• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.209-213
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• 2019

최근 전력 계통에 사용되는 주파수 조정용(F/R) 에너지 저장장치에 대하여 높은 에너지 밀도와 장수명의 안정성에 대한 요구가 증대되고 있다. 이와 관련하여 슈퍼커패시터는 장수명과 급속 충방전 특성이 우수하므로 이러한 F/R 적용을 위한 에너지 저장장치로 적합하게 여겨지고 있다. 슈퍼커패시터는 단주기 F/R 영역의 보완 운전을 담당하고 전력계통에 설치된 ESS의 장주기 운영 수명을 연장함으로써 기존 용량을 담당하는 리튬 배터리의 설치 규모와 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 하지만 낮은 에너지 밀도는 전력 계통과 같은 큰 시스템에서 적용에 한계가 있으며 여전히 배터리를 대체할 수 있는 높은 에너지 밀도 요구에 어려움을 겪고 있다. 그러나 최근에는 리튬이온 커패시터(Lithium ion capacitor; LIC) 구조가 3.8 V 이상의 전압 구간을 구현할 수 있기 때문에 전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor; EDLC) 구조보다 고에너지 밀도 구현을 위한 구조로 각광을 받고 있지만 여전히 상용화를 위해서는 여러가지 전기화학적 성능에 대한 구체적인 검증 및 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 LIC의 에너지 밀도와 관계되는 용량을 증대하기 위하여 새로운 전극사전-도핑 방법을 설계하였다. 양극 활물질은 0.1% 이하의 상대습도 분위기 드라이룸에서 기계적 강도와 음극 도핑을 안정되게 수행될 수 있도록 $100{\mu}m$의 두께로 제작되었다. 또한 접촉 저항을 최소화하기 위하여 제조된 전극은 상온에서 $65^{\circ}C$까지 열 압축공정을 실시하였다. 최종적으로 LIC 구조에 대한 다양한 사전-도핑법을 설계하고 그 메커니즘을 분석하여 용량과 전기화학적 안정성이 향상된 새로운 LIC 사전-도핑 방법을 제안하였다.

• 한국항만경제학회지
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• 제30권1호
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• pp.175-194
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• 2014

최근 우리나라 정부와 지자체들은 북극해와 관련한 다양한 정책을 발굴하고 북극해 대응 기구를 구성하여 북극항로 시대에 대비하고 있다. 북극해 정책 수립에 앞서 가장 먼저 고려해야 할 사항은 북극해 및 북극항로 활성화에 따른 국내 유망산업은 무엇인지, 현재 정부에서 추진하고 있는 해양, 해운, 항만물류, 수산 정책 중 어떤 정책들이 북극해 및 북극항로와 관련이 있는지를 파악하는 것이 중요하다. 본 연구의 목적은 부산 지역의 미래 유망산업에 대한 성장성과 경쟁력을 평가하고, 북극항로 활성화를 위한 추진 사업의 중요성과 시급성 그리고 부산지역 경제 기여도를 분석하고자 한다. 이를 위하여 해양 해운 항만물류, 수산 관련 업계 관계자, 해양수산부 및 부산시의 정책담당자, 관련학계, 연구원 등 총 64명의 전문가 집단 설문조사 및 인터뷰를 진행하였다. 북극항로 상용화에 대비하여 부산경제가 발전하기 위해서는 북극항로를 이용하는 선박이 부산항에서 선박급유, 선박수리, 선용품공급 서비스를 받을 수 있는 여건을 마련해야 한다. 이를 위해 관련 산업의 육성이 필요하다. 한편 동남권에는 조선산업이 발달되어 있다. 북극항로의 상업화로 내빙선박의 수요가 증가하고 국내 조선 및 조선기자재 산업이 성장할 수 있다. 따라서 북극항로를 이용하는 특수선박에 대한 조선기술을 지속적으로 개발하여 극지용 선박 건조를 선점해야 할 것이다. 북극항로가 활성화되면 부산항은 북극 자원개발을 위한 해양플랜트 전진기지가 될 수 있다. 이를 위해 고부가가치 해양플랜트, 기자재 및 관련 서비스업 육성, 해양플랜트 공급기지 구축 등의 정책이 추진되어야 할 것이다. 북극해와 관련된 전문인력 양성을 통해 북극해 사업 진출 확대와 향후 북극해 및 북극항로 이용에 따른 전문 인력 수요 증대에 주도적으로 선도해야 할 것이다. 이를 위하여 단기적으로는 북극항로 전문 인력 양성은 러시아 등의 교육 전문기관과의 제휴를 통하여, 극지 전문인력 양성 교육 기술을 습득해야 한다. 그리고 중장기적으로는 해운 항만 물류분야의 전문 인력인 빙해역 항해사(Ice Navigator), 선박관리 전문가, Ice Pilot의 양성을 추진해야 할 것이다. 수산산업의 경우 북극해 지역까지의 어장 확대로 인해 원양 어획량 증대가 예상되며 이에 따른 원양어업과 수산물 가공업이 유망산업이 될 것으로 예상된다. 원양 어업과 관련해 조업 가능 대상국의 법 제도 파악과 극지 조업이 가능한 어선 및 어업 장비 개발이 선행되어야 할 것이다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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• pp.60-61
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• 2003

