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Brain Engineering114

Human Neocortical Neurosolver for circuit-level interpretation of human MEG / EEG 인간 MEG / EEG의 회로 수준 해석을 위한 인간 신피질 신경 솔버 자기 및 전자 뇌파검사(MEG / EEG)는 밀리초 분해능으로 인간의 뇌 활동을 비침습적으로 기록하여 건강 및 질병 상태에 대한 신뢰할 수 있는 마커를 제공한다. 이러한 빠르게 발전하는 기술의 단점은 기본 신경 생성기에 대한 이해 부족으로, 정보 처리에 대한 새로운 이론이나 신경 병리학 치료를 위한 새로운 방법을 개발하는 데 사용이 제한된다. Human Neocortical Neurosolver (HNN)는 이러한 거시적 규모의 신호를 기본 세포 및 회로 수준 활동에 연결하도록 설계된 사용자 친화적인 소프트웨어 도구이다. HNN의 기초는 MEG / EEG의 기초가 되는 전류를 생성하는 신피질 세포 및 회로의 활동을 시뮬레이션하는 계산.. 2022. 3. 13.
계산뇌과학 (Computational Brain Science) 계산뇌과학 (Computational Brain Science) 뇌가 정보를 계산하고 저장하는 방법을 이해하기 위해 노력함에 따라 컴퓨터 신경과학이 점점 더 탐구의 핵심이 되고 있다. 성장하는 분야는 신경 회로의 기능과 회로가 유익한지 여부에 관계없이 행동을 생성하는 방법을 이해하기 위해 정교한 수학, 이론적 분석 및 모델링을 사용한다. 주요 연구 영역은 신경 회로에 대한 이해를 사용하여 누가 가장 위험한지 예측하고 약물이나 장치를 통해 치료법을 적용하는 최선의 방법을 사용하여 행동 및 기분 장애를 해결하기 위한 계산 신경 과학의 혁신적인 발전을 포함한다. https://www.brown.edu/carney/computational-brain-science Computational Brain Scienc.. 2022. 3. 13.
운동 영상 (Motor Imagery ; MI) 운동 영상 (Motor imagery) 운동 영상은 개인이 주어진 행동을 연습하거나 시뮬레이션하는 정신적 과정이다. 그것은 행동의 정신적 실천 , 신경학적 재활로써 스포츠 훈련에서 널리 사용되며 , 실행에 앞서 은밀한 과정 (무의식)의 내용과 구조를 조사하기 위해 인지 신경 과학 및 인지 심리학의 연구 패러다임으로도 채택되었다. 행동의 일부 의학적, 음악적, 운동적 맥락에서 물리적 리허설과 짝을 이룰 때 정신적 리허설은 행동의 순수한 물리적 리허설 (연습)만큼 효과적일 수 있다. 운동 영상은 개인이 정신적으로 신체적 행동을 시뮬레이션하는 동적 상태로 정의할 수 있다. 이러한 유형의 경이로운 경험은 주체가 자신이 행동을 수행하고 있다고 느끼는 것을 의미한다. 스포츠 심리학자들의 소위 내부 이미지 (또는 1.. 2022. 3. 11.
정상 상태 유발 전위 (Steady-State Evoked Potential; SSEP) 정상 상태 유발 전위 (Steady-State Evoked Potential) 뇌전도 신호의 종류에는 뇌파 (brain wave), ERP (event related potential), SSEP (steady-state evoked potential)가 있다 SSEP에서는 SSVEP (steady-state visual evoked potential), SSSEP (steady-state sensory evoked potential)등이 있다. SSEP 신호 종류 설명 SSVEP (steady-state visual evoked potential) - ‌일정한 특정 주파수를 가진 섬광 자극으로 인한 자연적인 반응으로 후두엽 시각피질의 뉴런들이 그 자극과 동일한 주파수로 반응 - ‌모니터 화면이나 LED.. 2022. 3. 11.
사건 관련 전위 (Event Related Potential ; ERP) 사건 관련 전위 (Event Related Potential) 사건 관련 전위 (event-related potential, ERP)는 뇌에서 어떠한 감각적, 인지적 자극이나 운동 등의 사건에 대한 반응으로 나타나는 전위차를 의미한다. 자극에 대한 정형화된 전기생리학적 반응을 통칭하는 용어로 사용되기도 한다. 사건 관련 전위를 탐구함으로써 뇌의 기능을 비침습적으로 탐구할 수 있다. 뇌전도로 측정하는 경우가 대부분이며, 뇌자도를 사용할 경우 전위가 아닌 자기장을 측정하기 때문에 사건 관련 장 (event-related field, ERF)이라고 부른다. 유발전위는 사건 관련 전위의 특수한 형태이다. 극성과 발생 시간으로 각 전위를 이름짓는다. 예를 들어, N100은 자극 후 100ms정도 후에 음전위 (n.. 2022. 3. 11.
