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청성하구에서 전기적 자극과 소리적 자극에 따른 뉴럴 반응 연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 청성하구에서 전기적 자극과 소리적 자극에 따른 뉴럴 반응 연구 | 2005 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 우지환(한양대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number H00017
Year(selected) 2005 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2008년 10월 31일
Year type 결과보고
Year(final report) 2008년
Research result report
  • Abstract
  • 난청환자의 경우 그 정도에 따라서 청력을 회복하기 위한 방법으로 인공와우를 사용한다. 인공와우(cochlear implant)는 와우각(cochlea)내에 전기적 장치를 삽입하여, 소리에 대한 자극을 변환하여 신경에 직접적인 전기자극을 하게 된다. 청력손실의 특성상 고주파 영역에만 심각한 청각손실이 있는 경우에는 인공와우를 이용한 전기적인 자극 방법과 소리적인 자극 방법을 동시에 이용한 연구가 진행되고 있다.
    본 연구에서는 기니픽 동물모델을 이용하여 전기적인(electric) 자극과 소리적(acoustic) 자극의 따른 반응 신호를 중뇌의 청성하구(inferior colliculus)에서 측정, 분석 방법을 제시하고, 두 자극간의 상호작용(interaction)에 관하여 연구하고자 한다. 또한 본연구에서는 뉴럴 신호를 분석하기 위하여, 잡음대 신호비를 향상시킬수 있는 신호처리 기법을 연구하고자 한다.
    본 연구에서는 와우각에 전극을 삽입하여 전기적 자극을 전달하고, 스피커를 통하여 소리자극을 전달하는 방식을 사용하였다. 또한, 뉴럴 반응을 측정하기 위하여 기니픽의 중뇌 청성하구에 필름형 마이크로 전극을 삽입하여 뉴럴 반응을 측정하였다.
    본 연구는 소리적인 자극과 전기적인 자극에 따른 중뇌의 반응 특성을 이해하고, 더 나아가, 두 자극간의 상호작용을 제시할 수 있어, 추후 인공와우 시술과 자극 방식에 기반지식을 제공할 수 있다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구 결과 청성하구에서의 소리적 반응에 따른 주파수 특성맵(tonotopicity)과 전기적 자극에 따른 특성맵을 구하여, 두 자극에 따른 특성맵이 유사함을 알 수 있었다. 전기적 자극시 청성하구에서 나타나는 반응의 크기는 자극의 세기에 따라 증가하며, 잠복기와 jitter 특성이 줄어들었다.
    소리적 자극에 따른 청성하구에서의 반응은 전기적 반응과 비교하여 상대적으로 완만한 특성을 보인다.
    독립신호분석을 통한 뉴럴 반응은 신호대 잡음비가 향상되었으며, 특성맵에 있어서는 보다 좁은 범위의 특성맵을 나타나게 되었다.
    두 자극간의 상호작용을 분석하는 방법으로서 마스크-프루브 방식을 이용하였다. 즉, 두 자극을 일정 간격을 두고 제시한 한뒤, 반응을 측정하여 두번째 자극에 대한 반응이 첫번째 자극에 따라 변화가 있을 경우, 두 자극간에 상호 작용이 있다고 판단한다. 이 방식에 의한 소리자극과 전기자극간의 상호 작용에 의한 연구결과, 전기적 자극 마스커의 레벨이 커질수록 프로브(probe)에 의한 뉴럴 반응 신호가 줄어드는 결과를 가져왔으며, 이러한 효과는 프로브 톤에 따라서 다르게 나타나는 결과가 나타났다. 또한, 두 자극간의 간격을 변화할수록 뉴런의 회복기가 길어져, 상호 작용이 줄어들었다.

    최근의 임상연구 결과에 따르면, 난청인의 경우 청력이 일부 남아 있는 경우, 남아 있는 청력을 보존하여 인공와우 시술을 할 경우, 언어 이해력이 훨씬 좋아진다는 결과가 나왔다.
    잔존하는 소리적 감각을 보존하고, 전기적 자극을 전달시 가장 효과적인 자극 방식에 대하여 추후 지속적인 후속 연구가 가능하다. 본 연구의 결과는 추후 임상을 통한 효율적인 청각 임플란트 자극 방식에 대하여 연구될 수 있는 기반 지식을 제공할 수 있다.
  • Index terms
  • 난청, 인공와우, 청각, 청성하구, 뉴럴 반응, 전기 자극, 청각손실, 기니픽
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