• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.355-363
• /
• 2008

In order to extract only the alpha activity related signals from EEG recordings, we have applied Constrained Independent Component Analysis (cICA), a new extension of ICA in which some a priori knowledge of the alpha activity is utilized to extract only desired components. Its extraction (or filtering) performance has been compared to that of the conventional band-pass filtering via the scalp alpha power maps and cortical source maps of the alpha activity. Our results demonstrate that the alpha power maps and cortical source maps from the cICA-extracted alpha signals reveal more focalized alpha generating regions of the brain than those from the band-pass filtered alpha EEG signals. Furthermore they match more closely the activated regions of the brain mapped using fMRI, validating our results. We believe that the cICA-based filtering approach of EEG signals is a more effective means of extracting a specific brain activity reflected in EEG signals that will result in more accurate source localization or imaging maps.

• Applied Microscopy
• /
• 제46권4호
• /
• pp.184-187
• /
• 2016

Neuronal connectivity determines brain function. Therefore, understanding the full map of brain connectivity with functional annotations is one of the most desirable but challenging tasks in science. Current methods to achieve this goal are limited by the resolution of imaging tools and the field of view. Macroscale imaging tools (e.g., magnetic resonance imaging, diffusion tensor images, and positron emission tomography) are suitable for large-volume analysis, and the resolution of these methodologies is being improved by developing hardware and software systems. Microscale tools (e.g., serial electron microscopy and array tomography), on the other hand, are evolving to efficiently stack small volumes to expand the dimension of analysis. The advent of mesoscale tools (e.g., tissue clearing and single plane ilumination microscopy super-resolution imaging) has greatly contributed to filling in the gaps between macroscale and microscale data. To achieve anatomical maps with gene expression and neural connection tags as multimodal information hubs, much work on information analysis and processing is yet required. Once images are obtained, digitized, and cumulated, these large amounts of information should be analyzed with information processing tools. With this in mind, post-imaging processing with the aid of many advanced information processing tools (e.g., artificial intelligence-based image processing) is set to explode in the near future, and with that, anatomic problems will be transformed into informatics problems.

• 한국의학물리학회지:의학물리
• /
• 제15권1호
• /
• pp.45-53
• /
• 2004

통계적 파라미터를 이용한 뇌지도작성(SPM)은 어른에서부터 어린이에게까지 환자그룹간 또는 개개의 서로 다른 상태의 그룹간의 기능 영상을 비교하는데 널리 사용되고 있다. 그러나 SPM을 이용하여 어린이 뇌 영상을 분석할 경우 성인의 표준틀영상에 정규화되어 분석되고, 이로 인해 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구는 국내 어린이 2세에서 6세 사이 36명(평균 나이: 4.36세, 표준편차: 1.41세, 남자: 17명, 여자: 19명)의 MRI 영상을 이용하여 평균 MRI 영상을 만들고, 2세에서 6세 사이 13명의 어린이(평균나이: 4.80세, 표준편차: 1.17세, 남: 10명, 여: 3명)의 SPECT 뇌영상을 이용하여 평균 SPECT 영상을 만들었다. 이들 평균영상으로 국내어린이의 뇌 표준틀영상을 만들고, 어린이 ADHD의 뇌영상을 국내 어린이 표준틀영상과 SPM의 표준틀영상에 정규화 시켜 뇌혈류량에 따라 발생하는 화소덩어리의 위치를 비교하였다. 분석결과는 각 표준틀영상에 따라 최대 25 mm의 편차가 생겼다. 따라서 SPM을 이용한 어린이의 뇌영상을 분석할 경우 표준틀영상 또는 p값을 고려해야할 필요가 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.258-264
• /
• 2007

Spatiotemporal changes of brain rhythmic activity at a certain frequency have been usually monitored in real time using scalp potential maps of multi-channel electroencephalography(EEG) or magnetic field maps of magnetoencephalography(MEG). In the present study, we investigate if it is possible to implement a real-time brain activity monitoring system which can monitor spatiotemporal changes of cortical rhythmic activity on a subject's cortical surface, neither on a sensor plane nor on a standard brain model, with a high temporal resolution. In the suggested system, a frequency domain inverse operator is preliminarily constructed, considering the individual subject's anatomical information, noise level, and sensor configurations. Spectral current power at each cortical vertex is then calculated for the Fourier transforms of successive sections of continuous data, when a single frequency or particular frequency band is given. An offline study which perfectly simulated the suggested system demonstrates that cortical rhythmic source changes can be monitored at the cortical level with a maximal delay time of about 200 ms, when 18 channel EEG data are analyzed under Pentium4 3.4GHz environment. Two sets of artifact-free, eye closed, resting EEG data acquired from a dementia patient and a normal male subject were used to show the feasibility of the suggested system. Factors influencing the computational delay are investigated and possible applications of the system are discussed as well.

