초록 ▼

□ 연구개요
일반인의 정신건강을 관리하기 위한 연구 및 뇌 헬스케어 플랫폼의 개발이 필요하며, 디지털 치료제(Digital Therapeutics)는 미래 신산업을 창출할 분야로 손꼽히고 있다. 따라서, 효과적인 뇌 상태 정량화와 비침습적 뇌 기능 조절 방법에 관한 연구를 통하여 최적의 뇌 상태 조절 전략을 제시하고, 일상생활에서 정신건강을 모니터링하고 조절하는데 일반인이 쉽게 사용할 수 있는 모바일 기반 디지털 뇌 헬스케어 플랫폼을 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통해 확보한 결과물을 아래의

□ 연구개요
일반인의 정신건강을 관리하기 위한 연구 및 뇌 헬스케어 플랫폼의 개발이 필요하며, 디지털 치료제(Digital Therapeutics)는 미래 신산업을 창출할 분야로 손꼽히고 있다. 따라서, 효과적인 뇌 상태 정량화와 비침습적 뇌 기능 조절 방법에 관한 연구를 통하여 최적의 뇌 상태 조절 전략을 제시하고, 일상생활에서 정신건강을 모니터링하고 조절하는데 일반인이 쉽게 사용할 수 있는 모바일 기반 디지털 뇌 헬스케어 플랫폼을 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구를 통해 확보한 결과물을 아래의 세부 목표에 대하여 정리하면 다음과 같다.
1) 뇌 상태 정량화/조절 기법 관련 자료수집 및 정량지표 개발
• 수면, 우울증, 집중력 관련 문헌 조사를 수행하였고 주요한 지표들을 정리함.
• 집중력 상태 조절을 위한 뉴로피드백 방법에 대한 문헌 조사를 수행.
• 집중력 지표를 세타파와 베타파의 비율로 정의하여 애플리케이션을 개발함.
2) 생체신호에서 뇌 상태를 효과적으로 정량화하는 기계학습 기반 모델 개발
• 뇌파의 교차주파수 정보를 활용하여 정보량을 최대화하는 기계학습법 개발
• 뇌 상태 분류 모델 일반화를 위한 방법 개발
3) 뇌 상태를 모니터링하고 정량화하여 피드백하는 뇌 헬스케어 플랫폼 개발
• 실시간 뇌파 콘텐츠 개발을 위한 API 및 시스템 구조도 설계.
• 집중력 향상을 위한 MindCar 및 모바일 버전 개발. 집중력 정보를 다양하게 활용 할 수 있는 어드벤쳐 게임 개발
• 우울증 뉴로피드백 VR 콘텐츠, 뇌파를 이용한 드론 조종/세계여행 콘텐츠 개발
4) 뇌 상태 조절을 위한 애플리케이션 평가
• 집중력 향상을 위한 MindCar 효과를 확인하기 위하여 20명 실험수행. 메모리 검사 중의 하나인 2-Back 검사에서 응답 누락률이 감소함을 확인.
• 자기효능감을 높이기 위해 개발된 세계여행 시스템 실험에서 10명의 피험자들은 평균적으로 기대감(4.3), 조작감(4.6) 및 편안함(4.4) 항목에서 좋은 평가를 함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
• 기존의 획일화된 뇌 상태 조절 애플리케이션에서부터 높은 몰입도 및 다양한 기능을 제공하는 뇌 헬스케어 디지털 콘텐츠로의 확장
• 디지털 콘텐츠 기반의 뇌 상태 정보를 활용한 애플리케이션은 일반인들도 쉽게 사용할 수 있을 것이며, 소스 코드의 공개를 통해 관련 연구자들도 활용할 수 있을 것으로 기대됨.
• 연구실 환경에서만 활용 가능한 기계학습법이 아니라 실제 상황에서의 제약을 고려한 기계학습법 개발을 통해 최소 전극 혹은 최소 데이터에도 사용할 수 있을 것으로 사료되어, 뇌-컴퓨터 인터페이스 기술의 도약에 기여할 것으로 생각함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2-1. 1차년도: 뇌 상태 정량화 및 조절 기법 개발 ... 4
• 2-2. 2차년도: 기계학습 기반 모바일 뇌 헬스케어 플랫폼 개발 ... 5
• 2-3. 3차년도: 모바일 뇌 헬스케어 평가 및 모델 고도화 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 29