• 세라미스트
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• 제21권2호
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• pp.4-18
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• 2018

Lastly, neuromorphic computing chip has been extensively studied as the technology that directly mimics efficient calculation algorithm of human brain, enabling a next-generation intelligent hardware system with high speed and low power consumption. Three-terminal based synaptic transistor has relatively low integration density compared to the two-terminal type memristor, while its power consumption can be realized as being so low and its spike plasticity from synapse can be reliably implemented. Also, the strong electrical interaction between two or more synaptic spikes offers the advantage of more precise control of synaptic weights. In this review paper, the results of synaptic transistor mimicking synaptic behavior of the brain are classified according to the channel material, in order of silicon, organic semiconductor, oxide semiconductor, 1D CNT(carbon nanotube) and 2D van der Waals atomic layer present. At the same time, key technologies related to dielectrics and electrolytes introduced to express hysteresis and plasticity are discussed. In addition, we compared the essential electrical characteristics (EPSC, IPSC, PPF, STM, LTM, and STDP) required to implement synaptic transistors in common and the power consumption required for unit synapse operation. Generally, synaptic devices should be integrated with other peripheral circuits such as neurons. Demonstration of this neuromorphic system level needs the linearity of synapse resistance change, the symmetry between potentiation and depression, and multi-level resistance states. Finally, in order to be used as a practical neuromorphic applications, the long-term stability and reliability of the synapse device have to be essentially secured through the retention and the endurance cycling test related to the long-term memory characteristics.

• Molecules and Cells
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• 제43권6호
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• pp.572-580
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• 2020

Transient receptor potential ankyrin 1 from rattlesnakes (rsTRPA1) and boas (bTRPA1) was previously proposed to underlie thermo-sensitive infrared sensing based on transcript enrichment in infrared-sensing neurons and hyper-thermosensitivity expressed in Xenopus oocytes. It is unknown how these TRPA1s show thermosensitivities that overwhelm other thermoreceptors, and why rsTRPA1 is more thermosensitive than bTRPA1. Here, we show that snake TRPA1s differentially require Ca²⁺ for hyper-thermosensitivity and that predisposition to cytosolic Ca²⁺ potentiation correlates with superior thermosensitivity. Extracellularly applied Ca²⁺ upshifted the temperature coefficients (Q10s) of both TRPA1s, for which rsTRPA1, but not bTRPA1, requires cytosolic Ca²⁺. Intracellular Ca²⁺ chelation and substitutive mutations of the conserved cytosolic Ca²⁺-binding domain lowered rsTRPA1 thermosensitivity comparable to that of bTRPA1. Thapsigargin-evoked Ca²⁺ or calmodulin little affected rsTRPA1 activity or thermosensitivity, implying the importance of precise spatiotemporal action of Ca²⁺. Remarkably, a single rattlesnake-mimicking substitution in the conserved but presumably dormant cytosolic Ca²⁺-binding domain of bTRPA1 substantially enhanced thermosensitivity through cytosolic Ca²⁺ like rsTRPA1, indicating the capability of this single site in the determination of both cytosolic Ca²⁺ dependence and thermosensitivity. Collectively, these data suggest that Ca²⁺ is essential for the hyper-thermosensitivity of these TRPA1s, and cytosolic potentiation by permeating Ca²⁺ may contribute to the natural variation of infrared senses between rattlesnakes and boas.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.129-137
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• 2012

여왕벌의 생식방식을 모방하여 만든 여왕벌 유전자알고리즘은 유전자알고리즘의 성능을 대폭 향상시켰다. 그러나 여왕벌 유전자알고리즘에서는 여왕벌을 하나만사용하여 진화를 수행함으로서 개체들이 지나치게 해당 여왕벌이 있는 쪽으로 몰리는 문제를 발생하였으며 이는 결국 유전자 알고리즘의 성능저하를 가져왔다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 각 세대에서 가장 적합도가 좋은 여왕벌과 더불어 개체의 적합도가 부모 개체에 비하여 가장 크게 증가한 두 번째 여왕벌을 도입한 다중 여왕벌 진화 알고리즘을 제안한다. 다중 여왕벌을 도입함으로서 개체가 지역 최적해에 빠질 가능성이 줄어들고 지역 최적해에 빠진 경우에도 보다 쉽게 지역 최적해를 빠져나올 수 있게 되어 성능향상이 가능하였다. 4개의 함수최적화 문제에 적용시켜본 결과 본 논문에서 제안한 방법이 기존의 방법보다 대부분의 경우에서 성능이 향상됨을 볼 수 있었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제27권4호
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• pp.392-399
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• 2014

