초록 ▼

기능적 자기공명영상(fMRI)를 이용한 언어 및 기억 체계에 관한 연구는 인간 뇌의 기능에 대한 기초연구와 임상연구로서 중요하다. 이 기법은 언어 및 기억 기능에 관한 뇌기능을 규명하고 임상적으로 환자의 치료에 획기적인 역할을 수행할 가능성이 있다. 그러나, 현재 fMRI를 이용한 언어 및 기억기능의 영상화 방법은 표준적 영상화 기술 방법이 아직 정립되어 있지 않고, 뇌의 언어 및 기억기능을 가장 효과적으로 활성화시킬 수 잇는 표준 자극과제가 개발되어 있지 않으며, 언어 및 기억기능에 관한 일치된 연구결과가 아직 정립되어 있지 않다

기능적 자기공명영상(fMRI)를 이용한 언어 및 기억 체계에 관한 연구는 인간 뇌의 기능에 대한 기초연구와 임상연구로서 중요하다. 이 기법은 언어 및 기억 기능에 관한 뇌기능을 규명하고 임상적으로 환자의 치료에 획기적인 역할을 수행할 가능성이 있다. 그러나, 현재 fMRI를 이용한 언어 및 기억기능의 영상화 방법은 표준적 영상화 기술 방법이 아직 정립되어 있지 않고, 뇌의 언어 및 기억기능을 가장 효과적으로 활성화시킬 수 잇는 표준 자극과제가 개발되어 있지 않으며, 언어 및 기억기능에 관한 일치된 연구결과가 아직 정립되어 있지 않다. 또한, 임상적으로 환자 치료에 있어서 fMRI의 유용성이 아직 명확히 검증되어 있지 않다. 본 연구의 목적은 최적의 영상분석방법 개발과 언어와 기억 기능의 영상화에 적합한 자극 과제를 개발하고, 이를 활용하여 언어와 기억기능의 기초연구를 수행하며, fMRI의 임상적 유용성을 규명하는 것이다.
본 연구의 제1세부과제의 목적은 언어와 기억 기능에 대한 fMRI 영상의 분석방법과 3차원 지도화 기법의 개발 및 언어 및 기억기능에 관한 기초 연구에 있다. 영상분석기법 개발에 관한 연구 결과는 첫째, 기능 영상 분석 과정에 기존의 준거자료가 필요 없는 분석기법인 Independent Component Analysis(ICA)를 개발하였다. 연구 결과 ICA만으로 fMRI의 신호에 따라 분석이 효과적이지 못한 경우 주성분분석(ICA)를 개발하였다. 연구 결과 ICA만으로 fMRI의 신호에 따라 분석이 효과적이지 못한 경우 주성분분석(PCA)) threshold, wavelet spatial filtering, 부분적 영상 분석 방법들을 ICA전에 수행함으로써 보다 효과적인 분석을 수행할 수 있었다. ICA는 fMRI 신호의 형태분석에 효과적인 방법이라고 생각되며, 데이터의 자유도를 감소하기 위해서는 선 필터링(pre-filtering) 방법이 적용될 수 있다. 둘째, 최근 연구되고 있는 event-related(Er) fMRI 연구에서는 언어기능의 경우 좌반구 하전두회 영역(Broca 영역)의 활성화 신호를 성공적으로 얻었다. 활성화 신호는 SOAmin이 감소함에 따라 증가하는 경향이 있었다. 셋째, 볼륨 렌더링 방법을 이용하여 3차원 지도화 프로그램을 개발하였고, 정상인과 환자의 fMRI data 에 적용하여 성공적으로 3차원 뇌지도를 구성하였다. 3차원 뇌지도화는 활성화 신호의 정확한 분석과 임상적용에 있어 병변과 활성화 신호의 관계를 알아보는데 유용하였다. 언어 및 기억기능에 관한 기초 연구 결과는 첫째, 언어기능의 경우 언어처리에 대한 언어학적 기본자료를 획득하고 임상적으로 유용한 자료를 얻기 위하여, 하위수준에서 상위수준에 이르는 언어과제를 수행하였다.

Abstract ▼

The study of language and memory system with the tool of functional magnetic resonance imaging (fMRI) has an important significance for the basic and clinical investigation of human brain function. it will provide a possibility for an advance in the basic study of language and memory function, in th

The study of language and memory system with the tool of functional magnetic resonance imaging (fMRI) has an important significance for the basic and clinical investigation of human brain function. it will provide a possibility for an advance in the basic study of language and memory function, in the clinical management of intracranial diseases. However, fMRI has not been established as an ideal methodology for the investigation of, language and memory function. because of the absence of optimized standard postprocessing technique and standard activation task for the imaging of language and memory function. Until now, clinical usefulness of fMRI was also not established by clinical studies. The aim of this study includes development of the optimal processing technique and stimulation tasks, basic investigation of language and memory processing, and evaluation of clinical utility of fMRI.
The first theme of this project was to develop a new postprocessing technique, 3D mapping technique of fMRl and basic investigation of language and memory function. In the present study, fMRI data was analyzed with the Independent Component Analysis(ICA) method using cross-correlation analysis and can separate the signal patterns of the signals with delayed response or motion related components. The Principal component Analysis (PCA) threshold, wavelet spatial filtering and analysis of a part of whole images can be used for a more effective analysis. ICA method will be effective for the analysis of signal patterns in fMRl and the pre-filtering may be necessary for the reduction of the degree of freedom of the data. event-related functional magnetic resonance imaging (Er-fMRI) methods are allowing a new spectrum of task designs to be explored with brain imaging techniques. This study also showed that the activation signals tend to increase as SOAmin decrease. We also developed 3-dimensional (3D) mapping technique of functional imaging and it's technical utility was verified in the normal volunteers and patients.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 목차...3
• I. 연구개발결과 요약문...5
• 연구개발사업 최종보고서 요약문...5
• Project Summary...7
• II. 총괄연구개발 연구결과...9
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...9
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...11
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...15
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...19
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...25
• 6. 첨부서류...26
• III. 제1세부연구개발과제 연구결과:언어 및 기억기능의 영상화 기술개발, 자극과제 개발 및 뇌기능 연구 ...27
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...28
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...29
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...34
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...51
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...55
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획...57
• 7. 참고문헌...59
• IV. 제2세부연구개발과제 연구결과:언어 및 기억지능에 관한 fMRI의 임상응용...62
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...63
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...64
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...69
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...79
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...81
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획...82
• 7. 참고문헌...83
• Independent Component Analysis를 이용한 fMRI신호 분석...85
• 언어영역의 기능적 자기공명영상...94
• 읽기의 기능적 자기공명영상에 관한 연구...101
• 기능적 자기공명영상을 이용한 언어기능의 편재화: Wada검사와의 비교에 관한 예비연구...107
• 언어기능의 우세반구 결정: 기능적 자기공명영상과 Wada검사의 비교...114
• Functional MR Imaging of Working Memory in the Human Brain...121