiety in mice. After 7 days of restraint stress, the body weight had significantly decreased in the restraint stress group compared with the control group. We also observed stress-associated behavioral alterations, as there was a significant decrease in open field and forced swim test, whereas the immobilization time was significantly increased in the stress group compared to the control group. We observed the morphological changes of neuronal death and microglia by immunohistochemistry and western blot. In our study restraint stress did not cause change in neuronal cell density in the frontal cortex and CA1 hippocampus region, but there was a trend for an increased COX-2 and iNOS protein expression and microglia (CD11b) in brain, which is restraint stress. Conclusion : Our study, there were significant alterations observed in the behavioral studies. We found that mice undergoing restraint stress changed behavior, confirming the increased expression of inflammatory factors in the brain.