활성화 및 신경화학적 두뇌 기능 영상 PET 연구

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1 활성화 및 신경화학적 두뇌 기능 영상 PET 연구
억제적 반응통제 기능의 신경해부학 연구: 활성화 및 신경화학적 두뇌 기능 영상 PET 연구 Functional Neuroanatomical Study of Inhibitory Response-Control: Activation and Neurochemical PET Brain Imaging 연구책임자: 김상은 (성균관대학교 의과대학)

2 연구개발의 필요성 억제적 반응 통제: 효율적인 정보처리 과정(output) 에 중요
지능정보처리시스템 개발에 이에 대한 이해가 필수적 인지기능의 신경화학적 요소 신경화학적 요소가 반영된 인지모델이 필요 인지신경기전에 대한 신경화학적 접근 미흡 인지기능의 손상은 인지기전의 이해를 위한 훌륭한 역모델

3 기술 현황의 취약성 (미국을 100으로 하였을 때의 상대값)

4 (신경해부학적-신경화학적 통합 인지모델) 고차기능 응용시스템 개발을 위한 과학적 기반 구축
연구개발의 최종 목표 억제적 반응 통제의 신경해부학적 회로 규명 억제적 반응 통제의 신경화학적 기전 규명 인지신경기전의 신경화학적 해석 신개념의 억제적 반응 통제 인지모델 개발 (신경해부학적-신경화학적 통합 인지모델) 고차기능 응용시스템 개발을 위한 과학적 기반 구축

5 억제적 반응 통제 기능 정상 비정상(ADHD, OCD, 약물중독)
Neuroanatomical mapping 15O-Water PET Tasks Neuropsychological tests Behavioral study Neurochemical mapping Dopamine Acetylcholine GABA 처치효과(methylphenidate, SSRI, detoxification) 억제적 반응 통제의 신경해부학적 회로 규명 억제적 반응 통제의 신경화학적 기전 규명 인지신경기전의 신경화학적 해석 신개념의 억제적 반응 통제 인지모델 개발 (신경해부학적-신경화학적 통합 인지모델) 고차기능 응용시스템 개발을 위한 과학적 기반 구축

6 PET의 기술적 장점 높은 적용성 낮은 혼입효과(적은 소음, 개방된 공간) 지속적 심리 상태(주의, 정서 등) 측정에 유리
지속적 생리학적 상태(약물효과, 임상증상 등) 측정에 유리 신경화학적 영상(신경전달물질/수용체, 약물 작용 부위)

7 연구팀의 기술적 장점 효율적인 방사성추적자 합성 기술 보유 3D PET 영상 획득 기술 보유
신뢰성 있는 영상 분석 알고리즘 확보 GE PETtrace Beam energy Proton: 16.5 MeV Deuteron: 8.4 MeV

8 Fronto–thalamo-parietal
예상 연구 성과 신경해부학적 인지 신경망 규명 신경화학적 인지 신경망 규명 신경해부학적-신경화학적 통합 인지모델 개발 고차인지영역 DA, ACh, NA 감각연합영역 주의조절 기제 Fronto–thalamo-parietal network 감각연합영역 억제적 통제 영역 DA ACh NA DA, ACh, GABA 운동통제영역 각성 RAS

9 기대성과 및 활용방안 고차 인지기전의 기반 지식 제공 뇌과학 연구의 multi-modality system 구축
질병 vs. 건강: 뇌과학 연구의 영역 확대 인지신경기전의 신경화학적 신개념 창출 - 신경해부학적-신경화학적 통합 인지모델 개발 - Intelligent agent의 고차 인지기능을 위한 수학적 모델 개발 에 활용 - HCI, BCI 관련 응용기술 개발에 활용 한국인 표준 뇌와 뇌기능지도 개발에 data base 제공

10 과제 완료 시점의 예상 기술 현황 (미국을 100으로 하였을 때의 상대값)