본 연구에서는 식물의 노쇠와 관련된 SENESCENCE 1 (SEN1) 유전자를 현사시나무에서 분리하고, 여러 가지 조건에서 발현 특성을 분석하였다. 현사시나무의 SEN1 유전자(PagSEN1)는 243개의 아미노산으로 이루어져 있고, 한 개의 rhodanese domain을 가지고 있다. Southern blot 분석 결과 PagSEN1 유전자는 현사시나무에서 2 copy 정도가 존재하는 것으로 나타났다. 조직 특이적 발현양상을 분석한 결과 PagSEN1 유전자는 성숙잎에서 가장 높게 발현하고, 뿌리에서 가장 낮게 발현하는 것으로 나타났다. 또한 mannitol과 염 스트레스 처리에 의해 300배 이상 발현이 증가한 반면에 저온 스트레스에는 반응하지 않았다. 식물 호르몬 처리에서는 ABA와 JA 처리 10시간 후에 발현이 3.5배와 2.4배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 PagSEN1 유전자는 건조와 염 스트레스에 반응하며, 식물의 자연적 노쇠과정 뿐 아니라 스트레스와 같은 환경변화에 의해 유발되는 노쇠과정에도 관여하는 것으로 판단된다.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제24권2호
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• pp.144-149
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• 2001

N-acetylsphingosine (C2-ceramide) is a synthetic water-soluble ceramide mimicking the activity of natural ceramides. By fixing chiral conformation on carbon numbers 2 and 3 in the ceramide structure, four chiral C2-ceramides naming d-erythro-, I-erythro-, d-threo-and 1-three C2-ceramide were synthesized. We have investigated the chiral effects of these C2-ceramides on the sphingolipid metabolism, particularly on both the sphingolipid bio- synthetic pathway and on the degradation pathway. In both HL-60 and U937 cells, the chiral C2-ceramide ($10{\mu}\textrm{m}$) showed sphingosine accumulation monitored fluoromatrically by a high performance liquid chromatographic separation of the sphingoid bases. Most importantly, in HL-60 cells, l-erythro C2-ceramide induced a 50 fold increase in sphingosine as compared to the control, while l-threo C2-ceramide exhibited a minimal 7-fold in-crease. In contrast, sphinganine, another sphingoid base, showed less accumulation by any chiral C2-ceramide tested under the same conditions. These results suggested that chiral C2-ceramide primarilyacts on the sphingolipid degradation pathway rather than on the sphingolipid biosynthetic route. The strong $C_0/G_1$ phase arrest in the cell cycle by treatment of I-erythro C2-ceramide indicates that the blockade of the sphingolipid degradation pathway might be concomitantly involved in the dysfunction of the cell cycle. On the other hand, the fact that all chiral C2-ceramides tested failed to inhibit the activity of sphingosine kinase acting on the removal of sphingosine by producing sphingosine-1 -phosphate demonstrates that chiral C2- ceramides may increase sphingosine by activating various ceramidases by which natural ceramides are divided into sphingosine and free fatty acids. However, the precise steps involved in this interaction are still unknown.

• 한국재료학회지
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• 제17권2호
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• pp.73-80
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• 2007

For the sub-65 nm CMOS process, it is necessary to develop a new silicide material and an accompanying process that allows the silicide to maintain a low sheet resistance and to have an enhanced thermal stability, thus providing for a wider process window. In this study, we have evaluated the property and unit process compatibility of newly proposed composite silicides. We fabricated composite silicide layers on single crystal silicon from $10nm-Ni_{1-x}Co_x/single-crystalline-Si(100),\;10nm-Ni_{1-x}Co_x/poly-crystalline-\;Si(100)$ wafers (x=0.2, 0.5, and 0.8) with the purpose of mimicking the silicides on source and drain actives and gates. Both the film structures were prepared by thermal evaporation and silicidized by rapid thermal annealing (RTA) from $700^{\circ}C\;to\;1100^{\circ}C$ for 40 seconds. The sheet resistance, cross-sectional microstructure, surface composition, were investigated using a four-point probe, a field emission scanning probe microscope, a field ion beam, an X-ray diffractometer, and an Auger electron depth profi1ing spectroscopy, respectively. Finally, our newly proposed composite silicides had a stable resistance up to $1100^{\circ}C$ and maintained it below $20{\Omega}/Sg$., while the conventional NiSi was limited to $700^{\circ}C$. All our results imply that the composite silicide made from NiCo alloy films may be a possible candidate for 65 nm-CMOS devices.