A new approach to reduce the computation time of genetic algorithm (GA) for making binary phase holograms is described. Synthesized holograms having diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are proven in computer simulation and experimentally demonstrated. Recently, computer-generated holograms (CGHs) having high diffraction efficiency and flexibility of design have been widely developed in many applications such as optical information processing, optical computing, optical interconnection, etc. Among proposed optimization methods, GA has become popular due to its capability of reaching nearly global. However, there exits a drawback to consider when we use the genetic algorithm. It is the large amount of computation time to construct desired holograms. One of the major reasons that the GA' s operation may be time intensive results from the expense of computing the cost function that must Fourier transform the parameters encoded on the hologram into the fitness value. In trying to remedy this drawback, Artificial Neural Network (ANN) has been put forward, allowing CGHs to be created easily and quickly (1), but the quality of reconstructed images is not high enough to use in applications of high preciseness. For that, we are in attempt to find a new approach of combiningthe good properties and performance of both the GA and ANN to make CGHs of high diffraction efficiency in a short time. The optimization of CGH using the genetic algorithm is merely a process of iteration, including selection, crossover, and mutation operators [2]. It is worth noting that the evaluation of the cost function with the aim of selecting better holograms plays an important role in the implementation of the GA. However, this evaluation process wastes much time for Fourier transforming the encoded parameters on the hologram into the value to be solved. Depending on the speed of computer, this process can even last up to ten minutes. It will be more effective if instead of merely generating random holograms in the initial process, a set of approximately desired holograms is employed. By doing so, the initial population will contain less trial holograms equivalent to the reduction of the computation time of GA's. Accordingly, a hybrid algorithm that utilizes a trained neural network to initiate the GA's procedure is proposed. Consequently, the initial population contains less random holograms and is compensated by approximately desired holograms. Figure 1 is the flowchart of the hybrid algorithm in comparison with the classical GA. The procedure of synthesizing a hologram on computer is divided into two steps. First the simulation of holograms based on ANN method [1] to acquire approximately desired holograms is carried. With a teaching data set of 9 characters obtained from the classical GA, the number of layer is 3, the number of hidden node is 100, learning rate is 0.3, and momentum is 0.5, the artificial neural network trained enables us to attain the approximately desired holograms, which are fairly good agreement with what we suggested in the theory. The second step, effect of several parameters on the operation of the hybrid algorithm is investigated. In principle, the operation of the hybrid algorithm and GA are the same except the modification of the initial step. Hence, the verified results in Ref [2] of the parameters such as the probability of crossover and mutation, the tournament size, and the crossover block size are remained unchanged, beside of the reduced population size. The reconstructed image of 76.4% diffraction efficiency and 5.4% uniformity is achieved when the population size is 30, the iteration number is 2000, the probability of crossover is 0.75, and the probability of mutation is 0.001. A comparison between the hybrid algorithm and GA in term of diffraction efficiency and computation time is also evaluated as shown in Fig. 2. With a 66.7% reduction in computation time and a 2% increase in diffraction efficiency compared to the GA method, the hybrid algorithm demonstrates its efficient performance. In the optical experiment, the phase holograms were displayed on a programmable phase modulator (model XGA). Figures 3 are pictures of diffracted patterns of the letter "0" from the holograms generated using the hybrid algorithm. Diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are measured. We see that the simulation and experiment results are fairly good agreement with each other. In this paper, Genetic Algorithm and Neural Network have been successfully combined in designing CGHs. This method gives a significant reduction in computation time compared to the GA method while still allowing holograms of high diffraction efficiency and uniformity to be achieved. This work was supported by No.mOl-2001-000-00324-0 (2002)) from the Korea Science & Engineering Foundation.

