초록 ▼

□ 연구개요
고령화 사회에 대비하여 치매의 진단 및 치료방법을 근본적으로 개선할 수 있도록 복합 근적외선분광기와 뇌파 기반의 휴대형 뇌영상 진단기술을 개발하고, 경두개교류자극기 기반의 인지기능 저하 치료기술을 개발하였다. 또한, 전두엽의 뇌자극 효과를 분석할 수 있는 뇌신호 발생 노드의 규명을 통하여 뉴럴네트워크 해석기술을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 저밀도 fNIRS-EEG 복합 뇌영상 구현: NIRS 56채널, EEG 6채녈이 탑재된 Wi-Fi형 무선 복합 fNIRS-EEG 시스템을 개발함

□ 연구개요
고령화 사회에 대비하여 치매의 진단 및 치료방법을 근본적으로 개선할 수 있도록 복합 근적외선분광기와 뇌파 기반의 휴대형 뇌영상 진단기술을 개발하고, 경두개교류자극기 기반의 인지기능 저하 치료기술을 개발하였다. 또한, 전두엽의 뇌자극 효과를 분석할 수 있는 뇌신호 발생 노드의 규명을 통하여 뉴럴네트워크 해석기술을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 저밀도 fNIRS-EEG 복합 뇌영상 구현: NIRS 56채널, EEG 6채녈이 탑재된 Wi-Fi형 무선 복합 fNIRS-EEG 시스템을 개발함. 높은 샘플링 주파수를 사용하여 시간분해능과 공간분해능의 정밀도를 높임.
2) 경두개 전기자극 기술: 기존 연구결과들을 바탕으로 경두개전기자극기를 이용하여 인지능력 저하에 적합한 뇌 영역별 활성화 영역 확립.
3) 전두엽 뇌신호 발생노드 규명: 다양한 과제를 수행할 때 대뇌피질의 뇌 활성도 변화를 fNIRS로 측정하고 분석하여 전두엽에서 발생하는 뇌 신호의 노드를 규명함.
4) 뇌영상 복합장치 개발: 뇌자극에 따른 뇌기능 변화 유무를 실시간으로 파악하기 위한 복합 fNIRS+EEG+tACS 기기를 개발함.
5) 뉴로피드백 모듈레이션 기술: 경두개전류자극이 뇌신경의 가소성을 생성하고, 뇌활성도 조절에 영향을 미침. 전류자극과 동시에 뇌신경영상을 통한 뇌 상태 피드백을 제공하여 자극의 지속시간을 조절함.
6) 뇌네트워크 제어 기초기술: 뇌네트워크를 제어하기 위한 정확한 혈류역학 신호를 획득하기 위하여 차분경로길이계수를 실시간으로 추정하도록 함. 피실험자의 움직임에 의해 발생하는 움직임 잡음과 저주파 잡음을 제거하기 위한 실시간 필터링 기술을 개발함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 본 연구에서 얻어진 진단 및 자극시스템을 활용하여 재활치료 효과 및 인지기능의 향상을 직접적으로 측정할 수 있고, fMRI에 상응할 수 있는 시간분해능과 공간분해능이 향상된 차세대 의료영상 원천기술을 확보할 수 있음.
- 또한 MRI, CT와 비교하여 낮은가격이고, 휴대성이 좋으며, artifact에 둔감한 장비로서 뇌질환의 조기진단 및 구급차, 응급실과 같이 위급 상황에서 환자의 상태를 신속하게 진단 할 수 있음.
- 실시간 인지능력 측정에 있어서 시간지연이 없이 정확한 신호를 검출하여 미래 신성장동력이 될 뇌산업의 핵심기술로 이용될 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 고령화사회에 대비한 새로운 뇌기능 진단기술 구축 ... 4
• 2) 전두엽용 치매의 진단 및 전기적 치료기술 개발 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1차년도 ... 5
• 2) 2차년도 ... 7
• 3) 3차년도 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 가. 학문적 파급효과 ... 15
• 나. 산업적 파급효과 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 17
• 7. 참고문헌 ... 17
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 28
• 끝페이지 ... 43