'공부하기'에 해당되는 글 43건

  1. Mac OS X 10.8 (ML)에 OpenCV 2.4.x 설치하기
  2. Amazon EC2에서 ec2-user에게 sudo 권한 설정하기 (2)
  3. Integrative Systems Neuroscience Research (2nd Symposium of the IBS) (2)
  4. Summer School on Diffusion Tensor Imaging and Brain Networks (1)
  5. Anticorrelation in resting state fMRI
  6. Broken functional symmetry (F-symmetry) in the human brain.
  7. 일러스트레이터 임은하씨가 그려준 신체 운동 뇌도 (motor homunculus) (2)
  8. [Paper Review] TMS Simulation
  9. 2010 Sprint KHBM
  10. Diffusion Tensor Image of my whole brain & KHBM (4)

Mac OS X 10.8에 Open CV를 설치하기 위해서는 몇가지 준비해야할 사항이 있습니다.

우선 필자가 OpenCV 를 build한 환경은
Xcode
 4.6.2 (4H1003)이상에 'Command Line Tools'가 설치되어 있는 상태입니다.

OpenCV 설치를 위해서 먼저 설치되어야 하는 라이브러리들은 다음과 같습니다.
- mp3lame, facc, faad, ffmpeg 


mp3lame 설치

curl -L -o lame-3.99.5.tar.gz http://sourceforge.net/projects/lame/files/lame/3.99/lame-3.99.5.tar.gz/download 
tar xzvf lame-3.99.5.tar.gz
cd lame-3.99.5 
./configure --disable-dependency-tracking CFLAGS="-arch i386 -arch x86_64" LDFLAGS="-arch i386 -arch x86_64"
make
sudo make install
cd ..
 


facc 설치

curl -L -o faac-1.28.tar.gz http://sourceforge.net/projects/faac/files/faac-src/faac-1.28/faac-1.28.tar.gz/download
tar xzvf faac-1.28.tar.gz
cd faac-1.28
./configure --disable-dependency-tracking CFLAGS="-arch x86_64" LDFLAGS="-arch x86_64" make
sudo make install
cd .. 


faad 설치

curl -L -o faad2-2.7.tar.gz http://sourceforge.net/projects/faac/files/faad2-src/faad2-2.7/faad2-2.7.tar.gz/download
tar xvzf faad2-2.7.tar.gz 
cd faad2-2.7
./configure --disable-dependency-tracking CFLAGS="-arch i386 -arch x86_64" LDFLAGS="-arch i386 -arch x86_64"
make
sudo make install
cd ..


ffmpeg 설치

curl -O http://ffmpeg.org/releases/ffmpeg-0.11.1.tar.gz
tar xzvf ffmpeg-0.11.1.tar.gz 
cd ffmpeg-0.11.1
./configure --enable-libmp3lame --enable-libfaac --enable-nonfree --enable-shared --enable-pic --disable-mmx --arch=x86_64
make
sudo make install
cd ..


OpenCV 2.4.5 설치

curl -L -o OpenCV-2.4.5.tar.bz2 http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-unix/2.4.2/OpenCV-2.4.5.tar.bz2/download
tar xvzf OpenCV-2.4.5.tar.bz2
cd OpenCV-2.4.5


여기에서 그냥 make 를 할 경우에 오류가 생기게 됩니다. 
오류를 피하기 위해서는 다음과 같이
OpenCV-2.4.5/modules/highgui 폴더 안의 CMakeLists.txt 파일을 수정 하면 됩니다.

CMakeList.txt 파일의158번째 줄 "if(HAVE_FFMPEG)" 바로 위에 아래의 내용을 Copy & Paste 합니다.

if(APPLE)
       list(APPEND HIGHGUI_LIBRARIES ${BZIP2_LIBRARIES} -lmp3lame -lfaac -lbz2)
endif(APPLE) 

이제 다음의 순서에 따라서 OpenCV-2.4.5 설치를 마무리 하시면 됩니다^^

cd OpenCV2.4.5 (OpenCV설치폴더)
mkdir build cd build cmake -G "Unix Makefiles" ..
make
sudo make install 


원문 출처: http://kimoppa.tistory.com/3

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Amazone EC2 instance를 생성하면,

자동으로 ec2-user가 생기게 된다. 하지만, 비번을 설정해 줘야 하는데.. 그렇게 하려면 root의 비번을 알아야 한다.

AWS EC2에 접속한 후에

~> sudo su -

를 입력하면, root 계정으로 바뀌는데... 이때

~> passwd ec2-user

를 통해서 default 계정인 ec2-user에게 password를 할당해 주고,

~> vi /etc/sudoers 

를 입력한 후에, 에디터 창이 뜨면

-----------------------------------

root    ALL=(ALL)    ALL

ec2-user    ALL=(ALL) ALL

-----------------------------------

을 추가해주면, ec2-user에게 root 권한이 부여된다.

추후에 작업은

ec2-user의 계정에서

~> sudo command

를 통해서, 모든 루트 권한의 명령어를 실행할 수 있음.


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제 2차 기초과학연구원 심포지엄이 한창 진행중이다.

