MEG (magnetoencephalography)
자기뇌조영술은 매우 민감한 자력계를 사용하여 뇌에서 자연적으로 발생하는 전류에 의해 생성된 자기장을 기록하여 뇌 활동을 매핑하는 기능적 신경 영상 기술이다.
MEG는 뇌의 전류에 의해 발생하는 자기장을 측정하며 EEG에 비해 더 나은 공간 분해능을 제공한다. 자기장은 두개골과 뇌내액의 공간적 흐릿함 효과로 인해 전기장보다 훨씬 적기 때문이다. MEG는 접선 소스에 최대한 민감하고 방사형 소스에 대해 낮은 감도를 가지고 있다. MEG는 고주파 활동 (ex: 60Hz 이상)을 감지하는 데 EEG보다 우수하다. 자기장은 두개골과 두피를 통과하는 반면 전기장은 이러한 조직을 통해 부피가 전도되어 고주파에서 신호 대 잡음비를 감소시키기 때문이다.
PET (positron emission tomography)
PET는 신체에서 일어나는 혈류, 대사, 신경전달 물질과 같은 다양한 과정을 관찰하기 위해 의학에서 사용되는 핵 영상 기술이다.
방사성추적자라고 하는 소량의 방사성 물질을 혈류에 주입하여 뇌에 도달한다. 뇌의 경우 방사성 추적자는 포도당에 부착되어 FDG (플루오로데옥시글루코스)라는 방사성 핵종을 생성한다. 뇌는 포도당을 사용하고 다른 영역의 수준 활동에 따라 다른 수준을 표시한다. PET 스캔의 이미지는 여러 색상으로 표시되며 활동이 더 많은 영역은 노란색과 빨간색과 같이 따뜻한 색상으로 표시된다. 뇌의 PET 스캔은 암 또는 기타 질병을 감지하는 데 자주 사용된다.
fMRI (functional magnetic resonance imaging)
기능적 자기 공명 영상 또는 기능적 MRI (fMRI)는 혈류와 관련된 변화를 감지하여 뇌 활동을 측정하는 MRI 기술을 사용하는 기능적 신경 영상 절차이다. 이 기술은 대뇌 혈류와 신경 활성화가 결합되어 있다는 사실에 의존한다. 뇌의 한 영역이 사용되면 해당 영역으로의 혈류도 증가한다. fMRI는 1990년대에 개발되었다. 비침습적이고 안전한 기술이며 방사선을 사용하지 않으며 사용이 간편하며 공간 및 시간 해상도가 우수하다.
뇌에서 모세혈관 적혈구의 헤모글로빈은 뉴런에 산소를 전달한다. 활동은 더 많은 산소 요구를 유발하여 혈류를 증가시킨다. 헤모글로빈의 자기적 특성은 산소화 여부에 따라 변한다. 이 차이로 인해 강력한 전자석이 있는 원통형 튜브인 MRI 기계가 특정 순간에 활성화된 뇌 영역을 감지할 수 있다.
fNIRS (functional near-infrared spectroscopy)
기능적 근적외선 분광법 (fNIR 또는 fNIRS)은 기능적 신경 영상의 목적을 위해 NIRS (근적외선 분광법)를 사용하는 것이다. fNIR을 사용하여 뇌 활동은 뉴런 행동과 관련된 혈역학적 반응을 통해 측정된다.
fNIRS는 혈류의 변화를 fMRI로 측정하지만 다른 기술인 적외선 대 자기장을 사용한다.
작업이 시작되면 산소 소비가 발생하고 복잡성이 증가함에 따라 산소 요구도 증가한다. fMRI는 얼마나 많은 산소가 소비되는지 측정한다. fNIRS는 또한 해당 지역에서 사용할 수 있는 산소의 양을 측정한다 (오버샷).
여전히 fNIRS의 시간적 품질은 EEG만큼 좋지 않다. fNIRS는 초당 10개의 샘플을 사용하며, 이는 EEG의 초당 500~1000개 샘플보다 크다. 그리고 공간 해상도는 fMRI만큼 좋지 않다. 예를 들어, fMRI는 피질하 뇌 영역을 이미지화할 수 있는 반면 fNIRS는 피질을 지나서 분석할 수 없으며 피질하 활성화를 포착할 수 없다. 실제로, SfN에서 fNIRS를 발표한 많은 연구원들은 EEG 또는 fMRI 데이터에 대한 보충 자료로 이 기기를 사용하고 있다.
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EEG와 더 유사한 시간 분해능을 가진다. fMRI는 2초당 하나의 샘플을 기록할 수 있고, fNIRS는 1초당 10개의 샘플을 기록할 수 있다.
fNIRS는 EEG보다 더 나은 공간적 해상도 및 fMRI보다 더 나은 시간적 해상도를 가진다.
http://learn.neurotechedu.com/introtobci/
Intro to Brain Computer Interface
In this module you will learn the basics of Brain Computer Interface. You will read an introduction to the different technologies available, the main components and steps required for BCI, the safety and ethical issues and an overview about the future of t
learn.neurotechedu.com
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