• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제3권2호
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• pp.188-195
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• 1999

fMRI의 신호는 매우 다양한 종류의 선호들이 혼합된 상태이며 , 비록 몇 가지의 요소에 대해 모델링하여 그 선호 형태를 추측할 수 있으나 모든 신호를 정확하게 분리하여 뇌신경의 활성화를 반영하는 신호만을 선택적으로 알아 내기는 어려운 일이다. 또한 뇌와 신체의 생리적 현상으로 발생하는 잡음뿐아니라 움직임이나 계기의 잡음은 fMRl의 데이터 분석을더욱 어렵게 한다. 따라서 실제 뇌신경의 활성화를 정확히 나타내는 참고데이터(reference data)를 선택하는 것은 힘든 일이며, 뇌신경의 활성화를 반영하는 의미 있는 여러 신호 형태에 대한 분석은 현재 fMRl의 후처리 (post-processing) 분석 방법에서 하나의 연구 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 prioriknow­-ledge 혹은 참고 데이터가 필요 없는 분석 방법인 Independent Component Analysis (lCA) 를 이용하여 fMRI선호를 분석하였다. ICA는 현재 많이 사용되고 있는 상관 분석 방법에 비해 신호의 형태를 분석하는 데에 보다 효과적일 수 있으며, 지연된 반응 형태를 갖는 신호나 움직임에 의한 신호의 패턴을 분리하여 분석할 수 있다. 한편, ICA만으후 fMRl의 신호에 따라 분석이 효과적이지 못한 경우 Principal Component Analysis(PCA) threshold, wavelet spatial f filtering, 부분적 영상 분석 방법들을 ICA전에 수행 함으로써 보다 효과적인 분석을 수행할 수 있다. ICA는 fMRl 신호의 형태 분석에 효과적인 방법이라고 생각하며, 데이터의 자유도를 감소 하기 위해서는 선 필터링 (pre-filtering) 방법들이 적용될 수 있다.

• 감성과학
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• 제14권4호
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• pp.555-570
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• 2011

도덕적으로 옳다고 여겨지는 행동을 실천하기 위해서는 친사회적-도덕적 행위에 대한 동기 부여가 필요하다. 선행 연구들을 통해 도덕적 행위의 동기 부여에 감정이 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 이는 기능성 자기 공명 영상 장치(functional magnetic resonance imaging, fMRI)를 사용한 인지 신경 과학 분야의 연구들을 통해 실제 보상 및 동기에 관여하는 영역으로 알려진 복측 선조체(ventral striatum, VS)의 활성화를 발견함으로써 확인되었다. 원래 VS는 보상 반응의 핵심적 영역으로 물질적 보상에 민감하게 반응하는 것으로 알려졌으나 최근에는 사회적 보상이 주어졌을 때, 친사회적 감정을 강하게 경험할 때에도 활성화되는 것이 관찰되었다. 그러나 도덕적 의사결정이 필요한 사회적 상황에서 친사회적 도덕감을 경험할 때 보상에 민감한 영역인 VS가 활성화되는 이유에 대한 설명은 아직 명확하지 않다. 따라서 본 리뷰 연구에서는 도덕적 의사결정상황에서 감정의 동기 부여 역할 및 관련 신경 기제에 대해 알아보고, VS를 중심으로 도덕적 의사결정에 관여하는 신경 네트워크 구조를 개관함으로써 친사회적, 도덕적으로 동기 부여가 되는 도덕적 의사결정 상황 및 그 이유에 대해 알아보고자 하였다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제8권1호
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• pp.42-49
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• 2004