• 한국산림과학회지
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• 제110권3호
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• pp.406-418
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• 2021

연구는 굴참나무와 느티나무 노지묘 및 용기묘를 대상으로 식재 전까지 우수한 묘목품질을 유지하기 위한 최적 묘목 저장 기술을 구명하고자 수행되었다. 저온저장 온도(냉장 2℃, 냉동 -2℃)와 기간(0, 15, 30, 60, 120, 180, 240, 300, 360일)에 따른 묘목의 비구조성탄수화물 함량 및 줄기 함수율과 식재 후 묘목 생존율 및 건중량을 조사·분석하였다. 굴참나무와 느티나무 두 수종 모두 저장 기간이 길어질수록 비구조성탄수화물 함량과 줄기함수율이 감소하였으며, 180~240일 이후 비구조성탄수화물 함량이 급격히 감소하는 것을 확인하였다. 저장 기간이 길어질수록 냉장보다는 냉동 조건이 낮은 감소율을 보였다. 줄기함수율은 두 수종 모두 노지묘보다 용기묘, 냉장보다 냉동 저장 조건에서 감소율이 낮았다. 식재 후 생존율은 두 수종 모두 냉장 저장은 60일, 냉동 저장은 180일 이후 급격히 감소하였다. 비구조성탄수화물 함량이 20 mg g^-1 이하로 감소하면, 굴참나무와 느티나무 모두 60% 이하의 식재 후 묘목 생존율을 보였다. 또한, 저장 전 줄기함수율 기준으로 굴참나무는 약 30%, 느티나무는 약 20% 감소 시 80% 이하의 생존율을 나타냈다. 본 연구 결과, 굴참나무와 느티나무 묘목의 저장 방식으로 2개월 미만의 단기저장은 냉장(1~2℃), 2~6개월 동안의 장기저장은 냉동(-2~-4℃)이 적정한 것으로 판단된다. 향후 조림 전 묘목 수확 및 관리 시스템과 연계하여 적정 묘목 저장 조건의 적용은 우수한 품질의 묘목 생산과 함께 조림 성과 향상을 기대할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권10호
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• pp.795-805
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• 2021

본 연구는 소양강댐 유역을 대상으로 LSTM 기반의 일유출량 추정 딥러닝 모형을 개발한 후, 모형구조 및 입력자료의 다양한 조합에 대한 모형의 정확도를 살폈다. 첫 12년(1997.1.1-2008.12.31) 동안의 유역평균 일강수량, 일기온, 일풍속 (이상 입력), 일평균 유량 (출력)으로 이루어진 데이터베이스를 기반으로 모형을 구축하였으며, 이후 12년(2009.1.1-2020.12.31) 동안의 자료를 사용하여 Nash-Sutcliffe Model Efficiency Coefficient (NSE)와 RMSE를 살폈다. 가장 높은 정확도를 보인 조합은 64개의 은닉유닛을 가진 LSTM 모형 구조에 가능한 모든 입력자료(12년치의 일강수량, 일기온, 일풍속)를 활용한 경우로서 검증기간의 NSE와 RMSE는 각각 0.862와 76.8 m³/s를 기록하였다. LSTM의 은닉유닛이500개를 초과하는 경우 과적합으로 인한 모형의 성능 저하가 나타나기 시작했으며, 1000개를 초과하는 경우 과적합 문제가 두드러졌다. 12년치의 일강수만 입력자료로 활용한 경우에도 매우 높은 성능(NSE=0.8~0.84)의 모형이 구축되었으며, 한 해의 자료만을 활용하여 학습한 경우에도 충분히 활용 가능한 정확도(NSE=0.63~0.85)를 가진 모형을 구축할 수 있었다. 특히 유량의 변동성이 큰 한 해의 자료만을 활용하여 모형을 학습한 경우 매우 높은 정확도(NSE=0.85)의 모형이 구축되었다. 학습자료가 중유량과 양극한의 유량을 모두 포함한 경우라면 5년 이상의 입력자료는 모형의 성능을 크게 개선시키지 못했다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1143-1154
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• 2021

