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알파파 자극 제시 후 뇌파의 ICA 및 비선형 분석 = Nonlinear analysis of the EEG elicited by alpha stimulus with independent component analysis
서명 / 저자 알파파 자극 제시 후 뇌파의 ICA 및 비선형 분석 = Nonlinear analysis of the EEG elicited by alpha stimulus with independent component analysis / 진승현.
저자명 진승현 ; Jin, Seung-Hyun
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 1999].
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초록정보

Blind source separation by Independent Component Analysis (ICA) has received attention because of its potential applications in signal processing. This method offers to the useful tool for analysing medical signals such as electroencephalograms (EEG). The goal of ICA is to recover independent sources given only sensor observations that are unknown linear mixtures of the unobserved independent source signals. In this paper, we research into the changes of brain dynamics by an external alpha-stimulator using ICA and nonlinear analysis methods. The alpha-stimulator generates visual and auditory stimuli of about 10Hz frequency which corresponds to the alpha rhythm of the EEG. EEG data have obtained before and after the application of the alpha-stimulator for 10 subjects, and we investigate the changes in dynamical brain states with ICA and nonlinear methods. Episodic memory processes are reflected in the theta band, and theta frequency is the dominent frequency of the hippocampal formation. Bilateral lesion of the hippocampal formation leads to the inability to encode and/or retrieve new episodic information. This paper shows that the correlation dimension and the Lyapunov exponent of dominent frequency components such as delta, theta, alpha frequency which has obtained by ICA are increased significantly in theta frequency after the application than before the application of the alpha-stimulator.

독립 성분 분석법은 정보 이론을 이용한 신호 처리에 적용되는 이론으로서 일반적으로 미지의 독립 소스의 선형 결합의 결과로부터 원래의 소스를 결정하는 'blind source separation' 알고리듬이다. 이 신호 처리 알고리듬을 생체 신호인 뇌파에 적용하여 뇌파의 독립 성분을 분리하였다. 이를 이용하면 특정 뇌파의 성분을 구성하고 있는 독립 성분들의 정보를 얻을 수 있고, 이를 이차원에 투영하여 독립 성분들의 발생 영역에 대한 정보를 얻을 수 있게 된다. 본 논문에서는 알파파 자극 제시 전·후의 뇌파를 독립 성분 분석을 하고 이로부터 분리된 독립 성분들 중 주요 주파수 성분들의 상관 차원과 리아프노프 지수를 구한 후 이 결과의 통계처리를 통해 그의 변화양상을 살펴보았다. 10명의 피험자들에게 알파파 자극 제시 실험을 행하여 뇌파를 측정하고, 이를 독립 성분 분석을 해서 얻은 독립 성분들을 또다시 비선형 분석을 통하여 상관 차원과 리아프노프 지수를 구한 후, 이 값들의 통계 처리를 통해 알파파 자극 제시 전·후의 뇌기능의 변화양상을 살펴보았다. 알파파 자극의 제시는 일시적(episodic), 어의적(semantic) 기억의 과정에 영향이 있는 세타파의 상관 차원과 리아프노프 지수의 증가시킴을 알아내었다. 결국 알파파 자극의 제시는 일시적 기억에 용이한 상태로 뇌를 활성 시킨다는 결론을 내릴 수 있다. 본 논문에서 제시된 바와 같이 독립 성분 분석과 비선형 분석을 함께 사용하면 뇌파의 독립 성분의 카오스적 성질의 측정을 용이하게 할 수 있게 된다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MPH 99021
형태사항 iv, 47 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Seung-Hyun Jin
지도교수의 한글표기 : 김수용
지도교수의 영문표기 : Soo-Yong Kim
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 물리학과,
서지주기 참고문헌 : p. 43-47
주제 독립 성분 분석
뇌파
알파파 자극
ICA
EEG
Alpha-stimulus
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