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문제 정의
- 본 연구에서는 다양한 향에 대한 반응을 뇌파를 이용한 정량화를 목적으로 상호 정보량 분석 방법을 사용하였다. 그 결과, Basil, Skatole과 같은 선호도가 낮은 향을 제시할 경우, 무향 상태에 비해 전두엽인 F3F4 간에서 상호 정보량이 증가하였다.
- 본 연구에서는 다양한 향에 대해 뇌에서의 정보량 흐름을 살펴보기 위해 상호 정보량 부석을 이용하여 비교해 보았다.
제안 방법
- 뇌파는 국제 10-20 전극법으로 배치한 Fz, Cz, F3, F4, P3, P4, T5, T6의 8위치에 대하여 측정하였다. Reference는 양쪽 귓볼로하는 단극 유도법을 사용하였으며 뇌파 측정 장비로는 Grass Model 15 Neurodata Amplifier System 을 통해 기록하고, Biopac interface 를 거쳐 Acqknowledge(Ver. 3.5.2)에서 저장하였다. 주관평가는 25문항의 양극 7점 척도와 전체 선호도롤 평가하는 설문지를 사용하였다.
- 상호 정보량은 두 시 계 열 데이터 사이의 선형, 비선형 의존도를 모두 나타내는 양으로 두 신호 사이의 정보 흐름 또는 동력학적인 커플링을 나타내는 양으로 사용된다. 본 연구에서는 두 신호 사이의 상호 정보량을 평균하여 둘 사이의 정보량으로 정의하여 사용하였다. 상호 정보량은 F3F4, P3P4, T5T6, F4F3, P4P3, T6T5 총 6개 쌍에 대하여 계산하였다.
- 본 연구에서는 두 신호 사이의 상호 정보량을 평균하여 둘 사이의 정보량으로 정의하여 사용하였다. 상호 정보량은 F3F4, P3P4, T5T6, F4F3, P4P3, T6T5 총 6개 쌍에 대하여 계산하였다.
- 이들은 모두 코 수술의 경험이 없고, 코질환을 앓고 있지 않으며, 약물을 복용하지 않는 정상적인 후각 기능을 가진 사람들로 선정되었다. 실험 전에는 후각에 영향을 줄 수 있는 홉연, 음주, 카페인, 약물 등의 섭취를 금하였고, Musk향을 사용하여 후맹 여부를 판단하였다.
- 4m 규격으로 제작되었다. 실험 중에는 일정한 온도(24±1℃), 습도(50±10%), 조도(150~ 200Lx)가 유지되도록 하였고, 피험자는 안락의자에 앉아서 편안한 자세로 실험에 임하도록 하였다. 시료에는 100%의 Basil oil, Lavender oil, Lemon oil, Jasmin oil, Ylangylang oiKKIMEX co.
- 실험은 후각 실험을 수행하기 위해 구축된 챔버에서 이루어졌다. 챔버는 홉 .
- 향을 제시하기 전 60초간을 무향 상태로 즉정하고, 다음 60초간 준비된 6가지 향 중 무작위로 결정한 한향을 피험자의 코끝 1cm 이내 거리에 두어 향 자극을 주었다. 자극 후 10분간은 배기시스템을 가동하여 챔버 안의 잔존향의 제거와 함께 주관 평가 를 실시하였다.
- 2)에서 저장하였다. 주관평가는 25문항의 양극 7점 척도와 전체 선호도롤 평가하는 설문지를 사용하였다.
- 실험 진행 순서는 다음과 같다. 향을 제시하기 전 60초간을 무향 상태로 즉정하고, 다음 60초간 준비된 6가지 향 중 무작위로 결정한 한향을 피험자의 코끝 1cm 이내 거리에 두어 향 자극을 주었다. 자극 후 10분간은 배기시스템을 가동하여 챔버 안의 잔존향의 제거와 함께 주관 평가 를 실시하였다.
대상 데이터
- 뇌파는 국제 10-20 전극법으로 배치한 Fz, Cz, F3, F4, P3, P4, T5, T6의 8위치에 대하여 측정하였다. Reference는 양쪽 귓볼로하는 단극 유도법을 사용하였으며 뇌파 측정 장비로는 Grass Model 15 Neurodata Amplifier System 을 통해 기록하고, Biopac interface 를 거쳐 Acqknowledge(Ver.
- 챔버는 홉 . 배기가 동시에 이루어질 수 있으며, 외부 영향 및 전기적 영향을 최소화하기 위해 방음장치 및 동판으로 절연된 5.5X3.5X2.4m 규격으로 제작되었다. 실험 중에는 일정한 온도(24±1℃), 습도(50±10%), 조도(150~ 200Lx)가 유지되도록 하였고, 피험자는 안락의자에 앉아서 편안한 자세로 실험에 임하도록 하였다.