활성화함수의 선택은 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN) 모델의 지하수위 예측성능에 큰 영향을 미친다. 특히 제주도의 중산간 지역과 같이 지하수위의 변동폭이 크고 변동양상이 복잡한 경우 적절한 지하수위 예측을 위해서는 다양한 활성화함수의 비교분석을 통한 최적의 활성화함수 선택이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 지하수위의 변동폭이 크고 변동양상이 복잡한 제주도 표선유역 중산간지역 2개 지하수위 관측정을 대상으로 5개의 활성화함수(sigmoid, hyperbolic tangent (tanh), Rectified Linear Unit (ReLU), Leaky Rectified Linear Unit (Leaky ReLU), Exponential Linear Unit (ELU))를 ANN 모델에 적용하여 지하수위 예측결과를 비교 및 분석하고 최적 활성화함수를 도출하였다. 그리고 최근 널리 사용되고 있는 순환신경망 모델인 Long Short-Term Memory (LSTM) 모델의 결과와 비교분석하였다. 분석결과 지하수위 변동폭이 상대적으로 큰 관측정과 상대적으로 작은 관측정에 대한 지하수위 예측에 대해서는 각각 ELU와 Leaky ReLU 함수가 최적의 활성화함수로 도출되었다. 반면 sigmoid 함수는 학습기간에 대해 5개 활성화함수 중 예측성능이 가장 낮았으며 첨두 및 최저 지하수위 예측에서 적절하지 못한 결과를 도출하였다. 따라서 ANN-sigmoid 모델은 가뭄기간의 지하수위 예측을 통한 지하수자원 관리목적으로 사용할 경우 주의가 필요하다. ANN-ELU와 ANN-Leaky ReLU 모델은 LSTM 모델과 대등한 지하수위 예측성능을 보여 활용가능성이 충분히 있으며 LSTM 모델은 ANN 모델들 보다 예측성능이 높아 인공지능 모델의 예측성능 비교분석 시 참고 모델로 활용될 수 있다. 마지막으로 학습기간의 정보량에 따라 학습기간의 지하수위 예측성능이 검증 및 테스트 기간의 예측성능보다 낮을 수 있다는 것을 확인하였으며, 관측지하수위의 변동폭이 크고 변동양상이 복잡할수록 인공지능 모델별 지하수위 예측능력의 차이는 커졌다. 본 연구에서 제시한 5개의 활성화함수를 적용한 연구방법 및 비교분석 결과는 지하수위 예측뿐만 아니라 일단위 하천유출량 및 시간단위 홍수량 등 지표수 예측을 포함한 다양한 연구에 유용하게 사용될 수 있다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제21권12spc호
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• pp.664-674
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• 2021

The relevance of this scientific research is determined by the negative impact of the COVID-19 pandemic on the current trends and dynamics of world tourism development. This article aims to identify patterns of development of the modern tourist market, analysis of problems and prospects of development in the context of the COVID-19 pandemic. Materials and methods. General scientific methods and methods of research are used in the work: analysis, synthesis, comparison, analysis of statistical data. The analysis of the viewpoints of foreign and domestic authors on the research of the international tourist market allowed us to substantiate the actual directions of tourism development due to the influence of negative factors connected with the spread of a new coronavirus infection COVID-19. Economic-statistical, abstract-logical, and economic-mathematical methods of research were used during the process of study and data processing. Results. The analysis of the current state of the tourist market by world regions was carried out. It was found that tourism is one of the most affected sectors from COVID-19, as, by the end of 2020, the total number of tourist arrivals in the world decreased by 74% compared to the same period in 2019. The consequence of this decline was a loss of total global tourism revenues by the end of 2020, which equaled $1.3 trillion. 27% of all destinations are completely closed to international tourism. At the end of 2020, the economy of international tourism has shrunk by about 80%. In 2020 the world traveled 98 million fewer people (-83%) relative to the same period last year. Tourism was hit hardest by the pandemic in the Asia-Pacific region, where travel restrictions are as strict as possible. International arrivals in this region fell by 84% (300 million). The Middle East and Africa recorded declines of 75 and 70 percent. Despite a small and short-lived recovery in the summer of 2020, Europe lost 71% of the tourist flow, with the European continent recording the largest drop in absolute terms compared with 2019, 500 million. In North and South America, foreign arrivals declined. It is revealed that a significant decrease in tourist flows leads to a massive loss of jobs, a sharp decline in foreign exchange earnings and taxes, which limits the ability of states to support the tourism industry. Three possible scenarios of exit of the tourist industry from the crisis, reflecting the most probable changes of monthly tourist flows, are considered. The characteristics of respondents from Ukraine, Germany, and the USA and their attitude to travel depending on gender, age, education level, professional status, and monthly income are presented. About 57% of respondents from Ukraine, Poland, and the United States were planning a tourist trip in 2021. Note that people with higher or secondary education were more willing to plan such a trip. The results of the empirical study confirm that interest in domestic tourism has increased significantly in 2021. The regression model of dependence of the number of domestic tourist trips on the example of Ukraine with time tendency (t) and seasonal variations (Turˆt = 7288,498 - 20,58t - 410,88∑5) it forecast for 2020, which allows stabilizing the process of tourist trips after the pandemic to use this model to forecast for any country. Discussion. We should emphasize the seriousness of the COVID-19 pandemic and the fact that many experts and scientists believe in the long-term recovery of the tourism industry. In our opinion, the governments of the countries need to refocus on domestic tourism and deal with infrastructure development, search for new niches, formats, formation of new package deals in new - domestic - segment (new products' development (tourist routes, exhibitions, sightseeing programs, special rehabilitation programs after COVID) -19 in sanatoriums, etc.); creation of individual offers for different target audiences). Conclusions. Thus, the identified trends are associated with a decrease in the number of tourist flows, the negative impact of the pandemic on employment and income from tourism activities. International tourism needs two to four years before it returns to the level of 2019.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제48권3호
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• pp.186-203
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• 2015

