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보고서 상세정보

한국인의 뇌기능 매핑 연구 - 연결성
Human Brain Mapping - Connectivity

  • 사업명

    21C프론티어연구개발사업

  • 과제명

    한국인의 뇌기능 매핑 연구 - 연결성

  • 주관연구기관

    서울대학교
    Seoul National University

  • 연구책임자

    이동수

  • 참여연구자

    이재성   주은연   김준식  

  • 보고서유형

    2단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-05

  • 과제시작년도

    2008

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국과학재단
    Korea Science and Engineering Foundtion

  • 등록번호

    TRKO200900074604

  • 과제고유번호

    1345085931

  • 키워드

    기능 연결성.양전자단층촬영.확산텐서영상.뇌자도.수면장애.간질.Functional connectivitiy.PET.DTI.MEG.Sleep disorders.Epilepsy.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    1. Study of functional/anatomical connectivity in the human brain
    The brain is a dynamic system whose components interact t...

    1. Study of functional/anatomical connectivity in the human brain
    The brain is a dynamic system whose components interact to achieve various functions, including perception, cognition and emotion. To investigate the brain function and abnormal state of various clinical cases, it is crucial to establish functional connectivity other than functional specialization. Functional neuroimaging methods, especially PET, fMRI and MEG have been used extensively to elucidate the functional connectivity between brain regions.
    The present study was aimed 1) to establish the patterns of metabolic connectivity, 2) to integrate the information from these different imaging modality and 3) to apply evaluated connectivity methods to clinical patients, especially ADHD, deaf, sleep disorders and epilepsy. Patterns of brain metabolic connectivity was established in normal adults using interregional correlation analysis based on Korean probabilistic map. This norm of functional metabolic connectivity was applied to patients with ADHD or deaf to elucidate mechanism of executive function.
    As the current state of art in diffusion tensor imaging, several methodology was developed to cope with the limitation due to the approximation or projection to the tensor domain: probabilistic tractography in diffusion imaging, group analysis and tract skeleton-based statistics. Additionally, anatomo-functional connectivity integration was tested in children with ADHD.
    2. Brain connectivity study of sleep disorders and epilepsy using brain mapping technique
    To investigate the brain connectivity of sleep disorders and epilepsy using brain mapping techniques, we performed brain MRI, SPECT, FDG-PET in sleep disorder, epilepsy patients and their age-sex matched normal controls.
    In the studies on structural abnormalities of sleep disorders and epilepsy, brain MRI images were obtained in patients and normal controls, and then voxel-based morphometry was performed to detect brain regions with decreased or increased gray matter concentration. Gray matter concentrations were decreased in specific brain regions of sleep apnea, narcolepsy, juvenile myoclonic epilepsy (JME) patients. Furthermore, the thickness of cerebral cortex was measured in both JME and normal controls, and then the thickness was compared between two groups. The cortical thickness of specific brain regions were first reported to decrease in JME patients.
    In the studies on rCBF changes of sleep disorders and epilepsy patients, rCBF changes were revealed in obstructive sleep apnea, JME and idiopathic generalized epilepsy patients by SPM analysis between patients and normal control groups. Anti-epileptic drugs, lamotrigine, levetiracetam and zonisamide action mechanisms were investigated by brain SPECT, FDG-PET and transcranial magnetic stimulation in epilepsy patients.
    3. Study of functional connectivity using MEG and fMRI
    With MEG-fMRI integrative methods providing excellent temporal resolution and spatial resolution for functional brain mapping, the main goal of this research was to develop new methods for analyzing neural network, i.e., functional and effective connectivity. Our research also focused on development for integrative anatomical and functional brain mapping methods using these established methods. We expected these methods could be applied in research for various disorder as well as normal control group.
    We developed new techniques for source imaging methods for EEG and MEG using Euclidean norm of distance measure. For clinical purposes, we evaluated time-frequency analysis for assessing language lateralization in accordance with the Wada test for pre-surgical mapping for epileptic patients.
    Using coherence measure, Granger causality and SEM (structural equation modelling), we examined functional and effective connectivity in research on cognitive brain function such as working memory, feedback learning and cross-modal integration.


