국내 형사소송절차에서 진술의 진위여부 확인을 위해 사용하는 도구는 폴리그래프검사, 진술타당도분석, P300 기반 숨김정보검사 등이 있고, 이 중에서 폴리그래프검사의 사용빈도가 다른 도구들에 비하여 높다. 하지만, 검사결과를 뒷받침해 줄 수 있는 근거의 부족으로 인하여 재판과정에서 증거채택 가능성이 낮다. 폴리그래프검사를 뒷받침해 줄 수 있는 방법으로, 사전연구가 풍부한 P300기반 숨김정보검사가 주목을 받아 왔지만, 기존의 검사기법은 두 가지 제한점이 있어 실제 사건에서의 활용도는 낮은 편이다. 첫째, 검사에 필요한 관련자극만 3개 또는 6개 등, 사전에 노출되지 않은 정보가 다수 필요하기 때문에 실제 사건에서 사용 가능성이 낮다. 둘째, 기존의 P300기반 숨김정보검사 프로토콜에서는 관련자극과 무관련자극에 대한 P300요소 전위값을 명확하게 구분하기 위하여 오드볼패러다임을 사용하기 때문에 무관련자극에 대한 P300요소 전위값이 과소 추정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 검사의 사용 가능성을 높이기 위하여 사전에 노출되지 않은 정보가 단 하나만 있어도 검사가 가능한 단일 관련자극을 사용하는 수정된 P300기반 숨김정보검사 프로토콜을 탐색하였고, 오드볼패러다임 사용으로 인한 무관련자극에 대한 P300요소 전위값이 과소 추정되는 문제를 보완하기 위하여 다양한 기계학습의 분류 알고리즘을 비교하였다. 연구결과 단일 관련자극으로 여성과 남성의 얼굴자극을 사용할 경우, 자극은 400ms 지속시간으로 60회 제시하고, 절단값을 유죄집단은 90%로 무죄집단은 30%로 하여 정점-정점 방법으로 P300요소 전위값을 분석하는 것이 적합함을 확인하였다. 단어자극의 경우, 지속시간을 300ms로 60회 제시하고, P300요소 전위값 분석방법은 얼굴자극과 동일하게 시행하는 것이 적합하다는 것을 확인하였다. 또한 관련자극과 무관련자극에 대한 정점-정점 P300요소 전위값을 6가지 기계학습 분류 알고리즘을 사용하여 분석한 결과, 로지스틱 회귀(LR), 선형 판별 분석(LDA), K-최근접 이웃(KNN) 알고리즘이 관련자극과 무관련자극의 분류에 적합하다는 것을 확인하였다.
본 연구에서는 P300-기반 숨긴정보검사(P300 CIT)에서 검사자극들 간의 물리적 유사성이 P300 진폭과 검사의 효율성에 미치는 영향을 검증하였다. 사고를 당하여 자신의 이름을 기억하지 못한다고 허위로 주장하는 허위기억상실을 가정한 상황에서, 실험참여자의 이름을 숨긴정보(관련자극)로 사용하여 P300 CIT를 실시하였다. 이 검사에서 실험참여자의 과제는 목표자극과 나머지 자극을 변별하는 것이었다. 한 집단의 실험참여자들은 목표자극과 관련자극, 무관련자극들 간의 물리적 유사성이 낮은 조건(저난도 조건)에서 검사를 받았으며, 다른 한 집단의 실험참여자들은 검사자극들 간의 물리적 유사성이 높은 조건(고난도 조건)에서 검사를 받았다. 기저선-정점 P300 진폭을 측정치로 사용한 경우, 난이도 조건과 자극유형의 상호작용효과가 $\alpha$=.10 수준에서 유의하였다(p=.052). 저난도 조건에서는 관련자극과 무관련자극 간의 P300 진폭차이가 유의하였으며, 고난도 조건에서는 관련자극과 무관련자극 간의 P300 진폭차이가 유의하지 않았다. 정점-정점 P300 진폭을 측정치로 사용한 경우, 난이도 조건과 자극유형의 상호작용효과가 유의하지 않았으며, 저난도 조건과 고난도 조건 모두에서 관련자극과 무관련자극간의 P300 진폭차이가 유의하였다. 기저선-정점 P300 진폭을 이용한 개인별 판단결과, 저난도 조건과 고난도 조건 간의 정확판단율 차이가 유의하지 않았으며, 정점-정점 P300 진폭을 이용한 개인별 판단결과도 저난도 조건과 고난도 조건 간의 정확판단율 차이가 유의하지 않았다. 그러나, 난이도 조건 간의 정확판단율 차이가 기저선-정점 P300 진폭을 이용한 경우보다 정점-정점 P300 진폭을 이용한 경우에 더 작은 경향이 있었다. 이러한 결과는 검사자극들 간의 물리적 유사성이 높을 때에도 P300 CIT의 효율성이 크게 감소하지 않는다는 것을 의미한다.