이 글은 실크로드라는 이름으로 더 많이 알려진 중앙유라시아 미술사 연구의 성과와 과제에 대해 살펴본 것이다. 이 글에서 다루는 '중앙유라시아'의 공간 범주는 중국 신강, 티베트, 몽골, 러시아 및 구소련 공화국, 인도 북부, 이란, 터키이며, 30년 이상 거쳐 온 이 지역 미술사 연구의 지적 모색 과정을 크게 되짚어 보고, 이를 통해 앞으로 나아가야할 바를 생각해보려 하였다. 한국의 중앙유라시아 미술사 연구는 학문적 연륜은 짧지만, 2015년 현재 인도서북부, 중국 신장, 돈황 등 몇몇 분야의 괄목할만한 발전이 있었다. 발전의 뒤에는 1990년 중앙유라시아로 현지답사가 가능해지면서 실견이 가능해진 환경도 있지만, 중앙아시아학회, 서울대 중앙유라시아연구소와 같은 연구기관이 후학들에게 마련해 준 '학문의 장(場)'이 있었다. 두 학술단체는 비록 느리지만 꾸준히 중앙유라시아 미술사 관련 연구로 학자들의 관심을 유도하고 연구자들을 배출해냈다. 2012년 이후로는 갑자기 상황이 많이 바뀌었다. 관이 주도하는 국제학술대회가 우후죽순처럼 개최되었기 때문이다. 실크로드를 한반도로 연장하고, 궁극에는 '중앙유라시아의 이니셔티브'를 확보하려는 것이다. 2015년 현재, 대중들의 관심은 높아졌고, 1980년 이후 두 번째 열풍이 불고 있다. 물론 최근의 국제학술대회가 목표와 지향점이 미리 설정되어 있어 객관성이 담보되거나 발표자가 자신의 목소리를 내기는 어렵다는 문제가 있기는 하지만, 틀림없는 사실은 관심이 높아진 만큼 발전 가능성이 커졌다는 것이다. 지금 이 시점에서 무엇보다 중요한 것은 말할 필요도 없이 중앙유라시아 미술사를 체계적이고 전문적으로 연구할 신진 연구자의 양성이다. 한국문화와 세계 문화가 만나 소통하고 이를 기반으로 신개념 문화를 만들어 내려면 말이다. 위의 과제가 해결되지 않는다면 한국 유라시아 미술사 연구는 자칫 오랫동안 공회전할 가능성이 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제51권4호
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• pp.84-107
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• 2018

