[보고서]레이저 촉감의 생리학적/뇌신경학적 메커니즘 연구

김성필

보고서 정보

주관연구기관

울산과학기술원
Ulsan National Institute of Science and Technology

연구책임자

김성필

참여연구자

배영민 , 정승준

보고서유형

2단계보고서

발행국가

대한민국

언어

한국어

발행년월

2017-05

과제시작연도

2016

주관부처

미래창조과학부
Ministry of Science, ICT and Future Planning

등록번호

TRKO201800004741

과제고유번호

1711037364

사업명

STEAM연구

DB 구축일자

2018-05-05

키워드

레이저.기능자기공명영상.피부 신경생리학.뇌영상기술.햅틱스.구심성 신경섬유.신경 촉감지도.Laser.functional magnetic resonance imaging (fMRI).Skin neurophysiology.Neuroimaging.Haptics.Sensory afferent nerves.Neural tactile map.

DOI

https://doi.org/10.23000/TRKO201800004741

표 통증 없는 가벼운 압력의 촉각 자극에 반응하는 뇌의 활성화 영역
표 수초신경 이상 환자(GL)와 정상인(S1~S6)의 팔(빨간색)과 다리(파란색)에 부드러운 촉각 자극을 제시하였을 때 대뇌 insular cortex의 활성도
표 왼쪽 손과 오른쪽 손에 brush를 통한 가벼운 압력의 촉각 자극을 제시하였을 경우 이에 대한 뇌의 활성 영역
표 압력 자극과 두 가지 다른 온도 자극(32℃ 및 20℃)에 대한 뇌의 활성 영역 (S1: primary somatosensory cortex, S2: secondary somatosensory cortex)
표 4Hz의 전기 신호를 통한 전기 자극에 반응하는 뇌의 활성 영역 (SI: primary somatosensory cortex, SII:secondary somatosensory cortex)
표 질감 자극에 반응하는 뇌의 활성 영역 및 질감 자극의 세기에 따른 활성도 (SI: primary somatosensory cortex, OFC:orbitofrontal cortex)
표 한의학용 침의 피부 내 삽입을 통해 촉각 자극을 주었을 경우 반응하는 뇌의 활성 영역 (A: Precentral gyrus, postcentral gyrus, B: Cuneus, lingual gyrus, C: Cingulate gyrus, D: Posterior cingulate, E: Culmen, fastigium, F: Pons)
표 실제 한의학용 침, 모조 한의학용 침 및 플라스틱 고리를 사용한 가벼운 압력의 촉각 자극에 반응하는 뇌의 활성 영역 및 활성 영역의 크기 (SI: primary somatosensory area, SII: secondary somatosensory area, PP: posterior parietal areas)
표 41℃의 온도 자극(warm)에 반응하는 뇌의 활성 영역 (insular, putamen, inferior frontal gyrus, middle frontal gyrus, postcentral gyrus, paracentral lobule 및 cerebellum)
표 각 자극에 따른 대뇌 피질의 GLM maps. 모양(A), 질감 (B), 그리고 경도 (C)
표 촉각 자극에 대한 temporal attention에 따른 beta ERD 현상
표 반응 속도 차이에 대한 Beta ERD 정도 차이
표 촉각 자극에 대한 뇌 반응으로 Mu suppression이 발생하고 자극 느낌에 따라 ERD 정도의 차이가 발생
표 촉각 자극에 대한 선호도와 우반구 베타파 파워변화의 상관관계
표 피부 기계적 감수기 및 신경말단 구조의 모식도
표 통증 및 촉감 관련 연구 방법들
표 영상 획득 파라미터
표 MR-compatible 진동 자극 시스템 전체 구성도
표 MR-compatible 진동 자극 시스템 회로도
표 컨트롤부(좌)와 드라이브부(우)의 PCB 회로도
표 컨트롤부(좌)와 드라이브부(우)의 실물
표 구동부의 실물
표 손가락에 부착된 구동부
표 필터 트랩 성능
표 구동부 진동에 대한 가속도계 출력
표 자극 주파수와 자극 강도
표 자극 주파수의 power spectral density
표 개발된 MR-Compatible 진동 자극기의 성능
표 진동 자극기의 팬텀 영상
표 진동 자극기의 signal-to-noise ratio분석 결과
표 33A-010G-2210 압력 센서의 성능
표 Philips Neonatal Cuff의 특징
표 영상 획득 파라미터
표 MR-compatible 압감/온감 자극 시스템
표 MR-compatible 압감/온감 자극 시스템 회로도
표 온감 자극 드라이브부(좌)와 온감/압감 자극기 컨트롤부(우)의 PCB 회로도
표 온감/압감 자극기 컨트롤부(좌)와 드라이브부(우)
표 압감(좌) 및 온감(우) 구동부
표 온감 자극기의 필터 트랩 성능
표 압감 자극 시작과 종료 시간
표 온감 자극 시작과 종료 시간
