에너지 랜드스케이프 분석을 이용한 뇌 휴지상태 네트워크의 주파수별 상태변화에 대한 연구

Abstract

뇌자도, 기능성 자기공명영상 등 기능성 뇌 영상 기법들은 휴지상태 네트워크를 연구하는 주요한 도구들로 사용되어 왔으며, 이들은 특정 인지적 기능에 따른 뇌 영역간 상호작용의 시간적 변화를 보여 준다. 기능성 자기공명영상보다 높은 시간적 해상도를 가진 뇌자도 신호를 통해 휴지 상태에서 다양한 주파수의 영역별 신경 진동을 감지할 수 있다. 지감까지는 피어슨 상관계수와 같은 시계열 상관관계 측도들이 영역간 관계성을 측정하는 데 주로 사용되어 왔다. 하지만 다수의 뇌 영역 사이의 복잡한 상호작용을 이와 같은 측도로 정량화하는 것은 두 영역간 상호작용이 다른 영역들에 대해 독립적이지 않기에 한계를 가진다. 본 연구에서는 휴지상태 뇌자도 측정에 대한 최소 엔트로피 모형을 통해 영역 사이의 복잡하고 상호의존적인 상호작용을 분석하였다. 모형을 사용하여 여덟 개의 주파수 대역에 대한 에너지 랜드스케이프를 얻고 휴지상태 동역학을 분석하였다. 각 주파수 의존적 에너지 랜드스케이프에 따라 상태 확률 분포를 얻고 이를 실험적 상태 빈도와 비교하였다. 또한, 각 에너지 랜드스케이프에서의 국소 최저 상태를 구하고, 이들이 겹치는 영역을 관측하였다.