정신분열병 환자 16명(남자 12명, 여자4명), 양극성 장애 환자 15명(남자 7명, 여자 8명), 정상 대조군 16명(남자 8명, 여자 8명)을 대상으로 유발 전위검사 P300을 시행하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1) 정신분열병 환자군의 Cz, Pz, T3에서의 P300 전위값은 정상 대조군에 비하여 유의하게 낮았다. 2) 정신분열병 환자군의 T3에서의 P300 전위값은 T4에 비하여 유의하게 낮았다. 3) 정신분열병 환자군의 T3에서의 P300 전위값은 양극성 장애 환자군에 비하여 유의하게 낮았다. 4) 정신분열병 환자군의 T3에서의 P300 잠복기는 T4에 비하여 유의하게 지연되어 있었다. 5) 정신분열병 환자군의 T3에서의 P300 잠복기는 양극성 장애 환자군에 비하여 유의하게 지연되어 있었다. 이상의 결과들을 종합해 보면 유발 전위검사 P300을 시행하여 얻은 검사 결과 정신분열병 환자군은 좌측 측두엽 기능 부전, 특히 좌측 상측두회의 기능 부전을 보였으나 양극성 장애 환자군은 정상 대조군과 마찬가지로 좌측 상측두회의 기능 부전을 보이지 않아 두 장애의 정신생리학적 발병 원인은 서로 차이가 있으며, 특히 정신분열병의 정신생리학적 발병 원인은 특히 좌측 상측두회의 기능 부전과 관련있음을 의미하는 것으로 생각된다.
본 논문은 유발전위(evoked potential) 뇌파인 P300에 기반한 뇌-기계 인터페이스의 실시간 구현을 위한 효율적인 알고리즘을 제안한다. P300 뇌파는 외부 시각 자극이 인간의 의지와 일치할 경우, 100-300ms 부근에서 negative pick를 갖는 특성이 있다. 이러한 특성에 기초하여 P300 뇌파의 포텐셜(potential) 감소를 감지하여 인간의 의도를 역으로 추론할 수 있으며, 이를 뇌-기계 인터페이스에 활용할 수 있다. 연구에서 P300 뇌파는 인간의 두개골 외부에 부착된 전극을 통해 얻어졌으며, 시각적 자극으로는 2차원 알파벳 신호를 사용하였다. P300 뇌파의 포텐셜 감소 검출을 위하여 뇌파 포텐셜을 자극과 연계하여 확률적으로 모델링하였다. 확률적 모델은 피실험자가 의도하는 신호의 모델(target model)과 의도하지 않는 신호의 모델(non-target model)로 구성된다. 이러한 확률적 모델에 기반하여 피실험자의 의도를 추론하기 위해서 최우추정법(maximum likelihood estimation)을 사용하였다. 실험에는 신체 건강한 성인 남자 3명이 참가하였으며, 'A'와 'E' 실험에 대한 피실험자 k의 평균 성공률은 98%, 피실험자 j의 평균 성공률 90%, 그리고 피실험자 h의 성공률은 79.8%였다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제8권2호
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pp.234-237
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2010
P300 component of the event-related potential(ERP) has been studied for theoretical, empirical, and clinical applications. Nowadays the 1-, 2-, and 3-stimulus oddball paradigms are used for eliciting P300 component of EEG in the auditory stimulus experiments. In this paper, we used a method to add one more stimulus to the 3-stimulus auditory paradigm. The adding stimulus has not the same volume but the same tone of the target stimulus. The 4-stimulus oddball paradigm to use two targets is used to elicit the P300 event-related potentials. In 4-stimulus oddball paradigm, an infrequent non-target (p=0.10) is presented in addition to two infrequent targets (p=0.10) and a frequent standard (p=0.70). Two target stimuli elicited a P300 component with a parietal maximum distribution. The amplitude of the P300 in target 2 was larger than that in target 1 and the latency of the P300 in target 2 was longer than that in target 1. The P300 component due to target 2 stimuli was larger than that due to target 1 stimuli. The experimental results approve that the 4-stimulus oddball paradigm can elicit P300 component clearly. The results are compared with the results of the traditional oddball paradigm.