표 압감/온감 자극기의 팬텀 영상
표 압감/온감 자극기의 signal-to-noise ratio 분석 결과
표 마디별로 부착된 촉각 자극 장치
표 촉각 자극 제시 실험 디자인: 진동/압력(위), 온도(아래)
표 Siemens Magnetom TrioTim 3T
표 영상 획득 파라미터
표 뇌 기능 영상 분석 flow chart (K. Friston, Statistical parametric Mapping)
표 검지(d2)의 마디별 활성화 영역
표 검지(d2)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 중지(d3)의 마디별 활성화 영역
표 중지(d3)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 약지(d4)의 마디별 활성화 영역
표 약지(d4)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 소지(d5)의 마디별 활성화 영역
표 소지(d5)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 소지(d5)의 마디별 진동 자극에 의한 활성화 영역의 MNI coordinates (x,y,z),t-score 및 voxel수
표 검지(d2)의 마디별 활성화 영역
표 검지(d2)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 중지(d3)의 마디별 활성화 영역
표 중지(d3)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 약지(d4)의 마디별 활성화 영역
표 약지(d4)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 소지(d5)의 마디별 활성화 영역
표 소지(d5)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 검지(d2)의 마디별 활성화 영역
표 검지(d2)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 중지(d3)의 마디별 활성화 영역
표 중지(d3)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 약지(d4)의 마디별 활성화 영역
표 소지(d5)의 마디별 활성화 영역
표 소지(d5)의 somatosensory cortex 영역 활성화
표 EPI와 zoomed-EPI 영상 display 및 SNR 측정을 위한 GUI
표 EPI 영상(왼쪽)과 원래 크기로 scale된 zoomed-EPI 영상(오른쪽)
표 EPI와 zoomed-EPI로 부터 획득된 slice들 중 두 번째 slice
표 서로 다른 주파수(25Hz, 200Hz)의 vibrotactile 자극에 대한 S1과 S2의 활성화 (optical imaging)
표 압력(SA), flutter(RA) 및 vibration(PC) 자극에 대한 modality specific cortical responses (optical imaging)
표 Flutter(35Hz) 와 vibration(150Hz) 자극에 반응하는 somatosensory cortex의 활성화 및 fMRI mapping (Red: 35Hz, yellow: 150Hz, blue: both, 1.5T MRI, human subjects)
표 서로 다른 시간(0.5초, 1초, 2초, 5초)의 vibrotactile 자극(25Hz)에 대한 S1의 활성화(optical imaging): 자극 제시 시간이 길어질수록 활성 위치에서의 활성도는 커지고 활성 위치 주위가 inhibition됨
표 MR-compatible 진동 자극 제시 장치
표 MR-compatible 밴드형 압력 자극 제시 장치
표 동역학 기반 기본 촉감 자극(진동)과 레이저 자극에 대한 뇌파 반응(C3: 좌반구, C4: 우반구, 0초: 자극 제시 onset
표 Flutter(40Hz)와 vibration(80, 120, 160Hz)에 의한 S1(a)과 S2(b)의 활성화 (t-test, p<0.001, uncorrected)
표 (a) positively correlated voxel의 예, (b) negatively correlated voxel의 예, (c) 각 영역별 frequency dependent voxels의 분포, (d) 각 영역별 positively/negatively correlated voxels의 분포 (1: contralateral S1, 2: ipsilateral S1, 3: contralateral PPC, 4: ipsilateral PPC, 5:contralateral BA 40, 6: ipsilateral BA 40; *: p
표 MNI coordinates 공간에서 서로 분리되어 그룹을 형성하는 positively correlated voxels(○)과 negatively correlated voxels(▽)의 분포 (A: anterior, P: posterior)