첨모직은 표면에 짧은 파일이 나타나는 것으로 조선시대 후기에는 첨모직 깔개를 지칭하는 용어로 채담이 사용되었으며, 20세기 초에는 융전과 단통, 양탄자 등으로 불리었다. 조선 말기 이후의 여러 문헌이나 신문기사, 그리고 각종 사진자료를 통해 첨모직 깔개가 왕실뿐만 아니라 일반인도 사용하였고 당시 국내에서 제작하였다는 것이 확인되었다. 본 연구에서는 조선 말기 이후의 첨모직 깔개 6점을 실물 조사하였는데 5점은 페르시아매듭의 컷파일이며 1점은 루프파일의 기법으로 제작되었다. 컷파일의 깔개는 크기가 가로 72~98 ${\times}$ 세로 150~156cm의 직사각형이며, 나비, 사슴, 호랑이, 그리고 십장생 등의 주 무늬를 중앙에 배치하고 卍자를 가장자리에 배치하였다. 컷파일의 소재는 지경사는 모두 면사이며 지위사는 3점은 면사, 1점은 모사, 그리고 1점은 면사와 비스코스레이온의 혼섬사이다. 지위사는 4점이 S꼬임의 실 여러 올을 합쳐 Z방향으로 합사한 실을 사용했다. 파일위사는 4~6가지의 색이 사용되었는데 홍색을 제외하고 모두 염색을 하지 않은 자연색 그대로의 모섬유가 사용되었다. 그리고 S나 Z꼬임의 모사를 2올 이상 합하여 반대방향으로 꼬임을 주었는데 굵기에 맞춰 올수를 합하였다. 깔개의 위아래 가장자리는 위사를 6올 이상 넣고 남은 지경사는 몇 올씩을 한데 묶어서 정리하였으며, 좌우 가장자리는 3올 이상의 면사를 가운데 놓고 수평으로 감아 마치 둥근 막대처럼 만들며, 가장자리에서 2~3번째 지경사를 징거서 튼튼하게 고정하였다. 루프파일은 경사방향으로 고리를 만든 경첨모직이며 지경사와 지위사는 면사, 파일경사는 모사로 추정된다. 소재의 성분 분석이 가능했던 깔개는 3점으로 파일위사는 판단이 불명한 것을 제외하고 염소와 비미종 양으로 판명되어 첨모직 깔개에 다양한 종류의 동물털이 사용되었을 가능성이 있다고 본다. 본 연구에서 조사한 6점의 깔개는 1800년대 말부터 1900년대 초에 제작되었다고 추정된다. 깔개의 정확한 제작지는 확인할 수 없었으나 당시 국내에서 첨모직 깔개를 제작하고 있다는 문헌기록과 깔개의 문양의 조형성을 고려한다면 우리나라에서 제작된 것으로 본다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.747-753
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• 2019

인지기능 저하는 장 단기 기억 및 주의력 소실과 우울증, 불안증의 증가를 특징으로 한다. 또한, 인지기능 저하는 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관되어 있다. 경제적 부담, 안전 위협을 포함하는 인지기능 저하와 관련된 사회적 문제는 고령화가 진행됨에 따라 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 인지기능 저하를 유발할 가능성이 있는 원인으로는 노화에 따른 대사 및 호르몬 불균형, 감염, 약물 오남용, 신경세포 손상 등이 알려져 있지만 다양한 요인이 관련되어 있으므로 원인 규명이 어려운 한계점 때문에 뚜렷한 치료전략 수립이 어려운 실정이다. 최근의 연구에 따르면 퇴행성 뇌질환 발생의 원인과 이에 대한 치료전략 수립에 있어서 장내미생물의 역할이 중요하게 제시되고 있다. 특히, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 장내미생물 조성의 변화 및 이들에 의한 대사산물에 따른 분자생물학적, 신경행동학적 증상의 변화가 밝혀졌다. 알츠하이머병 동물모델에서 장내미생물의 변화는 NMDA 수용체와 글루탐산의 변화를 통해 기억능력 소실을 야기하였다. 반면, 알츠하이머병 동물모델에 프로바이오틱스를 투여하였을 때, 비정상적인 신경학적 행동이 유의적으로 감소하였다. 파킨슨병은 장내미생물 군집의 변화와 직접적인 연관성을 보였으며 이는 이차적 증상인 변비 발생에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 파킨슨병 동물모델에 투여한 프로바이오틱스는 단쇄지방산 중 하나인 뷰티르산 증가를 통한 신경세포 보호효과를 나타내었다. 또한, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 뇌-혈관장벽의 기능이상이 밝혀졌으며, 뇌-혈관장벽 변화는 장내미생물 불균형에 의한 전신성 염증에 따른 미세소관의 파괴 및 투과성 증가와 연관된 것으로 나타났다. 더불어 장내미생물 대사과정에서 생성된 대사산물은 퇴행성 뇌질환의 발생과 치료에 영향을 미친다. 본 논문에서는 인지기능 저하의 진행을 지연시킴으로써 심화를 방지할 수 있는 효과적인 접근법을 제시하기 위하여 인지기능 저하와 장내미생물의 연관성을 심층적으로 고찰하여 치료적 대안으로 제시하고자 한다.