'공부하기'에 해당되는 글 40건

  1. Summer School on Diffusion Tensor Imaging and Brain Networks (1)
  2. Anticorrelation in resting state fMRI
  3. Broken functional symmetry (F-symmetry) in the human brain.
  4. 일러스트레이터 임은하씨가 그려준 신체 운동 뇌도 (motor homunculus) (2)
  5. [Paper Review] TMS Simulation
  6. 2010 Sprint KHBM
  7. Diffusion Tensor Image of my whole brain & KHBM (4)
  8. Neuroscience, Rebabilitation Medicine
  9. Ready to start! (3)
  10. About Neuroscience

국가수리과학연구소에서 주관한 "확산텐서 영상기법과 뇌 네트워크 여름학교"에 참여했다.

사실 큰 기대는 없었으나... DTI를 이용한 네트워크 연구의 선구자이신 위스콘신 대학의 정무경 교수님의 강의 때문에 참석하게됬다.

원래 나는 학회나 워크샵에서 발표를 들으면, 늘 딴짓을 했었는데.. 언제부터인가 다른 사람들의 발표가 귀에 들어오기 시작했다. 다른 사람의 발표가 귀에 들어오기 시작하면, 자연스럽게 발표를 경청하게 되고, 또한 자연스럽게 연사와 interaction할 수 있는 기회가 생긴다.

이번 워크샵에서 가장 기억에 남는 것 세가지는 다음과 같다.

  1. DTI를 통해서 획득한 fiber tract 을 cosine 함수를 통해서 parametrization할 수 있다는 것
  2. T1 영상으로부터 white matter morphometry를 시행하고, 여기서 생기는 Jacobian matrix의 determinant를 이용해서 morphometrical network을 형성할 수 있다는 것.
  3. fiber tract을 electric circuit에서의 저항으로 생각하여 여러개의 tracts으로 두 지점이 연결된 경우에 length의 역수의 합으로 connection weight을 정의할 수 있다는 것.

1번 주제의 경우에는 다른 뇌영상 데이터에서도 적용 가능할 것 같다는 강한 확신이 들어서, 강연을 들으며 아이디어 스케치를 계속 했고,

2번의 경우에는 최근에 나의 관심사인 gray matter density 데이터로부터 morphometrical network를 추출하는 연구에 부가적인 insight를 줄 수 있을 것이라는 생각 때문에 아주 인상적이었다. morphometric connectivity라는 개념은 최근에 대두된 것으로, trophic influences (long term nutrition or environmental effects) 에 의한 것으로 설명할 수 있는 개념이다. 

3번의 경우에는 나도 몇달에 전에 생각했던 것인데... 사실 내가 영향력이 없는 연구자이고... 내 상상력을 뒷받침 해줄만한 충분한 논리가 없었기 때문에 사장되었던 아이디어..ㅋㅋ 내가 상상하고 있는 것이 대가 계열에 계신 연구자들도 생각하고 있는 것이라고 생각하니.. 흐뭇함.ㅋㅋ 좀더 agressive한 연구를 하고... 논리가 뒷받침 될 수 있는 상상력을 발휘할 수 있는 연구자가 되어야겠다고 생각했다..ㅋㅋ

지금으로썬 명확하게 정리되지는 않지만, 앞으로 1번과 2번 주제에 대한 연구를 더욱 심도있게 진행해야겠다는 생각을 굳건하게 할 수 있는 기회였다.



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최근 휴지상태 기능자기공명영상(resting state functional MRI, rs-fMRI)영상으로부터 connectivity 정보를 추출했을때 음의 상관관계가 나오는 현상을 이해하기 위한 연구가 많이 진행되었다.

시계열 데이터를 전처리하는 과정에서,
모든 channel의 평균값을 취한 정보를 global signal이라고 정의하고,
이것을 개별 channel 시계열 데이터에서 regression하는 부분이 있다.
global signal regression이라고 하는 부분인데, 이 과정에서 anticorrelation이 유도될 수 있다는 것이 수학적으로도 증명이 되었고, 다양한 시뮬레이션을 통해서 확인되었다.

원래 global signal을 regression한 이유는 호흡이나 심박과 비슷한 주파수로 진동하는 신호가  fMRI 데이터의 noise로 들어올 수 있기 때문에, 이것을 제거하기 위함이었지만...
anticorrelation을 형성하는 원인이 되었다.