• 한국정보기술응용학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보기술응용학회 2002년도 추계공동학술대회 정보환경 변화에 따른 신정보기술 패러다임
• /
• pp.461-467
• /
• 2002

뇌에서 얻은 시계열 신호들은 대부분 불규칙하고 복잡한 파형을 가지고 있으며, 1980년대 중반까지만 해도 이러한 신호들은 확률론 과정(stochastic process)으로 발생된 '소음'(noise)으로 여겨졌다. 하지만 최근 들어 뇌에 관한 연구가 활발히 진행되었고 EEG를 이용한 생체신호의 비선형분석에 관한 연구가 진행되면서 뇌에서 발생되는 신호는 의미 있는 신호로 분석되어지고 있다. 이에 비선형 분석방법인 상관차원을 이용하여 라벤더 향기 전과 향기 후의 뇌파의 변화를 분석하고, 주파수 대역별로 delta파, theta파, alpha파, beta파로 나누어서 라벤더 향이 뇌에 미치는 영향을 분석한다. 즉, 뇌에서 발생되는 신호의 특징을 찾기 위해 다른 향보다 강하게 반응하는 라벤더 향을 후각자극으로 제시하여 EEG를 측정한 후, 16채널에 대한 상관차원을 구하고 라벤더 향이 뇌에 미치는 영향을 분석한다.

• Journal of Acupuncture Research
• /
• 제20권1호
• /
• pp.22-34
• /
• 2003

Objective : To ascertain whether the concept of the treatment side is associated with changes in the blind spot mapping that represents the brain function. Methods : Among the outpatients who visited to Department of Acupuncture & Moxibustion, National Medical Center from March 2002 to October 2002, we selected 40 clinical trial volunteers that showed right side physiological blind spot more enlarged than left, and underwent the examinations of Department of Opthalmology, National Medical Center for ruling out the pathological conditions. Physiological blind spot maps were used as an integer of brain activity before and after electroacupuncture application on the unilateral ST36 meridian point by dividing 40 subjects into two comparative groups for double-blind controlled study. Results: The significant changes in the blind spots were observed. Electroacupuncture application on the ipsilateral or contralateral ST36 of an enlargement cortical map were associated with the concept of determining the treatment side. In the case of electroacupuncture application on the ipsilateral side of an enlarged blind spot, there were decrease of $4.11{\pm}8.56cm$(17.3%) in blind spot perimetry length(p < 0.05). In the case of contralateral side, there were increase of $3.19{\pm}5.40cm$(13.7%) in blind spot perimetry length(p<0.05). The Differences were statistically significant(p<0.05). Conclusions: We found that eletroacupuncture application was associated with an increase or decrease in the brain function in the view of blind spot changes depending on the treatment side. These results suggest that the traditional acupuncture therapeutic strategy with determining the treatment side has clinical significance in the view of the brain function.

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국산업정보학회 2002년도 추계공동학술대회
• /
• pp.461-467
• /
• 2002

뇌에서 얻은 시계열 신호들은 대부분 불규칙하고 복잡한 파형을 가지고 있으며, 1980년대 중반까지만 해도 이러한 신호들은 확률론 과정(stochastic process)으로 발생된 '소음'(noise)으로 여겨졌다. 하지만 최근 들어 뇌에 관한 연구가 활발히 진행되었고 EEG를 이용한 생체신호의 비선형 분석에 관한 연구가 진행되면서 뇌에서 발생되는 신호는 의미 있는 신호로 분석되어지고 있다. 이에 비선형 분석방법인 상관차원을 이용하여 라벤더 향기 전과 향기 후의 뇌파의 변화를 분석하고, 주파수 대역별로 delta파, theta파, alpha파, beta파로 나누어서 라벤더 향이 뇌에 미치는 영향을 분석한다. 즉, 뇌에서 발생되는 신호의 특징을 찾기 위해 다른 향보다 강하게 반응하는 라벤더 향을 후각 자극으로 제시하여 EEG를 측정한 후, 16채널에 대한 상관차원을 구하고 라벤더 향이 뇌에 미치는 영향을 분석한다.