다양한 분야의 우수한 연구역량을 가진 분들이 새로운 연구단장으로 선정되기 위해서 경쟁중인 가운데,

오늘은 Systems Neuroscience 분야의 심포지엄이 성남 파스퇴르 연구소에서 열렸다.



오늘 발표를 해 주신 네 분의 연사들의 발표에 대한 개인적인 소견을 몇자 적어본다.


Speaker 1: Seong-Gi Kim (U of Pittsburgh)

(Title: Functional Brain Mapping: Fron Neural Activity To Hemodynamic)

김성기 교수님께서는 Functional Brain Mapping을 위해서 microscopic level에서부터 macroscopic level까지 통합전인 연구를 진행해야 한다고 주장하셨다. visual area의 columnar organization에 대한 연구 결과를 소개해 주시면서, 현재 BOLD 신호가 갖고 있는 공간 해상도의 한계를 극복할 수 있는 방법으로 Cerebral Blood Volume의 측정을 제안했다. 조금 아쉬웠던 부분은, 다양한 scale에서의 뇌기능 매핑 연구의 중요성을 피력하셨지만, 정작 micro-level과 macro-level에서의 뇌연구를 어떻게 연계하여 연구가 가능한지에 대해서는 많이 다뤄지지 않은것 같아서 좀 아쉬웠다.



Speaker 2: Robert Turner (Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Science)

(Title: In-vivo Submillimetre MR Microscopy of Structure, Functional and Connectivity in Human Brain: Some Implications for Neuroimaging Research)

터너 교수님 발표 내용을 뇌에서 인출해 내지 못하는걸 보면, 너무 지루했거나... 나의 관심을 끌지 못했기 때문인것 같다.



Speaker 3: Ralph D. Freeman (UC, Berkeley)

(Title: Neurometabolic coupling in the central visual pathway)

프리만 교수님은 BOLD 신호의 initial deep 현상에 대해서 깊이 있는 연구를 진행하셨다. 현재, BOLD 신호에서 나오는 initial deep 현상은 뇌의 국소적인 영역의 neural activity가 발생하면, 순간적으로 oxyhemoglobin의 양이 줄어들게 되서,  oxy/deoxy 의 비율이 낮아지고, 이것이 BOLD 신호를 감소하게 한다는 설이 설득력 있게 받아들여지고 있지만, 이것에 대해서 신경생리학적 기전에 대한 정확히 이해가 된것 같지는 않다. 현재까지 BOLD 신호에서의 negative peak (initial deep)에 대해서 연구가 많이 이루어 지지 못했던 까닭은... fMRI로 전체 뇌영역을 영상화 하려면, 보통 2초 정도의 inter volume interval이 필요한데.. initial deep을 관찰하기 위해서는 적어도 500ms 이하의 시간 해상도가 필요하다. 전체 뇌영역을 cover하면서, 시간해상도가 500ms 정도로 fMRI 를 찍을 수 있다면, cognitive task에 대해서도 initial deep 에 대한 연구를 확장할 수 있을 것 같다는 생각이 들었다.



Speaker 4: Winrich Freiwald (The Rockerfeller University)

(Title: Understanding cortical networks: an integrated functional magnetic resonance imaging approach)

개인적으로 프레이왈드 교수님의 발표가 제일 인상적이었다. 키가 2미터쯤 되시는 거인이 발표하고 있는 모습을 어찌 기억하지 못할수 있는가? 프레이왈드 교수님은 주로 원숭이를 대상으로 얼굴과 사물을 인식하는데 중요한 역할을 수행하는 영역을 찾고, 여기서 찾은 여러 영역들에 침습적인 전기자극을 가했다. 이러한 자극을 가할때, 동시에 신경활동이 나타나는 영열을 찾음으로써, 열굴인식과 관련된 Temporal regions에서의 네트워크 지도르 만들 수 있었고, 또한 얼굴인식과 관련된 뇌 영역들 각각에 침습적으로 electrode를 찔러서 neural firing을 측정했다. 얼굴인식과 관련된 영열이 여러 부분이 있었는데, 어떤 영역은 모든 얼굴이 나오기만 하면 neuron이 firing했고.. 어떤 영역의 뉴론은 얼굴의 옆모습이 보일때만 firing했다. 

이 발표를 들으면서, 그럼 과연 이 연구를 인간에게로 확장할 수 있을까? 우선, 인간을 대상으로 연구를 진행하려면 침습적인 방법을 모두 비 침습적인 방법으로 바꿔야 가능할텐데... 과연 비 침습적인 방법으로 특정 영역의 neural firing을 특정할 수 있을까? 의문이 들고, 국소적인 영역에 자극을 가해야 하는데... TMS나 tDCS를 통해서 아주 국소적인 영역에 자극을 가하는 것이 가능한가? 어쩌면... MR-HIFU를 이용한다면 가능할지도 모른다는 생각이 든다.




아무쪼록, 우리나라의 Systems Neuroscience분야가 한단계 도약시킬 수 있는 분이 연구단자응로 선정되기를 기대하며...

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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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