목적 : 자기공명영상시스템에서 양자화잡음을 분석하였다. 신호대양자화잡음비를 이론적으로 유도하였고 다양한 자기공명영상시스템에서 신호대양자화잡음비를 계산하였다. 이러한 계산으로부터 고자장영상시스템에서는 양자화잡음이 전체시스템의 신호대잡음비를 결정짓는 주된 잡음원이 될 수 있음을 보였다. 하드웨어의 교체없이 양자화잡음을 줄일 수 있는 방법들을 제시하였다. 대상 및 방법 : 자기공명영상에서 사용되는 Fourier 영상기법에서는 위상 및 주파수 인코딩 방법으로 자기공명신호를 공간주파수 형태의 신호로 변환하여 측정하게 된다. 따라서 공간주파수 영역에서 발생하는 양자화잡음을 재구성된 영상에서의 신호대양자화잡음비로 나타내었다. 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 통하여 유도된 식의 타당성을 보였다. 결과 : 유도된 식을 이용하여 다양한 주 자장 및 수신 시스템에 대하여 신호대양자잡음비를 계산하였다. 양자화잡음은 신호의 크기에 비례하여 증가하므로 상대적으로 신호가 큰 고자장 시스템에서 보다 큰 문제점으로 부각될 수 있다. 많은 수신 시스템에서 채택하고 있는 16 bits/샘플 양자기로는 양자화 잡음이 고자장 시스템에서 기대되는 신호대잡음비의 향상을 제한할 수 있는 주된 잡음원이 될 수 있음을 보였다. 결론 : fMRI나 spectroscopy를 위하여 자기공명영상의 주 자장은 지속적으로 높아지고 있다. 고자장에서는 신호가 커지고, susceptibility와 스펙트럼의 분리가 커져서 fMRI 나 spectroscopy에 유리한 면이 많다. 양자화잡음은 신호의 크기에 비례하여 증가하기 때문에 만약 양자기의 변환 비트가 충분히 크지 않을 경우 양자화잡음이 커져 신호의 증가에 비례하는 신호대잡음비의 향상을 이룰 수 없다. 이 논문에서는 신호대양자화잡음비를 이론적으로 유도하고, 다양한 자장의 세기 및 수신 시스템에 대하여 신호대양자화잡음비를 계산함으로써 고자장에서, 특히 상대적으로 신호가 큰 3차원영상에서 , 양자화잡음이 전체 시스템의 신호대잡음비를 제한할 수 있는 주된 잡음원이 될 수 있음을 보였다. 근원적인 해결책은 아닐 수 있으나 oversampling과 에코의 센터를 비껴가는 샘플링으로 하드웨어의 향상없이 양자화잡음을 줄일 수 있는 방법을 제시하였다.

• 음성과학
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• 제14권1호
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• pp.63-72
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• 2007

In this study, the researchers evaluate the hypothesis that the reaction time (RT) in the brain is largely dependent on age and gender. The researchers tested English and Korean words using two types: reading as visual stimuli, and listening as auditory stimuli. The E-Prime program installed in functional magnetic resonance imaging (f-MRI) was used. There are 136 Korean subjects in three groups: 30 children (5th and 6th grade elementary school students), 76 young adults (college students), and 30 adults (35-53 years old). In the listening test, the variation for the two languages was different among the three age groups, regardless of gender, whereas the data did not show meaningful differences in the reading test. The findings will provide some meaningful information regarding perception and acquisition of a foreign language.

• 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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• 한국정보과학회언어공학연구회 1998년도 제10회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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• pp.186-190
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• 1998

정상 피험자에 있어서 수행 성적의 차이를 보이는 음소적 단어 생성과 의미적 단어생성에 관련한 대뇌 피질의 활동양상의 차이를 밝히기 위해 피험자에게 단어 생성의 과제를 주면서 기능적 자기공명 영상술(functional magnetic resonance imaging, fMRI)을 시행하였다. 모두 7명의 정상인에서 음소 단서에 의한 단어생성은 의미 범주 단어에 의한 단어생성보다 광범위한 피질 영역의 활성화를 보였는데, 특히 bilateral posteroinferior temporal cortices, left premotor cortex, right cerebellum, bilateral superior parietal lobules에서 더 높은 활성화를 보였다. 이에 반하여 의미적 단어생성은 주로 bilateral posterior cingulate gyri에서 더 높은 활성화를 보였다. 이런 결과는 음소적 생성은 가능한 자모를 조합하여 어휘를 생성한 후 작업기억에 일시 저장시켜 놓고 verbal rehearsal 과정을 사용하여 단어 여부를 판별하는 것을 시사하며, 의미적 생성은 mental imagery를 통하여 시각적 인출 단서를 찾은 후, 의미 기억으로부터 단어를 직접 인출하는 것으로 보인다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 1999년도 춘계학술발표논문집 논문집
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• pp.231-236
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• 1999