그렇다면, global signal을 regression하지 않는 것이 좋은가?
아직 확신이 서지 않는다.

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The symmetry is the important thing in Physics. Somehow, however, charge and parity (CP) symmetry were broken at the early stage of Big-Bang... Similarly I think there was a functional symmetry (F-symmetry) in the human brain at the early developmental stage. However, it has not F-symmetry as we grown up. Each brain region has its own functions to encode our movements or speaking, and decode the complex inputs from visual, auditory, and sensory systems. The problem is that the left and right hemi-spheres don't have the same functional roles. I really wonder how and when the F-symmetry of the brain were broken... For example, the Wernike's (Broca's) area on the left hemi-sphere are activated when people are trying to understand the text (generating semantic words)... Also, Why the most people prefer to use right hand rather than use both hands at the same rate. Why it is lateralized to the specific hemi-sphere? We have to pay attention to figure out the origin of broken F-symmetry in the human brain. That's the role of Physicist working at Neuroscience research field. Having a curiosity on "why? why?, and again why?" is thing that I have to keep in mind as a physicist studying the brain.


June 26, 2011  

by Sunghyon Kyeong 
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내일 있을 발표 자료를 만들던중, motor homunculus를 웹에서 찾다가 해상도가 너무 안좋아서... 결국엔 임은하씨에게 일러트스를 부탁했다.

내가 원하는 대로 뚝딱! 그려줬다.

Motor Homunculus는 대뇌 피질 중에서 Precentral gyrus에 대당되는 영역과 각각이 어떤 운동기능과 연결되어 있는지 한눈에알아볼 수 있도록 그린 그림이다. 예를 들어서 뇌의 손상으로 왼쪽 귀보다 위쪽-앞쪽 영역에 문제가 생기면, 언어장애가 생실 수 있다. 

아뭏튼.... 그림 정말 맘에 든다^^;

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Title : Diffusion tensor MRI-based estimation of the influence of brain tissue anisotropy on the effects of transcranial magnetic stimulation
Authors : M. De Lucia, G.J.M. Parker et al.

This paper gives me an inspiration to study Neurophysics. 
The realistic human brain model enables us to study neuronal basis connectivity of the brain.
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2010 Sprint KHBM

보통 대한 뇌기능 학회(KHBM) 봄 학술대회는,
유명 초청 연사의 발표가 대부분이다.
2010년 봄 KHBM은 대전 KAIST의 뇌 및 바이오 공학과 건물에서 개최되었다.
사용자 삽입 이미지
<KAIST, 뇌 및 바이오 공학과 건물 전경>

사실 학회 전날 거의 밤을 샜기 때문에,
학회장에서 내내 자겠구나... 라는 생각으로 대전에 갔다.
생각보다 좋은 강연이 많아서,
졸면서 간간히 귀에 들어오는 부분들이 있었다.
"MRI를 촬영할때 FoV의 방향을 AC-PC에 맞춰야 하는 이유" 에 대해서
어느정도 답을 찾은것 같고, 정신분열증에 대한 뇌연구는
언제들어도 재미있는 내용이다.

다만 아쉬웠던 것은,
물리학회와는 달리 학회 분위기가 너무 어수선하고...
"아직 많은 부분에서 잘 organized되어 있지 않다." 는 느낌이었다.
내가 졸업하고, matured scieneist가 되었을 무렵에는
대한 뇌기능 학회가 좀더 정돈된 분위기에서,
세분화된 parallel session도 갖출 수 있는 학회로 발전하기를 기대해 본다.


 
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아래 그림은 우리 연구실에서 만들고 있는
NeuroAN이란 프로그램을 이용해서
나의 뇌신경 다발을 그린 건데..
음... 좀 예쁘다..ㅋㅋ

사용자 삽입 이미지

새로운 분야의 학회는 어떨까?
궁금했었는데...
어디가나 비슷하다...
포스터 세션은 대충...
내가 그렇게 생각하고 있어서 그런지 모르겠지만...

그리고 물리학과에 있을때
자잘한 상부터.. 큰상까지 받아봐서 그런지..
Neuroscience분야에서는
큰거 한방을 노려야지.. 라는 생각이 지배적이다.

