뇌의 기능근적외선 (fNIR) 인지신경 연구방법 소개

뇌의 기능근적외선 인지신경 연구방법 소개

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[A. 2002년 미국과학재단의 보고서에서 예측됨]

- 2002년도 미국과학재단 미래 융합과학기술 예측보고서는

미래에 근적외선 (Near Infra Red) 연구가 인간의 뇌에 대한 인지신경연구와 다른 분야들을 연결하여 큰 결과를 가져올 수 있다는 예측을 하였다
그 이후 근적외선 기법을 사용한 뇌 연구가 점증하고 있다.
이 기법은 머리띠처럼 생긴 기구를 (다른 형태의 기구를 사용할 수도 있다) 사용하는 데,
이 기구는 뇌를 수술하거나 뇌에 무엇을 집어넣거나 하는 침습적 방법이 아닌
비침습적(non-invasive) 기법으로, 뇌의 신진대사와 혈류를 측정하여 주어진 자극에 대한 피험자의 인지적, 정서적 정보처리 특성을 추론하는 방법이다


[B. 이 방법에 대한 간단한 영문 소개 사이트]

- 이 기능근적외선 인지신경 방법에 대한 간단한 소개 (반페이지)가 다음에 있다.
http://www.codata.org/06conf/abstracts/B6/kondoCODATA.pdf

[C. 이 방법의 개요를 설명한 ppt-pdf 파일 ]

Drexel 대학의 새명의학연구 팀을 소개하는 사이트에서
근적외선 기법을 사용하여 뇌-인지기능을 연구하는 방법의
-연구 기구 모양, 원리,
-신호처리 특성,
-fMRI과의 결과 대비,
-응용 분야 등을 설명하는 pdf (ppt)화일이 있다.

파일 용량이 8 메가가 넘어서 다운 받기에 다소 시간이 걸리지만
이 파일은 주요 그림과 요점을 제시하고 있다.
최근과 미래 뇌연구 방법에 관심있는 사람이라면 이 파일을 다운받아서
차근 차근히 보아 놓으면 많이 도움이 될 파일이다

이 파워포인트-pdf 파일의 주소와
내용 목차를 아래에 설명하여 놓는다.

.........................................................

http://www.biomed.drexel.edu/fnir/Contents/brain_imaging/fNIR_Presentation_Nov7.pdf


[파워포인트 pdf 파일의 내용 목차] (*끝의 숫자는 슬라이드 쪽)
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1. Neuroimaging Modalities -(슬라이드) 3
- fMRI/ PET 기법들의 특성과 문제점 -3
- EEG의 문제점 -4
- fNIR 기법의 장점 -4

2. Principles of fNIR spectroscopy -5-8
- Absorption
- Scattering
- Beer-Lambert Law
3. Instrumentation -9
- 슬라이드 10에서 보면 이 기구의 한 형태를 반창고처럼 이마에 붙이면
이 반창고같은 기구가 뇌인지기능을 포착하는 인지센서로서-cogno-sensors 작용하여
cogno-light 신호를 발생시키고 이것을 리시버를 통하여 컴퓨터에서 수신하여
뇌의 활동 특성을 잡아낸다는 그림이 있다.

4. Signal Processing - 11
- Preprocessing (Artifact Cancellation) -11
- Feature Extraction (Single Trial Analysis) -12

5. 인지기능의 평가 Assessment of Cognitive Function -13-
Target Categorization
-fMRI 결과 -13
-fNIR 결과 -14
Working Memory
-fMRI 결과 -15
-fNIR 결과 -16
Deception Detection
-실험상황 - 18
-fNIR 결과 - 19-20 (거짓말하는 사람들의 산소소모를 그림표로 보여줌)

6. Application Areas -21
Human performance studies
-Attention
-Working Memory
Training and Education
-Transition from novice to expert
-Learning enhancement
Homeland Security
-Deception monitoring
* Solution for natural environments
Clinical monitoring in -22
- Pediatrics
- Surgery / Anesthesiology
- Neurology
- Emergency Medicine and Critical Care
Neurorehabilitation
- Traumatic Brain Injury
Mental Health
- Autism, ADHD,…
- Schizophrenia, Depression,…


7, 연구원들 -23
8. 재정지원처


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[D. 이 외에 관련 자료를 더 찾아보고 싶다면]

일차적으로 위키피디아의 다음 자료를 찾아 볼 수 있을 것이다.

fNIRS
http://en.wikipedia.org/wiki/Functional_near-infrared_imaging

Near infrared spectroscopy
http://en.wikipedia.org/wiki/Near_infrared_spectroscopy

Infrared spectroscopy
http://en.wikipedia.org/wiki/Infrared_spectroscopy

이외에도 찾아볼 수 있는 자료는

이 기법에 대한 이론 논문
Brain–computer interface using a simplified functional near-infrared spectroscopy system

http://www.iop.org/EJ/article/1741-2552/4/3/007/jne7_3_007.pdf?request-id=8PVnxRx03BGZtTAN3Ai7Kg

기능근적외선 인지신경 자료분석법
http://sip.eng.uci.edu/fnirs.html
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E. 이 기능근적외선 인지신경법을 사용한 최근의 연구결과 : Tuft 대학


-터프트대학 연구자들은 이 기법을 적용하여
실험상황에서 사용자가 주어진 과제에 얼마나 관여되어 있는가 하는,
사용자의 지루함, 좌절을 읽어낼 수 있는 인지신경기법 fNIR의 연구 결과를
탐지하는 연구결과를 내었다.
http://www.sciencedaily.com/releases/2007/10/071001125649.htm

Source: Tufts University
Date: October 2, 2007
Technology Could Enable Computers To 'Read The Minds' Of Users
-Science Daily-