표 fMRI 뇌 활성 데이터를 40/60Hz의 두 그룹으로 나누어 separability index를 계산하였을 경우 뇌 활성 패턴이 가장 큰 차이를 보임 (boundary frequency = 50Hz)
표 3초 압력 자극에 대한 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected, F-score)
표 9초 압력 자극에 대한 1~3초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 9초 압력 자극에 대한 4~6초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 9초 압력 자극에 대한 7~9초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 15초 압력 자극에 대한 1~3초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 15초 압력 자극에 대한 4~6초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 15초 압력 자극에 대한 7~9초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 15초 압력 자극에 대한 10~12초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 15초 압력 자극에 대한 13~15초까지의 뇌 활성 패턴 (p<0.05, FWE-corrected)
표 피험자 두 명을 대상으로 해상도 in-plane 3mm²resolution의 fMRI 영상
표 MR-compatible 온감 자극 제시 장치
표 실험에 사용된 사포의 거친 정도와 입자의 크기
표 MR-compatible 밴드형 압력 자극 제시 장치
표 Tactile 자극 제시 장치
표 Tactile 자극 프로토콜
표 검지의 온도 자극에 대한 뇌 활성 패턴 (group analysis, fixed effect, p<0.05, FWE-corrected)
표 중지의 온도 자극에 대한 뇌 활성 패턴 (group analysis, fixed effect, p<0.05, FWE-corrected)
표 약지의 온도 자극에 대한 뇌 활성 패턴 (group analysis, fixed effect, p<0.05, FWE-corrected)
표 소지의 온도 자극에 대한 뇌 활성 패턴 (group analysis, fixed effect, p<0.05, FWE-corrected)
표 네 종류의 사포를 구분하는 행동 실험에 대한 피험자 개인별 정답률
표 3μm 입자 크기를 갖는 사포에 의한 질감 자극에 반응하는 뇌 활성 패턴 (p<0.001, k≥10)
표 5μm 입자 크기를 갖는 사포에 의한 질감 자극에 반응하는 뇌 활성 패턴 (p<0.001, k≥10)
표 9μm 입자 크기를 갖는 사포에 의한 질감 자극에 반응하는 뇌 활성 패턴 (p<0.001, k≥10)
표 12μm 입자 크기를 갖는 사포에 의한 질감 자극에 반응하는 뇌 활성 패턴 (p<0.001, k≥10)
표 40μm 입자 크기를 갖는 사포에 의한 질감 자극에 반응하는 뇌 활성 패턴 (p<0.001, k≥10)
표 MR-compatible 밴드형 압력 자극 제시 장치
표 Dynamic causal modeling을 통한 압력 자극 신호의 intra-hemispheric (좌) 및 inter-hemispheric (우) effective connectivity 분석 결과 및 압력 자극 신호의 이동 경로
표 3초/9초/15초 압력 자극 동안의 뇌 활성 패턴 변화 (bar: F-statistics)
표 15초 압력 자극 동안의 cSI, cSII 및 iSII에서의 뇌 활성 패턴 변화 (bar: F-statistics)
표 15초 압력 자극 동안 각 영역에서의 suprathreshold voxel 수의 변화(굵은선: 통계적으로 유의미한 suprathreshold voxel수의 지수적 감소를 나타냄)
표 15초 압력 자극 동안 영역 간 기능적 연결성 변화 (굵은선: 통계적으로 유의미한 영역 간 연결성의 변화를 나타냄)
표 15초 압력 자극 동안 기능적 연결성 변화 (A: cBA3을 seed region으로 설정하였을 경우; B: iBA40을 seed region으로 설정하였을 경우)
표 C3 채널에서의 동역학, 레이저, 온감 자극에 의한 Alpha band(위)와 Beta band(아래)의 시간에 따른 power 값의 변화 (t-test, p<0.01)
표 C3 채널에서의 동역학, 레이저, 온감 자극에 의한 Alpha band(위)와 Beta band(중간, 아래)의 ERD/ERS가 발생하는 특정 latency의 topography
표 3mm² in-plane resolution의 water phantom 영상
표 2mm² in-plane 해상도의 RASER 영상
표 3mm² 해상도의 water phantom 영상으로 붉은 박스를 ROI로 SNR 확인
표 EPI와 RASER의 fMRI 영상
표 피험자 # 1 (EPI 좌 RASER 우)
표 피험자 # 2
표 Uncorrected 0.001