학회 하루 전날부터 
인후통을 동반한 지독한 감기에 걸려서
사실은.. 학회도 제대로 즐기지 못했다.

다음번 학회때는 좀더 많은 경험을 해야지..


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처음으로 fMRI실험을 혼자서 진행했다.
물론 교수급의 방사선사 선생님께서 도움을 주셨기 때문에,
큰 문제 없이 진행할 수 있었다.

먼가 나의 실험 대상이 **사람**이라는게
매력적이지만,
그 대상이 힘들어 하는 모습을 볼때면...
나 또한 힘이 들고... 안쓰럽고....
머지않아 나의 부모님의 모습이 투영되기도 하고....
또!! 한!!  나의 모습이기도 하기 때문에,
마음이 씁쓸하다.

앞으로 약 4달 동안 진행될 실험은 재활의학과 선생님들과 함께하는 것으로,
뇌종증 환자들의 두개골 모터 영역에 repetitive Transcranial Mangetic Stimulation (rTMS) 자극을 주어, 운동력 회복에 얼마만큼 영향을 미치는가? 에 대한
연구이다.

음... 
뭔가 기대를 하고 있지만...
기대만큼 실망도 따를테지..??

뭐.. 그래도 열심히 해봐야지,
어쩄거나, 인류의 질병 치유에 조금이라도 도움이 되는 일이니까..
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Ready to start!

2009년 7월 16-22일, 폴란드 크라코우에서의 유럽물리학회를 마지막으로,
물리학도로서의 삶을 마감한다.

이제는... 6년간 배운 물리학을 바탕으로,
Neuroscience라는 새로운 분야를 도전하려 하는데..
막상, 내가 잘 할 수 있을지....
잘은 모르겠지만,
어찌되었건 내가 선택한 길이고...
내가 하게될 일이, 기초의학및 Neuroscience의 발전에
조금이나마 도움이 될 수 있도록...
노력해야지...

자...
예전처럼.. 모든 것에 최선을 다하던 시절로 돌아가서,
열심히 살아보자!!
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About Neuroscience

이제 우리는 악, 미, 희망 같은 것들에까지 이르렀다.
그러나 어느 것이, 종교의 표현법을 사용하자면,
신에게 가장 가까운 것인가? 미와 희망, 아니면 근본 법칙?
물론 올바른 길은 우리가 찾는 것이 사물들의
구조적 연관이라고 말하는 것이다.
그리고 모든 과학, 아니 과학 이외의 모든 지적 노력들은
이 위계관계 -- 미에서 역사, 역사에서 인간의 심리학,
심리학에서 뇌의 작용, 뇌에서 신경자극,
신경자극에서 화학 등의 상호간 연결 -- 를 알아내려는
노력이라고 말하는 것이다.
그러나 현재 우리는 이것들의 한 끝에서 다른 끝으로
이르는 선을 그을 수도 없고, 그을 필요도 없다. 지금 그것들 간에
상대적인 위계관계가 있다는 것을 우리가 겨우 알기
시작한 데에 불과하기 때문이다.
어느 부분이 산에 더 가까운지를 나는 알지 못한다.

 --- 파인만 ---



지난 6년간 학부 및 대학원에서 물리학을 공부 했다.
고등학교에서 공부한 것 까지 합치면 9년쯤 된것 같다.
현재까지의 교육과정에서 배운 것들은,
자연현상을 이상적은 환경으로 간결화해 놓은 상태에서
문제를 푸는 방법을 배워왔다.
물론 그것에서부터, 문제를 약간 복잡하게 하여,
"섭동이론"이라는 것을 통해 자연현상을 이해하는 방법도 배웠다.
그렇지만, 아직 "실제" 자연을 기술하는 정확한 방법에 대해서는
배우지 못했고... 그런일을 있을수가 없을 것이다.
자연은 그렇게 간단하지 않기 때문인다.

이제는, 지난 6년간 배워온 물리학을 바탕으로
새로운 학분을 공부해 보려고 한다.
Neuroscience라는 분야인데,
아직 이 분야에 대해서 "하나도 모른다."라고 말할 수 밖에 없지만,
내가 학부를 졸업하면서 연구주제로써 선택하고자 했던 것중의
하나이기에... 내게 충분히 열심히 연구를 수행할 수 있는
동기 부여가 될 수 있으리라 생각이 된다.



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