뇌-컴퓨터 인터페이스 (Brain-Computer Interface) 뇌-컴퓨터 인터페이스 (Brain-Computer Interface) 뇌와 기계를 직접 연결해서 컴퓨터나 기계를 직접 조작하는 인터페이스 장치을 말한다. 여러 명칭이 있지만 보통 BCI로 통용된다. 크게 삽입형 BCI, 부분적 삽입형 BCI, 비삽입형 BCI로 나눌 수 있다. 일부 SF 작품에서는 전뇌라고 부르기도 하지만 공식적인 명칭이 아니다. 위 분야는 넓게 HCI 기술에 속한다. 인간의 두뇌와 기계를 연결시키는 기술이기 때문에 컴퓨터공학이나 전자공학 로봇공학 이외에도 신경과학 및 의학과 깊게 연관되어 있는 기술이다. 뇌파나 뇌세포의 전기적 신경 신호를 통해 휠체어나 의수·의족 혹은 로봇과 같은 기계를 조작할 수도 있기 때문에, BCI 기술은 BMI (뇌-기계 인터페이스)라고 불리기도 한다. 사이보그.. 2022. 3. 11.
뇌전도 (EEG) 뇌전도 (Electroencephalography) 뇌전도 (腦電圖, 영어: electroencephalogram (데이터), electroencephalography (기술), EEG)는 전극을 통해 뇌의 전기적 활동을 기록하는 전기생리학적 측정방법을 말한다. 일반적으로 두피에 전극을 부착하여 신호를 측정하는 경우만 가리켜 말한다. 신경 세포 내부에서 발생하는 이온 전류에 의해 유도된 전위의 요동을 측정하는 것이다. 환자를 진단할 때에는 주로 특정 사건이 일어날 때 발생하는 사건 관련 전위나, 뇌파의 스펙트럼 밀도를 주로 분석한다. 뇌전증 환자를 대부분 뇌전도의 이상을 통해 진단한다. 이외에도 수면 장애, 혼수상태, 뇌증, 뇌사를 진단할 때 사용하기도 하며 마취의 깊이를 측정할 때에도 사용될 수 있다... 2022. 3. 1.
뇌파의 응용 (3) 전자적 뇌영상 뇌영상기법 영상 생체신호를 영상화 PET fMRI fNIRS 뇌파 뇌자도 뇌의 특정 부위에서 신호가 나타나는, 즉 활성되는 것을 뇌 지도로 만들 수 있다. 신경질환 진단 뇌전증, ADHD 등 신경계 질환을 찾아내는 데 뇌파가 응용된다. 신경언어학 언어와 관련한 뇌의 활동을 중점으로 연구하는 분야이다. 국내에서는 동국대학교 영어영문학부 영어통번역학전공 소속 박명관 교수가 이 분야의 실력자. 본인의 연구 실적을 집약한 이라는 책을 펴내는 등 활약하고 있다. 뉴로피드백 측정된 뇌파를 바탕으로 뇌 활동을 교정하는 행위로서, '인위적인 자극을 지속적으로 가함으로서 생명체가 활동하는 방식에 변화를 주는' 바이오피드백의 한 종류이다. 목표로 삼은 파장이 나오면 보상을 주고, 배제하려는 파장이 나오면 처.. 2022. 2. 23.
뇌파의 응용 (뇌-컴퓨터 인터페이스, Brain-Computer Interface) (2) 뇌-컴퓨터 인터페이스 (Brain-Computer Interface) 뇌와 기계를 직접 연결해서 컴퓨터나 기계를 직접 조작하는 인터페이스 장치를 말한다. 여러 명칭이 있지만 보통 BCI로 통용된다. 크게 삽입형 BCI, 부분적 삽입형 BCI, 비삽입형 BCI로 나눌 수 있다. 일부 SF 작품에서는 전뇌라고 부르기도 하지만 공식적인 명칭이 아니다. 위 분야는 넓게 HCI 기술에 속한다. 인간의 두뇌와 기계를 연결시키는 기술이기 때문에 컴퓨터공학이나 전자공학 로봇공학 이외에도 신경과학 및 의학과 깊게 연관되어 있는 기술이다. 뇌파나 뇌세포의 전기적 신경 신호를 통해 휠체어나 의수·의족 혹은 로봇과 같은 기계를 조작할 수도 있기 때문에, BCI 기술은 BMI (뇌-기계 인터페이스)라고 불리기도 한다. 사이보그.. 2022. 2. 23.
뇌파의 응용 (수면다원검사, Polysomnography) (1) 수면다원검사 (Polysomnography) 잠자는 동안 여러 가지의 신체적 수치(parameters)를 모니터하는 것이다. 피험자가 잠을 자는 동안 여러가지 생물학적인 과정을 모니터한다. 수면 중에 발생하는 질환은 보통 일반적인 질환처럼 한 장기의 문제라기보다는 여러 장기의 복합적인 문제로 생겨나는 경우가 많다. 이런 수면 중 질환들을 진단하기 위하여 다각적인 검사 장비들이 동원되는데, 뇌기능 상태를 알기 위한 뇌파 검사 (EEG), 눈 움직임을 보기 위한 안전도 검사 (EOG), 근육 상태를 알기 위한 근전도 검사 (EMG), 심장 리듬을 보기 위한 심전도 (ECG), 전체적인 상태를 보기 위한 비디오 촬영 등을 같이 시행하면서 대개 하룻밤 정도 수면을 취하면서 검사하는 방법이다. 이 검사의 장점은 .. 2022. 2. 23.
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