• 제목/요약/키워드: Prefrontal Cortex

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안구운동 민감 소실 및 재처리 요법(Eye Movement Desensitization and Reprocessing) 치료 후 국소 뇌 혈류 변화:두 증례의 SPECT 연구 (Changes in the Regional Cerebral Perfusion after Eye Movement Desensitization and Reprocessing:A SPECT Study of Two Cases)

  • 오동훈;최준호
    • 생물정신의학
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    • 제11권2호
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    • pp.173-180
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    • 2004
  • Over the last decade, EMDR(Eye Movement Desensitization and Reprocessing) has emerged as a promising new treatment for trauma and other anxiety-based disorders. However, neurobiological mechanism of EMDR has not been well understood. Authors report SPECT findings of two patients of PTSD before and after EMDR. Brain 99mTc-ECD-SPECT was performed before and after EMDR treatment. To evaluate the significance of changes in the regional cerebral perfusion, t-test was conducted on the resulting images using SPM99. In addition, clinical scales(CAPS, CGI, STAI) were employed to asses the changes in the clinical symptoms of the patients. After EMDR treatment, each showed significant improvement in clinical symptoms. The cerebral perfusion increased in bilateral dorsolateral prefrontal cortex, and decreased in the temporal association cortex. The differences in the cerebral perfusion between patients after treatment and normal controls decreased. These changes appeared mainly in the limbic area the and the prefrontal cortex. These results suggest that EMDR may show the therapeutic effect through 1) improvement in the emotional control by increased activity in the prefrontal cortex, 2) inhibited hyperstimuli on amygdala by deactivation of the association cortex, 3) inhibition on past trauma related memory, and 4) keeping the functional balance between the limbic area and the prefrontal cortex. This case report needs further replication from studies with larger sample.

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전전두피질과 정신분열병 (Prefrontal Cortex and Schizophrenia)

  • 정영철;은홍배
    • 생물정신의학
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    • 제5권2호
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    • pp.184-196
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    • 1998
  • With a rapid development of neuroscience, the theories related to the pathophysiology of schizophrenia have been changed a lot from a simple hyperdopaminergic one to the various complicated ones. Among these, the theories regarding prefrontal cortex(PFC) pathology as a cause of schizophrenia are gaining more recognition as the results of neuroimaging and neuropsychological tests in schizophrenia consistently report abnormalities in PFC. Therefore, we first reviewed the unique characteristics of PFC in anatomy, neurochemistry and neurophysiology to enhance an understanding of those ones. Secondly, various neurotransmitter, neurodevelopmental and neural network theories of schizophrenia introduced recently were reviewed in terms of PFC pathology.

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Mental Task 수행에 의한 전전두엽 활성 영역의 fNIRS 기반 추정 (The Estimation of Activated Prefrontal Brain Area due to The Execution of Mental Tasks using fNIRS)

  • 홍승혁;이종민;허정;백현재;박광석
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.177-182
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    • 2015
  • The activation of prefrontal cortex of brain during some mental tasks like mental arithmetic induce has been studied using hemodynamic imaging modalities. In this study, we focused on the differentiation of activated area in local prefrontal brain caused by the different mental activities as well as evaluating the classification accuracy of in-house fNIRS system. The study preliminarily validated the device including the signal quality and tightness of contact between detectors and prefrontal area. Experimental results of mental tasks on 5 subjects showed the subject dependent tendencies in correlated prefrontal activation and the area of highest accuracy.

학습피드백으로서 보상과 처벌 관련 두뇌 활성화 연구 (Learning-associated Reward and Penalty in Feedback Learning: an fMRI activation study)

  • 김진희;강은주
    • 인지과학
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    • 제28권1호
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    • pp.65-90
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 학습상황에서 피드백으로 주어지는 금전적 획득/손실(학습 피드백)과 비학습적 상황에서 우연히 제시되는 의사 피드백(무선 피드백)을 비교하는 방법을 사용하여, 금전적 보상과 처벌의 학습 피드백으로서만 가지는 정보처리에 어느 두뇌 영역이 관여하는지를 규명하는 데 있다. 이를 위해 정상 성인(n = 22)을 대상으로 fMRI scan 동안 단서 자극에 대한 범주 버튼 반응(좌/우)의 정확 여부에 따라 피드백이 제시되는 시행(학습시행)과 단서 자극의 위치판단 반응과 무관하게 피드백이 제시되는 시행(무선시행)을 사건 관련 fMRI 방략으로 제시하였다. 두 시행 간 보상과 처벌과 같은 동기적 사건에 대한 두뇌 반응이 변별적으로 나타나는지를 알아보기 위해 시행 유형(학습 vs. 무선)과 피드백 유형(보상 vs, 처벌)을 두 독립변인으로 한 반복측정 이원분산분석을 하였다(voxel-wise FWE p < .001). 그 결과, 좌측 배외측 전두피질(dorsolateral prefrontal cortex), 좌측 전측 도(anterior insular), 배내측 전두피질(dorsomedial prefrontal cortex) 등의 영역에서 유의한 상호작용 효과가 관찰되었는데, 이들 영역은 모두 학습-보상 피드백 및 무선-처벌 피드백보다 학습-처벌 피드백에 대해 증가한 두뇌 활성을 보였다. 본 연구 결과는 학습상황에서 주어지는 처벌 피드백에 대한 기존 전략의 변경이나 재평가를 위한 집행적 처리, 적절하지 못하거나 틀린 행동에 대한 오류처리 과정 그리고 실패 경험에 대한 부정적 정서처리가 위에서 언급한 피질신경망을 중심으로 이루어질 가능성을 보여준다. 따라서 학습의 처벌 피드백은 보상과 달리 위와 같은 추가적 정보처리 과정이 존재할 가능성을 시사한다.

