한양대의공학연구소
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연구실 : Computational Neuroimage Analysis지도교수 : 이종민

소개 :

눈부신 발전을 거듭하고 있는 현대 과학에서 아직까지도 미개척 분야로 남아있는 부분은 바로 인간 뇌(Brain)의 구조와 기능을 밝혀내는 것이다. 현대 의학의 지속적인 발전은 뇌를 중심으로 하는 신경계에서 발생하는 각종 질환에 대해 질병 자체의 진단과 치료 면에서 많은 성과를 이루어 냈다. 그러나 뇌 신경계에서 일어나는 현상의 복잡성과 다양성은 아직까지도 우리가 연구해야 할 많은 부분을 남겨 놓고 있다.가상의 삼차원 환경 속에서 실시간으로 보고, 듣고, 느끼며 상호 작용할 수 있도록 한다. 사용자가 마치 실제와 같은 느낌을 받을 수 있도록 만들어주는 최첨단 기술이다.

지금까지의 뇌 연구는 기본적으로 생물학적, 화학적인 접근 방법을 통해 이루어 졌다. 더불어 물리학과 수학을 기반으로 한 공학적인 원리를 뇌 연구에 적절히 적용한다면 지금까지 알려지지 않은 수많은 새로운 사실들이 밝혀질 것이다. 왜냐하면 인간의 뇌는 수많은 신경세포들로 구성된 생물학적 대상인 동시에 신경세포들간에 신경전달물질을 서로 주고받으며 상호 정보를 교환하는 화학적인 대상이며, 전기적인 신호를 끊임없이 방출하는 물리학적인 대상이기 때문이다.

이러한 측면에서 뇌로부터 발생하는 물리, 화학적인 신호를 영상(Image)으로 재구성하여 인간의 뇌에 대한 분석을 시도하는 것은 1차원 생체신호나 화학적인 실험결과를 이용하는 것보다 뇌의 구조적, 기능적인 측면에 대해서 보다 더 직관적이고 신뢰할만한 결과를 제공할 수 있을 것이다. 또한 현재의 전자공학, 기계공학의 발전은 이러한 의학영상에 대해 컴퓨터를 이용한 분석 및 처리가 가능하도록 하였다. 지금까지 핵자기공명영상(MRI)나 양전자단층촬영(PET), 컴퓨터단층촬영(CT)등의 진보적인 영상들을 이용하여 뇌의 구조적, 기능적인 변화를 알아내고자 하는 많은 연구가 진행되어 왔다.

CNA(Computational Neuroimage Analysis)는 뇌의 구조와 기능 및 질환에 대해 주로 핵자기공명영상(MRI)을 이용한 정량적인 분석 방법 및 새로운 진단 기술의 개발을 주요 연구 테마로 하고 있는 팀입니다. 정상인을 비롯하여 정신분열병이나 강박장애 등과 같은 질환이 있는 환자를 대상으로 뇌 영상 분석을 통한 연구를 주로 하고 있다. 그 내용으로는,

  • 첫째, 뇌 조직의 구조적인 분류를 위한 MR 영상의 segmentation.
  • 둘째, 서로 다른 영상 간의 상호 비교를 위한 registration.
  • 셋째, 뇌의 3차원 모델링을 통한 Cortical Surface Parameterization.
  • 넷째, 인간의 인지기능의 변화를 평가하기 위한 기능형자기공명영상(fMRI).
  • 다섯째, 뇌 조직간의 연결관계를 White Matter 내에서 연구하는 확산자기공명영상(DTI).

CNA는 인간 뇌의 구조 및 기능을 밝히고 뇌과학 발전에 조그만 밑거름이 되고자 모든 연구원들이 끊임없이 노력하고 있다.