초록 ▼

의도관련 정보 처리 과정 원리의 이해를 위해 의도 관련 뇌신경망 모델을 구축하고 능동 상호작용이 가능한 마우스 brain avatar를 만듦. 또한 다중 뇌신경 정보를 분석하는 여러 가지 알고리즘과 신호처리를 위한 마우스의 뇌파의 decoding, encoding기술을 개발함.
1. 의도 관련 뇌신경망에 대한 모델 검증
2. 뇌기능 활성화 진단/예측 기술 개발
- 다중 뇌기능 신호에 대한 통합 분석 플랫폼 구축
3. 다중 신호 처리 기반 마우스 뇌에서 실시간 의도 인식 (decoding) 기술개발
4. 광

의도관련 정보 처리 과정 원리의 이해를 위해 의도 관련 뇌신경망 모델을 구축하고 능동 상호작용이 가능한 마우스 brain avatar를 만듦. 또한 다중 뇌신경 정보를 분석하는 여러 가지 알고리즘과 신호처리를 위한 마우스의 뇌파의 decoding, encoding기술을 개발함.
1. 의도 관련 뇌신경망에 대한 모델 검증
2. 뇌기능 활성화 진단/예측 기술 개발
- 다중 뇌기능 신호에 대한 통합 분석 플랫폼 구축
3. 다중 신호 처리 기반 마우스 뇌에서 실시간 의도 인식 (decoding) 기술개발
4. 광유전학 기반 마우스 뇌에 실시간 아바타 위치 신호 입력 (encoding) 기술개발
- Cre-donner 마우스를 이용한 선택적 제어가 가능한 encoding 프로토콜 개발
5. 가상미로시스템에서 brain avatar 모델 검증
- 의도 뇌신호 decoding, encoding을 통한 마우스 뇌-아바타 인터랙션 구현

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

The voluntary action is a characteristic feature of the human brain. Especially, the volition is concerned with the selective action of the brain networks from various options. Though many studies about the intention have done, its origin is still a mystery due to its complexity.
In this project,

The voluntary action is a characteristic feature of the human brain. Especially, the volition is concerned with the selective action of the brain networks from various options. Though many studies about the intention have done, its origin is still a mystery due to its complexity.
In this project, we investigate multimodal information data to understand neural circuits related to the volition. Based on mice experiments, we develop and validate the integrated models of the neuronal circuits and the applications to BCI.

1. Making neuronal network modeling based on multimodal brain neuronal information from intention-related behavior experiment
(1) Understanding of brain network on the resting state using information flow methodology and graph theory
(2) Verification of neuronal network model with comparing to the perturbation method-based experiment

2. Developing diagnosis and prediction technology of brain function activity
(1) Making the analysis platform of brain function signal
(2) Establishing the neurological intention-based neuronal circuits

3. Finding decoding method based Real-time multimodal signal processing for recognized intention of the mouse brain
(1) Multimodal signal (Source localization, High-resolution EEG maps) to build real-time processing algorithm
(2) Motor intention detecting algorithm without visual information

4. Verifying encoding method for transfer real-time avatar location information
(1) Cell type specific control of excitatory neurons and inhibitory neurons in mice using Cre-donner
(2) Find the most effective encoding protocol for avatar movement

5. Demonstrating a virtual maze system using the brain-avatar model
(1) Building an virtual maze system through real time encoding and decoding of the intention of the animal

We look forward to that this study will contribute to understand the functional change of neuronal circuits. In addition, theoretical tools of this study are very useful to enhance the standard of medical diagnosis and cognition science. Also the technology we made such as the optogenetic brain stimulation techniques can contribute to applications to Brain-Computer Interface.

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• S U M M A R Y ... 7
• C O N T E N T S ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구 개발 과제의 개요 ... 10
• 제 1 절 뇌-컴퓨터 인터페이스의 인간적용 확대에 따른 정확성(accuracy) 및 정교성(fine control)에 대한 요구 증대 ... 10
• 제 2 절 의도관련 뇌계산 모델링 및 신호정보 분석기술의 필요성 ... 10
• 제 3 절 궁극적으로 인간에 적용될 기술을 일차적으로 동물모델부터 연구해야 할 필요성 ... 11
• 제 4 절 Optogenetics등 첨단 기법을 융합한 뇌신경정보의 기능적 분석 및 계산모델 개발 필요 ... 11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제 1 절 국내 연구 현황 ... 12
• 제 2 절 국외 연구 현황 ... 13
• 제 3 절 세계 주요 연구 프로젝트 비교 ... 14
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 15
• 제 2 절 연구개발의 추진 내용 ... 15
• 제 3 절 구체적 연구 개발의 내용 ... 16
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 33
• 제 1 절 연구개발목표의 달성도 ... 33
• 제 2 절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 35
• 제 3 절 연구개발의 최종목표 ... 35
• 제 4 절 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 36
• 제 5 절 연구개발목표의 달성도 ... 37
• 제 6 절 세부연구목표 및 가중치 ... 38
• 제 5 장 연구 개발의 결과의 활용 계획 ... 39
• 제 1 절 기술적 측면 ... 39
• 제 2 절 경제적 산업적 측면 ... 39
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 41
• 제 1 절 뇌신호 분석 기술의 개발 및 응용 ... 41
• 제 7 장 연구시설·장비 현황 ... 44
• 제 8 장 참고문헌 ... 45
• 끝페이지 ... 48