기능성 근적외선 분광기를 이용한 전전두엽 영역에서의 사건 기반 뇌활성 특이 신호의 추출 (Functional Near-Infrared Spectroscopy Extracts EROS in the Prefrontal Cortex)

  • 강호열;방성근;송성호;이은주
    • 전기학회논문지
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    • 제58권1호
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    • pp.210-215
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    • 2009
  • In this study event-related optical signals were extracted from the prefrontal cortexes using functional near infrared spectroscopy while subjects were carrying out 2-back working memory tasks. Four events such as start, yes, no, and error were considered based on the onsets of the stimulus, positive true responses, positive false responses, and negative responses in the 2-back working memory task, respectively. The optical signals recorded were analyzed by peri-event histograms and power spectrum distributions. The results showed specific characteristics of the event-related optical neuronal signals and an opened possibility of an application to control a non-invasive brain-computer interface system or an object of a virtual reality.

개인의 고유한 전전두엽의 비대칭성이 음향감성에 미치는 영향 (Influence of Intrinsic Prefrontal Cortex Asymmetry on Sound-induced Affects)

  • 김원식;이상태
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2008년도 추계학술대회
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    • pp.54-57
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    • 2008
  • This study is aimed to inspect how the different sensitivities in Behavioral activation system (BAS) and Behavioral inhibition system (BIS) modulate on the properties of physiological responses stimulated by positive or negative affective sound. We measured the electroencephalogram (EEG) of 32 students, consisted of four groups depending on the BAS and BIS sensitivities, during listening to meditation music or noise. The EEG was recorded at Fp1 and Fp2 sites. After listening to music or noise, subjects reported the affect induced by the sound. For EEG, the power in the alpha band at Fp2, especially in the alpha-2 band (9.0-11.0 Hz) increased during the subjects listening to music, while the power at Fp1 increased during noise. During listening to meditation music, there is a tendency that the left-sided activation in prefrontal cortex (PFC) is positively correlated with the difference of BAS(Z)-BIS(Z). During listening to noise, there is a tendency that the right-sided activation in PFC is dominant in case any of the sensitivity of BAS or BIS is high. From these results we suggest that the physiological responses of different individuals in BAS and BIS react differently under the same emotionally provocative challenge.

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Estimation of Reward Probability in the Fronto-parietal Functional Network: An fMRI Study

  • Shin, Yeonsoon;Kim, Hye-young;Min, Seokyoung;Han, Sanghoon
    • 감성과학
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    • 제20권4호
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    • pp.101-112
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    • 2017
  • 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.

Ginsenoside Rg1 modulates medial prefrontal cortical firing and suppresses the hippocampo-medial prefrontal cortical long-term potentiation

  • Ghaeminia, Mehdy;Rajkumar, Ramamoorthy;Koh, Hwee-Ling;Dawe, Gavin S.;Tan, Chay Hoon
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제42권3호
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    • pp.298-303
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    • 2018
  • Background: Panax ginseng is one of the most commonly used medicinal herbs worldwide for a variety of therapeutic properties including neurocognitive effects. Ginsenoside Rg1 is one of the most abundant active chemical constituents of this herb with known neuroprotective, anxiolytic, and cognition improving effects. Methods: We investigated the effects of Rg1 on the medial prefrontal cortex (mPFC), a key brain region involved in cognition, information processing, working memory, and decision making. In this study, the effects of systemic administration of Rg1 (1 mg/kg, 3 mg/kg, or 10 mg/kg) on (1) spontaneous firing of the medial prefrontal cortical neurons and (2) long-term potentiation (LTP) in the hippocampal-medial prefrontal cortical (HP-mPFC) pathway were investigated in male Sprague-Dawley rats. Results: The spontaneous neuronal activity of approximately 50% the recorded pyramidal cells in the mPFC was suppressed by Rg1. In addition, Rg1 attenuated LTP in the HP-mPFC pathway. These effects were not dose-dependent. Conclusion: This report suggests that acute treatment of Rg1 impairs LTP in the HP-mPFC pathway, perhaps by suppressing the firing of a subset of mPFC neurons that may contribute to the neurocognitive effects of Rg1.