• 폴리머
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• 제39권2호
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• pp.353-358
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• 2015

수용액 기반 광전류 생성 연구는 자연의 광합성을 모사하여 친환경적으로 전기를 생산하기 위한 연구의 하나로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 지질 소액포에 집적된 전도성 올리고전해질과 수용액 중에 용해된 형광염료를 이용하여 광전류 생성 소자를 제작하고, 두 염료 사이의 형광공명 에너지전달 현상이 결과적인 광전류 생성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 양극성 전도성 올리고전해질은 지질 이중층 내에 집적되어 지질 소액포의 형태로 수용액 중에 분산되었고 이 수용액에 형광염료를 농도를 변화시키며 형광공명 에너지전달 효율과 광전류의 변화를 측정하였다. 전자공여체인 전도성 올리고전해질에서 전자수용체인 형광염료로 에너지전달 효율은 형광염료 농도의 증가에 따라 증가하였으며, 광전류 생성은 증가 후 감소하였다. 광전류 변화에 있어서 염료 사이의 에너지전달과 전자수 송체의 역할에 대해 논의하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권2호
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• pp.98-105
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• 2009

내이의 달팽이관은 기저막(basilar membrane)과 유모세포(hair cells)라는 두 가지 중요한 요소로 이루어져 있다. 기저막은 귀로 들어오는 소리를 주파수에 따라 분리하는 기능을 가지고 있으며, 기저막 위에 있는 유모세포는 생체전기 신호를 발생시키는 기계적 감각 수용기관이다. 인간의 생체청각기구를 모사한 인공와우와 신개념의 인공감각기관을 개발하기 위해서, 본 논문에서는 ZnO 압전 나노필라를 사용하여 인공유모세포(artificial hair cell)를 구현할 수 있는 핵심 기반 기술인 생체모사 기술을 연구하였다. 그 구체적인 방법으로 ZnO 나노필라를 저온성장법으로 유연기판에, 고온성장법으로 실리콘 웨이퍼에 성장시켰다. 유연기판과 실리콘 웨이퍼 위에 ZnO 나노필라를 성장 전에 미리 패턴을 만들었고, 기판에 선택적으로 ZnO 나노필라를 성장시켰다. 또한 ZnO 나노필라의 동적 정적 거동을 이해하기 위해 다중 물리 해석기법을 사용하여 ZnO 나노필라의 electric potential, von Mises stress, 변형량 등을 분석하였다. 본 연구에서는 ZnO 나노필라를 제작 및 패터닝하는 기술과 최적화하는 다중 물리 해석기술을 이용하여 인공 유모세포를 구현하는 핵심기술을 개발하였다.

• 정신신체의학
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• 제5권1호
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• pp.118-122
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• 1997

저자들은 13년전 심한 산후 출혈 후에 서서히 진행된 성선, 갑상선, 부신피질호르몬결핍증상과 함께 피해망상, 환청과 이에 따른 행동, 심한 불면증, 정신운동의 지체, 사회적 철퇴 등의 증상을 보인 51세 여자환자의 증례를 경험하였다. 환자는 일견 심한 정신병적 우울증의 양상을 보여 정신과에 입원하였으나 자세한 병력 청취 및 임상양상의 관찰로 내과적 질환에 의한 정신증의 가능성이 고려되었고, 호르몬 검사상 범뇌하수체기능 부전소견과 저혈당증 및 저나트륨혈증 등을 나타내 Sheehan시 증후군의 진단이 가능하였다. 갑상선과 부신피질호르몬의 투여 기타 보존적인 치료에 의해 정신과적증상을 포함한 제반 임상증상이 1주이내에 호전되었다. 저자들은 본 증례의 보고를 통해 정신과 환자에 대한 임상적 접근에서 간과되기 쉬운 내재된 내과적 문제의 감별의 중요성을 다시 한 번 강조하고자 한다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제5권6호
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• pp.487-494
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• 2001

During depolarization, extrusion of $Ca^{2+}$ from sarcoplasmic reticulum through forward-mode $Na^+-Ca^{2+}$ exchange was studied in the rat ventricular myocytes patch-clamped in whole-cell configuration. In order to confine the $Ca^{2+}$ responses in a micro-domain by limiting the $Ca^{2+}$ diffusion time, rat ventricular myocytes were dialyzed with high (14 mM) EGTA. $K^+$ current was suppressed by substituting KCl with 105 mM CsCl and 20 mM TEA in the pipette filling solution and by omitting KCl in the external Tyrode solution. $Cl^-$ current was suppressed by adding 0.1 mM DIDS in the external Tyrode solution. During stimulation roughly mimicking action potential, the initial outward current was converted into inward current, $47{\pm}1%$ of which was suppressed by 0.1 mM $CdCl_2.$ 10 mM caffeine increased the remaining inward current after $CdCl_2$ in a cAMP-dependent manner. This caffeine-induced inward current was blocked by $1\;{\mu}M$ ryanodine, $10\;{\mu}M$ thapsigargin, 5 mM $NiCl_2,$ or by $Na^+\;and\;Ca^{2+}$ omission, but not by $0.1\;{\mu}M$ isoproterenol. The $I{\sim}V$ relationship of the caffeine-induced current elicited inward current from -45 mV to +3 mV with the peak at -25 mV. Taken together, it is concluded that, during activation of the rat ventricular myocyte, forward-mode $Na^+-Ca^{2+}$ exchange extrudes a fraction of $Ca^{2+}$ released from sarcoplasmic reticulum mainly by voltage-sensitive release mechanism in a micro-domain in the t-tubule, which is functionally separable from global $Ca^{2+}{_i}$ by EGTA.