표 # 002 피험자에 대한 동일한 BA 3을 확인. (a) EPI에 대한 BOLD signal, (b) RASER에 대한 BOLD signal 확인

표 설계한 필터 트랩 성능

표 실험 환경 구성

표 촉감인지 차원

표 제작한 실리콘의 예시

표 자극물에 손을 올리는 동작

표 Method of constant 실험 결과

표 Magnitude Estimation 결과

표 자극물과 Sham 자극물의 onset 시점에서 비교한 Somatosensory 영역의 활성화 (Sub 12. x=-44, y=-7, z=30)

표 5% 자극물과 Sham 자극물의 Onset 시점에서 비교한 Insula 영역의 활성화 (Sub 12. x=40, y=6, z=10)

표 질감을 구분할 때 활성화 되는 뇌 영역

표 두 가지 진동 자극(f1, f2)에 대해 다르게 firing하는 somatosensory neuron의 모습

표 행동실험 패러다임

표 fMRI 실험 패러다임

표 행동 실험 결과 요약

표 Roughness decoding에서 유의미하게 나타난 cluster들

표 뇌 전체 영역에 대한 searchlight MVPA 분석 결과

표 유의미하게 활성화 된 cluster들의 디코딩 결과를 Confusion matrix로 표현 빨간색으로 칠해진 표는 각 거칠기에 따른 가장 높은 classification 값을 의미 주황색으로 칠해진 표는 Chance-level을 넘는 misclassifciation을 의미

표 실제 행동으로 보여진 sensitivity와 neural decoding결과의 정확도 사이의 상관관계

표 Diode Infrared Laser Pulses Intensity에 따른 Cortical Evoked Potential

표 동역학 자극에 대한 ERD/ERS (왼쪽: 기계적 자극, 오른쪽:온감 자극)

표 압감 제시에 따른 beta band에서의 Significant probability mapping(SPM)

표 Acupressure(AP)에 따른 Evoked S1 반응

표 자극물에 따른 촉각 working memory EEG 반응

표 21Hz, 40Hz에서 amplitude 조절에 따른 ERP 변화 그래프

표 왼쪽: 진동 자극 제시장치, 중간: 압감 자극 제시 Cuff, 오른쪽: 압력 제어 장치

표 진동-압감 실험 설계 구성 (위: 진동, 아래: 압감)

표 진동자극 지각 실험 설계 구성

표 레이저 및 동역학 촉각 자극의 2D multidimensional scaling(MDS)

표 레이저 및 동역학 촉각 자극의 EEG 데이터 classification 결과

표 진동-압감 자극별 C3,C4 위치의 ERD/ERS spectrogram

표 진동-압감 자극의 각 band별 C3,C4 위치 Power spectral density(PSD)

표 진동자극 지각 자극 별 예측 에러 및 분포

표 레이저와 동역학 촉각 자극 EEG 비교 실험 설계

표 레이저 자극 및 동역학 촉각 실험 환경(좌) 및 동역학적(기계적) 촉각 제시를 위해 적용한 von frey hair 시스템

표 레이저 촉각(검정), 동역학적 촉각(빨강), 레이저 소리 자극(초록)에 대한 EEG 반응 패턴

표 레이저 플라즈마에 의한 EEG 노이즈 발생

표 레이저 플라즈마에 의한 노이즈를 CAR을 이용해 제거

표 ADF 와 moving average를 이용한 노이즈 제거 기법 알고리즘 도식도

표 레이저 플라즈마에 의한 노이즈 발생 전 EEG 신호(좌)와 Adaptive filter를 이용해 노이즈가 제거된 후 EEG 신호(우)

표 필터 트랩의 성능

표 필터 트랩의 설치 모습

표 레이저로 인한 노이즈 현상 – Phantom Image

표 동판 shielding box를 세팅한 모습

표 Phantom 영상의 노이즈(좌)와 Human brain에서의 노이즈(가운데, 우) 비교 (정 가운데 위치한 스캔이 노이즈 영향을 받은 스캔)