    O 뇌 기능 연결성을 알아보기 위해서 다양한 영상기법의 기능 및 해부학적 정보를 통합하고, 적절한 연결성 분석 방법론을 확립하여 임상적 질환의 신경 연결 이상 규명을 목표로 함.
    O FDG-PET의 당대사 기능연결 패...

    O 뇌 기능 연결성을 알아보기 위해서 다양한 영상기법의 기능 및 해부학적 정보를 통합하고, 적절한 연결성 분석 방법론을 확립하여 임상적 질환의 신경 연결 이상 규명을 목표로 함.
    O FDG-PET의 당대사 기능연결 패턴의 확립과 DTI의 해부학적 신경다발 연결정보를 이용하여 ADHD에서 전두-선조체와 운동/감각영역과의 기능연결이상을 규명.
    O fMRI와 EEG 융합에서 EEG 전류원의 추정 오류보정의 새로운 대안 제시로 다른 modality 간 통합 연구 방법의 개선 제안함.
    O 수면장애(기면병, 수면무호흡증)과 간질(연소성 근간대성 간질, 특발성 전반적 간질)에서 뇌의 구조적, 기능적 연결망이상 규명, 치료약의 영향을 조사.
    O Functional connectivity, Coherence, Granger causality 등과 같은 새로운 분석법을 fMRI/MEG data에 도입하여 신경망의 인지기능 관련 기능 연결성을 연구함.


  • 목차(Contents) 

    1. 요약서 (국문)...4
    2. 요약서 (영문)...11
    3. 제 1장. 연구개발과제의 개요...16
    4. 제 1절. 뇌의 기능/해부 연결성 매핑 기술연구...16
    5. 제 2절. 뇌기능매핑기술을 이용한 수면장애와 간질의 Brain connectivity 연구...17
    6. 제 3절 MEG와 fMRI를 이용한 ...
    1. 요약서 (국문)...4
    2. 요약서 (영문)...11
    3. 제 1장. 연구개발과제의 개요...16
    4. 제 1절. 뇌의 기능/해부 연결성 매핑 기술연구...16
    5. 제 2절. 뇌기능매핑기술을 이용한 수면장애와 간질의 Brain connectivity 연구...17
    6. 제 3절 MEG와 fMRI를 이용한 두뇌 기능 신경망 연구...20
    7. 제 2장. 국내외 기술개발 현황...22
    8. 제 1절. 뇌의 기능/해부 연결성 매핑 기술연구...22
    9. 제 2절. 뇌기능매핑기술을 이용한 수면장애와 간질의 Brain connectivity 연구...22
    10. 제 3절 MEG와 fMRI를 이용한 두뇌 기능 신경망 연구...31
    11. 제 3장 연구개발수행 내용 및 결과...32
    12. 제 1절. 뇌의 기능/해부 연결성 매핑 기술연구...32
    13. 제 2절. 뇌기능매핑기술을 이용한 수면장애와 간질의 Brain connectivity 연구...48
    14. 제 3절 MEG와 fMRI를 이용한 두뇌 기능 신경망 연구...53
    15. 제 4장. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...61
    16. 제 1절. 뇌의 기능/해부 연결성 매핑 기술연구...61
    17. 제 2절. 뇌기능매핑기술을 이용한 수면장애와 간질의 Brain connectivity 연구...63
    18. 제 3절 MEG와 fMRI를 이용한 두뇌 기능 신경망 연구...66
    19. 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ...68
    20. 제 1절. 뇌의 기능/해부 연결성 매핑 기술연구 ...68
    21. 제 2절. 뇌기능매핑기술을 이용한 수면장애와 간질의 Brain connectivity 연구...68
    22. 제 3절 MEG와 fMRI를 이용한 두뇌 기능 신경망 연구...70
    23. 제 6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...71
    24. 제 7장. 참고문헌...73
  • 참고문헌

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