- 실험은 판매직에 종사하는 9명의 여성(나이: 26±3.1세)을 대상으로 하였다. 이들은 모두 코 수술의 경험이 없고, 코질환을 앓고 있지 않으며, 약물을 복용하지 않는 정상적인 후각 기능을 가진 사람들로 선정되었다.
데이터처리
- 평균 상호 정보량은 각향에 대하여 Paired ATest를 사용하여 유의성을 검증하였고, P값이 0.05 이하인 경우를 통계적으로 유의한 결과로 간주하였다.
성능/효과
- 본 연구에서는 다양한 향에 대한 반응을 뇌파를 이용한 정량화를 목적으로 상호 정보량 분석 방법을 사용하였다. 그 결과, Basil, Skatole과 같은 선호도가 낮은 향을 제시할 경우, 무향 상태에 비해 전두엽인 F3F4 간에서 상호 정보량이 증가하였다. 향간 반응에서도 주관 평가 결과에서 나타난 선호도가 낮은 향이 제시되면 선호도가 높은 향의 경우보다 상호 정보량이 증가하고, 선호도가 높은 향이 제시되었을 경우는 상호 정보량이 감소하는 현상을 보여주었다.
- 다음으로 향간 비교에서는 Basil 에 비해 Jasmin 자극 시, P3P4, T5T6, P4P3, T6T5에서 사호 정보량은 유의하게 감소하였고 (그림 3), Basil에 비해 Lavender 자극 시, F3F4에서 유 의하게 감소하였다(그림 4). 또한 Basil에 비해 Lemon 자극 시, T6T5에서 상호 정보량은 유의하게 감소하였으며 (그림 5), Lavender에 비홍H Skatole 자극 시 F3F4에서 상호 정보량은 유의한 증가 경향을 보여주었다(그림 6).
- 다음으로 향간 비교에서는 Basil 에 비해 Jasmin 자극 시, P3P4, T5T6, P4P3, T6T5에서 사호 정보량은 유의하게 감소하였고 (그림 3), Basil에 비해 Lavender 자극 시, F3F4에서 유 의하게 감소하였다(그림 4). 또한 Basil에 비해 Lemon 자극 시, T6T5에서 상호 정보량은 유의하게 감소하였으며 (그림 5), Lavender에 비홍H Skatole 자극 시 F3F4에서 상호 정보량은 유의한 증가 경향을 보여주었다(그림 6).
- 향에 대한 뇌파 반응을 상호 정보량을 이용하여 분석한 연구의 예가 전무하기 때문에 단정 지어 결론 내릴 수는 없으나 본 연구 결과를 통해, 선호도가 낮은 향일수록 두뇌의 연결성이 높아져 더 많은 정보량의 흐름이 생기는 것이 아닌가 하는 추측을 가능하게 하였다. 또한 본 연구에서 사용한 상호 정보량 분석은 다양한 향에 대한 반응을 좀 더 객관적으로 정량화할 수 있는 유용한 방법임이 확인되었다.
- 우선, 무향에 대한 각향의 비교에서는 Basil 을 제시한 후, F3F4(그림 1)에서, Skatole향을 제시한 후, F3F4, F4F3 (그림2)에서 상호 정보량이 증가하였다.
- 주관평가 결과, 각향에 대한 선호도는 Jasmin>Lemon>Lavender>Ylangylang>Basil> Skatole 순으로 나타났다.
- 그 결과, Basil, Skatole과 같은 선호도가 낮은 향을 제시할 경우, 무향 상태에 비해 전두엽인 F3F4 간에서 상호 정보량이 증가하였다. 향간 반응에서도 주관 평가 결과에서 나타난 선호도가 낮은 향이 제시되면 선호도가 높은 향의 경우보다 상호 정보량이 증가하고, 선호도가 높은 향이 제시되었을 경우는 상호 정보량이 감소하는 현상을 보여주었다. 즉, 상호 정보량은 향에 대한 선호도와 관련이 있고, 특히 선호도가 낮은 향일수록 뇌에서 정보량의 흐름이 더 많음을 알 수 있다.
- 향에 대한 뇌파 반응을 상호 정보량을 이용하여 분석한 연구의 예가 전무하기 때문에 단정 지어 결론 내릴 수는 없으나 본 연구 결과를 통해, 선호도가 낮은 향일수록 두뇌의 연결성이 높아져 더 많은 정보량의 흐름이 생기는 것이 아닌가 하는 추측을 가능하게 하였다. 또한 본 연구에서 사용한 상호 정보량 분석은 다양한 향에 대한 반응을 좀 더 객관적으로 정량화할 수 있는 유용한 방법임이 확인되었다.
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