표 Human brain 영상에서 노이즈의 영향을 연속적으로 받은 모습 바둑판식으로 노이즈의 영향이 미침)

표 Interpolation을 통해 뇌 영상 데이터에서 노이즈를 제거하기 전(좌)과 후(우)

표 레이저 촉감 자극 세션 실험 디자인

표 레이저 자극기 세팅 사진

표 Von frey hair 자극 세션 실험 디자인

표 유압방식을 이용하여 개발된 Von frey hair 자극기(좌)와 자극 셋팅(우) 사진

표 Premotor 영역이 활성화된 2번 피험자(위)와 Parietal lobe의 여러 부분에 걸쳐서 활성화를 보인 7번 피험자(아래)

표 테스트 한 매질: 우측에서부터 탄소섬유, 카본 시트지, 절연테이프

표 발바닥을 타겟하여 레이저 자극기를 설치한 모습

표 레이저 자극 Event-related 실험 디자인

표 레이저 자극 Block 실험 디자인

표 Von frey hair 자극 Block 실험 디자인

표 Von frey hair 자극에 대한 반응으로 활성화되는 somatosensory 영역과 parietal 영역

표 비정상적인 활성화 패턴을 보여주는 Block 실험 디자인의 fMRI 분석 결과

표 자극에 대한 활성 영역 패턴(좌)과 자극 구간을 Rest 구간과 contrast 시킨 활성 영역 패턴(우) (p > 0.001(unc.), voxel > 0)

표 두 개 자극 분류 error rate

표 특징 벡터 차원 축소 결과

표 자극 특성 분포 거리

표 실험 패러다임

표 손가락 지지대, 기계 자극 장치, 플라즈마 자극 장치 (좌) 와 손가락 높이 조절 방식 (우)

표 레이저 플라즈마 자극에 대한 뇌 반응. C3 (좌), Cz (가운데), C4 (우)

표 기계자극에 대한 뇌 반응. C3 (좌), Cz (가운데), C4 (우)

표 sham 자극에 대한 뇌 반응, C3 (좌), Cz (가운데), C4 (우)

표 자극 간 classification 정확도 ( * : p < 0.05, ** : p <0.01)

표 Results of the searchlight MVPA

표 S1에서의 각 피험자별 Decoding accuracy

표 실험 패러다임

표 Univariate mean activation

표 Results of the multidimensional scaling on 2D space

표 Results of the hierarchical clustering analysis

표 Binary classification results

표 자극물 Eggsercizer

표 MRI 실험 패러다임

표 Dissimilar matrix 결과

표 Multidimensional scaling analysis result

표 자극물과 자극물을 쥐는 시늉을 한 결과를 비교하였을 때의 결과

표 Thalamus mean t-value result

표 촉감지각에 대한 대뇌신경정보처리 모델

표 Merkel cell isolation in SD Rat Foot-pad

표 Confocal 현미경을 통한 Merkel cell 확인. 녹색으로 발광하는 세포가 Merkel cells. ((위) 200X,(아래) 200X Zoom5)). 그 외, 발광하지 않은 세포는 Merkel cells과 같이 배양된 Keratinocyte.

표 Merkel cell의 4-AP-sensitive potassium channel

표 Ba2+ 이온을 career charge로 이용한 current: Isotonic solution(좌), Hypotonic solution(우)

표 그림 66. PLCr가 칼슘 전류의 기계적 자극에 대한 반응을 매개함을 보이는 전기 생리 실험 결과

표 세포 신전(stretch) 시, PLCr-1, Cav-1을 비롯한 관련 단백질의 인산화가 일어남을 보이는 Western blotting 실험 결과

표 CHO cell에 발현된 KAT 채널의 전류 전압 관계

표 H2O2를 이용한 Merkel cell의 생존율 측정(positive control)