이마앞겉질을 제거시킨 흰쥐 앞뇌의 바닥핵무리에서 변성축삭종말의 미세구조연구 (Ultrastructure of Degenerating Axon Terminals in the Basal Forebrain Nuclei of the Rat following Prefrontal Decortication)

  • 안병준;고정식;안의태
    • Applied Microscopy
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    • 제35권3호
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    • pp.135-152
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    • 2005
  • 중추신경계통에서도 최고중추인 이마앞겉질 (prefrontal cortex)은 거의 모든 대뇌겉질과 연결되어 있어서 대뇌겉질 각 부분에 저장된 감각, 운동, 언어... 등 모든 정보를 받을 뿐만 아니라, 앞뇌의 바닥핵들 (basal forebrain nuclei)을 비롯한 많은 신경핵들과도 연결되어 있어서 생체 내부환경과 본능에 관한 정보도 받아드린다. 이들 연결을 통해서 이마앞겉질은 변연계통의 본능, 감정, 기억, 학습기능과 줄무늬체계통의 적절한 표현, 대응, 절차기억, 운동조절기능들을 연계하고 조정한다. 앞뇌의 바닥핵들(꼬리핵 caudate nucleus, 줄무늬체바닥핵 fundus striati nucleus, 중격옆핵 accumbens septi nucleus, 중격핵 septal nucleus)도 역시 변연계통과 줄무늬체계통 사이에서 해부학적으로나 기능적으로도 교차기능이 있는 것으로 알려져 있다. 이 실험은 흰쥐의 이마앞겉질은 제거한 다음, 앞쪽 앞뇌의 바닥핵들에서 변성종말들이 있는지 여부와 그 미세구조를 관찰하려고 시행했다. $250{\sim}300g$된 흰쥐를 실험동물로 이용하였으며, 흰쥐들을 정상군, 대조군, 수술군으로 구분하였다. 수술군은 마취시킨 다음, 뇌수술장치에 고정시키고, 머리피부를 절개한 다음, 이마뼈에 구멍을 만들고, 이 구멍을 통해 이마앞겉질을 흡인하여 제거했다. 대조군은 이마뼈에 구멍을 만드는 과정까지만 실행하였고, 정상군은 아무조치도 취하지 않았다. 수술 후 2일 경과 후에 전자현미경 관찰을 위해 1% glutaraldehyde-1% paraldehyde 혼합액 (pH 7.4)에 1차 고정하였고, 뇌를 적출하여 고정액에 냉장시켰다가, 다음날 해당 신경핵을 적출하여 2차 고정액 (2% osmium tetroxide액)에 고정하였다. Araldite 혼합액에 포매하여 ultratome-V로 자른 절편은 4% uranyl acetate와 2.7% lead citrate로 염색하여 JEM 100CX-II 전자현미경으로 관찰하였다. 관찰결과 네 신경핵에서 모두 변성 축삭종말이 관찰되었는데, 출현비율은 상당한 차이를 보여서 가장 변성이 심한 신경핵은 꼬리핵 이었고, 다음은 줄무늬체바닥핵, 중격옆핵, 중격핵의 순서였다. 변성축삭종말이 각 부위에서 연접하는 모양을 비교한 결과 꼬리핵과 줄무늬체바닥핵에서는 모두 가지돌기가시(dendritic spine)에 연접하였으나, 중격옆핵과 중격핵에서는 가지돌기 (dendrite)에 연접하는 것과 가지돌기가시에 연접하는 것이 혼재하였다. 이들 두 신경핵 무리는 이마앞겉질에서 기원하는 축삭종말의 연접차이로 볼 때 서로 다른 회로계통에 속할 것으로 생각되며, 문헌고찰을 통해서 꼬리핵과 줄무늬체바닥핵은 줄무늬체회로 (striatal circuit)에 속하고 중격옆핵과 중격핵은 변연계통회로(limbic circuit)에 속할 것으로 판정했다. 이마앞겉질은 생리적, 약리적, 신경학적 및 형태학적 근거들로 보아 바닥핵들을 통해 변연계통과 대뇌겉질 전체에 영향을 미칠 것으로 여겨지는데, 본 실험에서는 네 종류의 바닥핵들, 즉 꼬리핵, 줄무늬체바닥핵, 중격옆핵 및 중격핵과 관련된 신경연접들을 관찰하였으며, 그 결과를 문헌 고찰한 결과 변연계통과 줄무늬체계통이 앞뇌의 바닥에 있는 신경핵들에서 형태학적 교차연결을 통해 정서와 마음의 상태를 행동과 대응으로 표현하는 중요한 신경회로가 존재함을 제안하였다.