• 한국동물학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.348-355
• /
• 1995

배추흰나비 유충 뇌에 분포하는 세로토닌 면역반응성 신경원(이하 세로토닌 세포)이 발생에 따라 형태학적으로 어떻게 분화해 나가는지를 조사하였다. 1령 유충뇌와 2령 유충뇌는 각각 20개의 세로토닌 세포를 포함하였다. 1령 유충뇌에서는 세로토닌 면역 반응성 섬유(이하 세로토닌 섬유) 한무리가 뇌교련을 형성하였고 이같은 섬유의 대부분은 반대쪽 중앙 신경망에 종지하였다. 2령 유충의 뇌에서는 세로토닌 섬유의 대부분이 뇌교련을 형성하였고 1령 유충뇌에서 보다는 그들의 수가 더 많이 관찰되었다. 이 섬유의 종말이 형성하는 보다 풍부한 arborization은 중앙 신경망의 상당한 부분을 차지하였다. 3령 유충뇌의 세로토닌 세포는 22개 였고 세로토닌 섬유들의 구성하는 뇌교련수도 3개로 증가되었으며 세로토닌 섬유의 대부분은 뇌교련을 형성하였다. 30개의 세로토닌 섬유뿐만 아니라 뇌의 전후 방향으로 달리는 세로토닌 섬유도 포함하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
• /
• 한국멀티미디어학회 2001년도 춘계학술발표논문집
• /
• pp.204-207
• /
• 2001

뇌 MR 영상에서 질환을 자동적으로 진단하고 판별하는 작업은 정상인의 뇌 영상과의 비교를 통해서 가능하다. 정상인과의 뇌 영상 비교를 통하여 보다 정확하게 질병에 대한 근거를 제시할 수가 있기 때문에 이러한 접근 방법들이 여러 의료영상 연구 분야에서 시도되고 있다. 정상인의 뇌 영상과의 비교를 위해서는 우선적으로 해결되어야 하는 것이 현재의 대상 영상이 정상인 뇌의 어느 위치의 영상과 일치하는 지를 판별하는 문제이다. 따라서 본 연구는 이러한 뇌 매핑에 사용될 수 있는 특징들을 추출하기 위한 것으로, 뇌 매핑에 사용되는 특징들을 추출하기 위해서 뇌 MR 영상으로부터 대리영역, 뇌영역, 뇌척수액영역 그리고 눈영역을 분할한 후 이들의 윤곽선, 최소사각형과 각 영역들의 픽셀 정보들을 찾아낸다. 이는 추후 연구할 뇌 매핑을 위한 대분류에 사용될 수 있다.

• Mass Spectrometry Letters
• /
• 제14권3호
• /
• pp.57-78
• /
• 2023

Understanding the chemical composition of the brain helps researchers comprehend various neurological processes effectively. Understanding of the fundamental pathological processes that underpin many neurodegenerative disorders has recently advanced thanks to the advent of innovative bioanalytical techniques that allow high sensitivity and specificity with chemical imaging at high resolution in tissues and cells. Mass spectrometry imaging [MSI] has become more common in biomedical research to map the spatial distribution of biomolecules in situ. The technique enables complete and untargeted delineation of the in-situ distribution characteristics of proteins, metabolites, lipids, and peptides. MSI's superior molecular specificity gives it a significant edge over traditional histochemical methods. Recent years have seen a significant increase in MSI, which is capable of simultaneously mapping the distribution of thousands of biomolecules in the tissue specimen at a high resolution and is otherwise beyond the scope of other molecular imaging techniques. This review aims to acquaint the reader with the MSI experimental workflow, significant recent advancements, and implementations of MSI techniques in visualizing the anatomical distribution of neurochemicals in the human brain in relation to various neurogenerative diseases.