표 Laser Stimulation을 이용한 Merkel cell의 생존율 측정

표 N2A cell 에서의 Laser single shot 자극에 의한 이온 통로 반응

표 N2A cell 에서의 Laser pulsed 자극에 의한 이온 통로 반응

표 N2A cell 에서의 Laser pulsed 자극에 의한 이온 통로 반응

표 N2A cell 에서의 Laser pulsed 자극에 의한 이온 통로 반응

표 N2A cell 에서의 Laser pulsed 자극에 의한 이온 통로 반응

표 Merkel cell 에서의 Laser single shot 자극에 의한 이온 통로 반응

표 Merkel cell 에서의 Laser pulsed 자극에 의한 이온 통로 반응. 오른쪽 그림은 반응 부위를 확대한 것임

표 HSPC-1을 이용한 Merkel cell 에서의 Positive pressure 와 Negative pressure의 이온 채널 기록

표 N2A cell 에서의 기계적 자극에 의한 단일 이온 통로 반응

표 N2A cell 에서의 기계적 자극에 의한 단일 이온 통로 반응

표 N2A cell 에서의 기계적 자극에 의한 단일 이온 통로 반응

표 왼쪽 대조군, 오른쪽 레이저 조사 후 피부 표본. 차이가 없음

표 Merkel cells 세포주에서 이온채널 및 subunit 확인

표 Merkel cell 에서의 Laser 자극에 의한 이온 통로 반응

표 Merkel cell 에서의 pulsed laser와 continuous laser 의 이온 통로 반응 비교

표 Merkel cell 에서의 continuous laser 자극 시 외향전류 활성화

표 Merkel cell 에서의 pulsed laser 자극 시 외향전류 활성화 및 시간경과후 사라짐

표 KCa 이온채널 Blocker (TEA) 처리 후 laser 자극으로 인한 활성화전류 사라짐

표 자극으로 인한 내향전류의 활성화 및 전류전압관계 규명

표 비선택적 양이온채널을 배제한 0mV에서 laser 활성화전류 발생

표 KCa 이온채널 Blocker (TEA) 처리 후 laser 활성화전류 감소

표 세포외 칼슘 제외를 통한 칼슘 의존적 laser 활성화전류성상 확인

표 세포내 칼륨 제외를 통한 칼슘이온 의존적 laser 활성화전류성상 확인

표 N2a 세포주에서 laser 로 인해 활성화 된 전류 없음

표 세포 관류액 온도 변화에 의한 open pipette 과 관류액 사이 junction current 변화

표 Merkel 세포주에서 시간이 지나서 자발 적으로 생긴 전류가 아닌, laser 자극-specific한 전류임을 규명함

표 mechanical 과 480nm laser 자극시 유사 경향의 이온채널 활성화

표 809 nm laser 자극 시 온도측정

표 809 nm laser 자극 시 이온채널 활성화

표 mechanical 과 809nm laser 자극시 유사 경향의 이온채널 활성화

표 mechanical 과 809nm laser 자극시 유사 경향 동일 채널 제안

표 809 nm laser 의 단발oneshot 자극 시 이온채널 활성화

표 809 nm laser 의 누적 효과 확인

표 mechanical 과 809nm laser 자극시 유사 경향 동일 채널 제안

표 laser 활성화 채널의 누적효과가 Gadolinium 처리시 사라짐

표 laser focusing 중요도와 Ruthenium Red 처리시 사라짐

표 Merkel cells 세포주에서 laser 조사 전 Ruthenium Red의 side 효과 확인

표 Ruthenium Red 의 side 효과와 laser로 인한 채널활성화는 감소

표 Merkel cell carcinoma-13 세포주에서 Indentation과 Laser를 통한 칼슘 증가

표 다양한 blocker에 의한 Indertation 칼슘 반응의 변화

표 A7r5 세포주에서 480nm laser 자극을 통한 반복적인 세포내 칼슘 증가 반응 확인

표 809nm laser자극을 통한 Merkel cell carcinoma-13 과 N2A 세포내 칼슘 증가

표 Stretch로 인한 Merkel cell carcinoma-13 세포주의 단일 이온 채널 반응

표 Ruthenium red 처치후 Stretch로 인한 Merkel cell carcinoma MCC-13 세포주의 단일 이온 채널 반응

표 Gadolinium 처치후 Stretch로 인한 MCC-13 세포주의 단일 이온 채널 반응

표 MCC-13 휴지전위에서 stretch로 인한 단일 이온 채널 nPo

표 single fiber recording 방법의 모식도

표 피부-신경보존조직에서 촉각신경의 활동도 관측

표 레이저 자극에 대한 C-신경 활동

표 감각신경절에 존재하는 빛감지 단백질 opsin의 존재여부

표 감각신경절 신경세포에 존재하는 빛감지 단백질 opsin1 & 3의 분포양상

표 감각 신경절에 존재하는 빛 감지 단백질 opsin3와 레이저 유발 신경활동도

표 기계적 자극을 위한 장치 및 전압에 따른 힘의 크기

표 기계적 자극에 따른 Abeta-신경섬유의 반응 (느린 적응 신경섬유와 빠른 적응 신경섬유)