외부의 자극에 따른 인간 감성 변화의 실체를 파악하고자 심리학, 생리학, 의공학 등의 분야에서 많은 연구가 이루어져 왔다. 본 논문은 fMRI의 기본 원리와 지금까지 저자들의 fMRI 연구 내용을 중심으로 감성 변화의 측정에 이용 또는 응용 가능성이 있는 실험 결과들에 대해서 서술하고자 한다. 먼저 자극강도에 따른 해당피질에서의 활성화 영역의 분석을 통해 외부 자극과 반응 영역간의 정량적인 측정이 가능하다는 것을 보였다. 둘째로 시간축 신호의 해석을 통해 감성 변화의 추이를 관찰할 수 있다는 것을 보였다. 마지막으로 간섭요인 (소음)이 뇌기능에 미치는 영향에 대한 분석을 통해 감성의 변화가 이의의 뇌기능 수행에 미치는 영향을 유추해 보았다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제47권1호
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• pp.17-25
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• 2010

Objective: The focus of this study is brain plasticity associated with semantic aspects of language function in patients with medial temporal lobe epilepsy (mTLE) Methods: Using longitudinal functional magnetic resonance imaging (fMRI), patterns of brain activation were observed in twelve left and seven right unilateral mTLE patients during a word-generation task relative to a pseudo-word reading task before and after anterior temporal section surgery. Results: No differences were observed in precentral activations in patients relative to normal controls (n = 12), and surgery did not alter the phonological-associated activations. The two mTLE patient groups showed left inferior prefrontal activations associated with semantic processing (word-generation>pseudo-word reading), as did control subjects. The amount of semantic-associated activation in the left inferior prefrontal region was negatively correlated with epilepsy duration in both patient groups. Following temporal resection, semantic-specific activations in inferior prefrontal region became more bilateral in left mTLE patients, but more left-lateralized in right mTLE patients. The longer the duration of epilepsy in the patients, the larger the increase in the left inferior prefrontal semantic-associated activation after surgery in both patient groups. Semantic activation of the intact hippocampus, which had been negatively correlated with seizure frequency, normalized after the epileptic side was removed. Conclusion: These results indicate alternation of semantic language network related to recruitment of left inferior prefrontal cortex and functional recovery of the hippocampus contralateral to the epileptogenic side, suggesting an intra- and inter-hemispheric reorganization following surgery.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제45권4호
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• pp.219-223
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• 2009

Objective : Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is frequently used to localize language areas in a non-invasive manner. Various paradigms for presurgical localization of language areas have been developed, but a systematic quantitative evaluation of the efficiency of those paradigms has not been performed. In the present study, the authors analyzed different language paradigms to see which paradigm is most efficient in localizing frontal language areas. Methods : Five men and five women with no neurological deficits participated (mean age, 24 years) in this study. All volunteers were right-handed. Each subject performed 4 tasks, including fixation (Fix), sentence reading (SRI. pseudoword reading (PR), and word generation (WG). Fixation and pseudoword reading were used as contrasts. The functional area was defined as the area(s) with a t-value of more than 3.92 in fMRI with different tasks. To apply an anatomical constraint, we used a brain atlas mapping system, which is available in AFNI, to define the anatomical frontal language area. The numbers of voxels in overlapped area between anatomical and functional area were individually counted in the frontal expressive language area. Results : Of the various combinations, the word generation task was most effective in delineating the frontal expressive language area when fixation was used as a contrast (p<0.05). The sensitivity of this test for localizing Broca's area was 81 % and specificity was 70%. Conclusion : Word generation versus fixation could effectively and reliably delineate the frontal language area. A customized effective paradigm should be analyzed in order to evaluate various language functions.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.173-182
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• 2012