본 연구는 Duncan-Johnson과 Donchin(1979)과 Soskins, Rosenfeld와 Niendam(2001)의 연구를 부분적으로 확장한 것으로, EEG를 측정할 때 사용하는 고역통과필터의 값이 P300의 파형에 미치는 영향을 관찰하였다. 시각자극을 이용한 세자극 오드볼 과제를 수행하는 동안 뇌파를 측정하였으며, Fz와 Pz에서 측정한 뇌파를 0.01Hz, 0.3Hz와 1.0Hz의 고역통과필터를 사용하여 여과시켰다. 0.3Hz의 고역통과필터를 사용한 경우에는 P300 진폭이 크게 감소하지 않았지만, 1.0Hz의 고역통과필터는 P300의 진폭을 크게 감소시켰다. 0.01Hz의 고역통과 필터를 사용한 경우에는 P300 이후 부적 정점이 나타나지 않았으며, 0.3Hz와 1.0Hz의 고역통과필터를 사용한 경우에는 P300 이후 부적 정점이 관찰되었다. 비목표자극과 표준자극에 대한 P300의 진폭을 변별할 때에는 0.3Hz 고역통과필터와 정점-정점 P300 측정치를 사용하는 것이 0.01Hz나 0.3Hz, 1.0Hz 고역통과필터와 기저선-정점 측정치를 사용하는 것보다 더 효율적인 경향이 있었으며, 1.0Hz의 고역통과필터를 사용한 경우에는 정점-정점 P300 측정치가 기저선-정점 P300 측정치보다 더 유용한 경향이 있었다.
P300 숨긴정보검사에서 거짓말 여부를 판단하기 위하여 가장 많이 사용되는 기법은 부트스트랩 진폭차이(BAD) 방법과 부트스트랩 상관차이(BCD) 방법이다. 두 방법의 정확판단율을 비교한 선행연구들은 일관되지 않은 결과를 보고하였다. 일부의 연구들에서 BAD 방법이 BCD 방법보다 더 정확하다고 보고되고 있지만, 다른 연구에서는 BCD 방법이 BAD 방법보다 더 정확한 것으로 나타났다. 본 연구의 목적은 BAD 방법의 정확도가 더 높은 조건과 BCD 방법의 정확도가 더 높은 조건을 확인하는 것이다. 몬테 카를로 연구결과, 전반적으로 BAD 방법의 오경보율이 BCD 방법의 오경보율보다 더 높았으며, BAD 방법의 적중률이 BCD 방법의 적중률보다 더 높았다. 관련자극과 무관련자극의 P300 잠재시간이 비슷한 경우에 비교하여 관련자극의 P300 잠재시간이 약 100ms 빠른 경우에는 BCD 방법의 적중률이 크게 감소하였으며, 약 100ms 느린 경우에는 BCD 방법의 적중률이 증가하였다. 관련자극의 P300 진폭이 무관련자극의 P300 진폭보다 약간 더 크면서 관련자극의 P300 잠재시간이 목표자극의 P300 잠재시간보다 긴 경우에는 BCD 방법의 적중률이 BAD 방법의 적중률보다 더 높았다. BAD 방법의 오경보율이 높은 이유와 BCD 방법의 적중률이 관련자극의 P300 잠재시간에 영향을 받는 이유에 대해서 논의하였다.
Objective : The present study was designed to compare Global Field Power Measurement and conventional method in P300 determination. Method : The subjects were composed of patients(N=20) with schizophrenia by DSM-IV and normal controls(N=20). The auditory event related potential P300 was measured by "oddball paradigm". P300 components were determined by Global Field Power Measurement and conventional method at 5 electrodes(Fz, Cz, Pz, $T_3$, $T_4$). Results : P300 amplitudes of patients were smaller than those of controls across all electrodes and in both methods, but there was no differential power in P300 determination between two methods. Asymmetry of auditory event-related potential P300 was not shown between patients with schizophrenia and normal controls. Conclusion : It is implicated that it depends on clinical situations and research purposes what method of P300 determination will be more appropriate for patients with schizophernia.
Journal of information and communication convergence engineering
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제9권2호
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pp.125-128
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2011
P300 component of the event-related brain potential (ERP) reflects fundamental cognitive processes. The P300 components have been employed in a wide variety of theoretical, empirical, and clinical applications. In oddball paradigm for eliciting P300, we need standard stimuli and target stimuli. Firstly, designated stimuli are presented to subjects. Nextly, a chosen target stimulus is presented. In this paper, we elicited the P300 components with experiment that the subjects select a chosen target stimulus. Therefore, we measured the P300 components to be related choice of the target stimuli. The experimental results and the P300 components to be analyzed were presented.
This study is to develop the Alzheimers disease (AD) detection and analysis system using event-related potential (ERP) of AD patients. We recorded ERP in an auditory oddball paradigm in mild AD (n=25), severe AD (n=12), age-matched normal aged controls (n=17), and young controls (n=7). The amplitude and latency of target P300 components were compared among 4 groups. The relationship between P300 measures and neuro psychological test (K-DRS) scores were evaluated by correlations. The latency of P300 was prolonged in AD and the effects were correlated with the severity of dementia. The P300 amplitude was not affected significantly in AD. Theres no difference between normal aged group and young group. These results suggest that the P300 component is specifically affected by Alzheimer type dementia.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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