표 Merkel cell 과 N2A cell 에서 이온 채널(piezo1, piezo2 channel) 발현 확인/파란색은 핵염색이며, 초록색은 piezo1/piezo2를 염색

표 Holding potential -60, 0mV에서 indentation 후 내향성 전류 기록

표 Inendtation 후 나온 내향성 전류가 NMDG-Cl 로 치환 후 사라지는 것을 확인

표 TRPV1 blocker인 A784168에 의해 차단되지는 않음

표 TRPV2 activator에 의해 내항성 전류의 변화가 없음

표 TRPV4 blocker로 내향성 전류가 막히지 않음을 확인

표 고농도의 RR에서 indentation에 의한 내향성 전류가 억제됨

표 고농도의 Gd에서 indentation에 의한 내향성 전류가 억제됨

표 Merkel cell에서 indentation 후 세포내 칼슘변화 관찰-세포내 칼슘이 증가하는 것을 확인 할 수 있었으며 또한 주변세포에서도 시간 의존적으로 칼슘이 증가되는 것을 확인할수 있었음

표 Merkel cell과 N2A cell에서 단일통로 전류를 기록-Merkel cell에서 양압에 의한 전류가 기록, N2A의 경우 음압 양압 모두 단일통로 전류가 기록되었음

표 Merkel cell과 N2A cell에서 압력 변화에 의해 나온 전류의 전압-전류 관계를 분석한 결과 같은 종류의 전류임을 확인 할 수 있었음. 또한 Merkel cell에서 양압에 의해 압력 의존적으로 nPo가 증가됨을 알 수 있었음

표 레이저의 빈도수 별 관류액의 온도 변화 측정 레이저에 의한 관류액의 온도 변화가 최대 3도의 온도 변화가 있으며 레이저에 의한 열 효과는 배제됨

표 장시간 레이저 조사에 의한 내향성 전류의 증가가 확인됨

표 장시간 레이저에 의해 증가된 내향성 전류가 Capsazepine (TRPV1)에 의해 억제됨

표 장시간 레이저에 의한 세포내 칼슘농도가 증가되며, Capsazepine (TRPV1)에 의해서 레이저에 의한 세포내 칼슘 농도 증가가 억제됨

표 내피세포 유/무에 따른 레이저에 의한 혈관 수축 비교, 단백질의 인산화가 증가됨

표 레이저에 의한 내피세포의 e-NOS의 인산화 확인, 항산화제에 의해 레이저에 의한 수축이 감소함.

표 SNP(NO donor) 전 처리 후 레이저에 의한 혈관 수축이 농도 의존적으로 증가함.

표 전압 의존성 칼슘 통로 억제제에 의해 레이저에 의한 이완 효과가 사라지며, Patch-clamp 실험에서 레이저에 의한 이온 전류가 감소하는 것이 보임.

표 HEK293T세포에 piezo2 이온 통로를 발현 시킨 세포에서만 레이저에 의한 이온 전류의 활성이 관찰 됨.

표 결과5에서 나온 결과를 통계 정리함. 레이저에 의해 piezo2 이온 통로의 활성이 증가함을 보여줌

표 레이저 유발 C-신경활동과 TRPV1의 관련성

표 Blue와 red 레이저에 의한 통증 행동실험 및 C-신경 활동도.

표 Blue와 Red 레이저에 따른 C-신경 섬유 활동도 양상

표 레이저 조사방법에 따른 신경발화 양상의 비교

표 레이저 유발 신경섬유 활동전압의 발생은 TRPA1에 의해 차단됨.

표 다양한 기계적 자극을 Patch-clamp 실험에 적용한 그림

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