작동 기억력은 학업성취도와 높은 상관을 보이는 요인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 정상 대학생중 학업성취도 상위군과 하위군 학생들이 시각적 작동 기억의 부호화와 인출과제를 수행함에 있어 대뇌 활성화에 어떠한 차이가 있는지를 기능적 자기공명영상법을 이용하여 알아보고자 하였다. 실험에 동의한 20명의 대학생들을 학업성취도 상위군 10명과 하위군 10명으로 나눴다. 십자가를 응시하는 휴지기와 도형을 기억하고 인출하는 활성기가 2번 반복되는 210초 프로토콜을 적용하였고, 유의수준 95%에서 두 군의 대뇌활성화 차이를 알아보았다. 부호화의 경우 작동 기억을 담당하는 양측 배측 전전두엽(BA 46)과 주의력과 관련 있는 하두정엽과 시각 연합영역에서 상위군이 하위군에 비해 높은 활성화를 보였고, 인출의 경우 우측 배측 전전두엽(BA 44)과 모양의 판단과 관련 있는 우측 방추 상회와 설상회 등에서 우세를 보였다. 반면 하위군은 부호화의 경우 대상회에서 인출의 경우 시상과 기저핵 그리고 소뇌 등에서 상위군에 비해 높은 활성화를 보였다. 결론적으로 학업성취도 상위군이 부호화의 경우 작동 기억과 주의력에 관여하는 영역에서 인출의 경우 판단에 관련된 영역에서의 활성화가 높아 하위군에 비해 효과적인 작동 기억이 이루어짐을 알 수 있었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제22권1호
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• pp.18-27
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• 2011

본 연구에서는 3.0 Tesla 기능적 자기공명영상법(function magnetic resonance imaging, fMRI)을 이용하여 자연과 도시풍경의 시각 자극에 따른 대뇌중추의 활성화 영역의 차이점을 규명하고, 아울러 대뇌 부위별 활성화 양상의 차이점을 정량적으로 분석하여 자연과 도시의 생활환경을 인체친화성과 관련하여 신경해부학적 측면에서 연구하고자 하였다. 오른손잡이 정상인 27명(평균 $27.3{\pm}3.7$세)을 대상으로 3.0T MRI를 사용하여 기능적 자기공명영상을 얻었다. 대뇌의 활성화를 유도하기 위한 시각 자극 패러다임은 3번의 휴지기와 2번의 활성기로 구성되어 있고, 각각의 휴지기와 활성기 지속시간은 30초와 120초로 하였다. 전체 피험자 27예의 설문결과를 바탕으로 자연풍경을 선호한 26예와 도시풍경을 비선호한 14예를 두 그룹으로 나눈 후 활성화 양상을 비교하였다. 자연과 도시풍경 간의 대뇌 활성화 양상을 비교한 결과, 도시풍경에 비하여 자연풍경을 보았을 때 유의한 수준(p<0.05)에서 활성화를 보인 영역은 뇌섬엽, 중전두회, 설전부, 미상핵, 상두정회, 상후두회, 방추상회, 창백핵이었으며, 도시풍경에서는 하전두회, 해마방회, 중심후회, 상측두회, 편도체, 후대상회 영역에서 우세한 활성화가 관찰되었다. 자연풍경에서는 도시풍경에 비해 주로 긍정적 정서와 관련된 영역에서 활성화가 나타난 반면, 도시풍경에서는 두려움, 공포, 불쾌감을 느낄 때 반응하는 편도체와 같은 부정적 정서와 관련된 영역에서 활성화가 나타났다. 본 연구에서는 3.0T 기능적 자기공명영상법 이용하여 자연과 도시풍경의 시각 자극에 따른 대뇌중추의 활성화 양상의 차이점을 신경해부학적인 측면에서 정성 정량적으로 평가할 수 있었고, 이러한 결과는 인간이 본능적으로 느낄 수 있는 희로애락의 감정에 따른 대뇌 활성화와 관련하여 생태환경의 인체 친화성과 쾌적성에 대한 객관적인 평가 지표로서 응용될 수 있을 것으로 생각된다.