GSR & PolygraphCALVANIC SKIN RESPONSE &THE POLYGRAPHLesson 9 GSR & PolygraphCALVANIC SKIN RESPONSE & THE POLYGRAPH□ 배경 지식 및 이론사람이 가질 수 있는 여러 가지 감정 상태를 추론해내는데 쓸 수 있는 생체 신호에는 심전도(electrocardiogram), 전기피부반응(galvanic skin response), 호흡(respiration), 근전도(electromyogram), 피부온도(skin temperature), 혈류량변화 (blood volume pressure) 등을 포함한 여러 가지 신호들이 있다. 이러한 생체 신호들중에 우리는 가장 최소한의 장치 부착을 통해서 그 값을 얻어낼 수 있는 것이 GSR이다.Galvanic skin responce(GSR)GSR 은 피부가 일시적으로 외부 자극에 반응하면 전도도가 변화한다는 기본적인 현상이 발견된 이후로 많은 연구에서 이용되고 있고 심리적인 상태나 인지 과정 등에 민감하며 상대적으로 측정이 용이하기 때문에 주의, 정보처리 과정, 감정 상태, 흥분 정도 등을 측정하는데 주로 이용된다.Basic skin conductance loop그림과 같이 피부에 2 개의 전극을 붙이게 되면 상대적으로 전도도가 낮은 피부와 전도도가 높은 내피 사이에 존재하는 땀샘이 전기적 경로의 역할을 하게 되어 하나의 회로 루프가 형성되며 땀샘의 수에 따라 흐르는 전류의 양이 결정된다.GSR 파라미터위 그림은 자극에 대한 GSR 의 값 변화추이를 나타낸 그래프로, GSR 값의 수치적 수준과 전도도 증가에 의한 변화, 그리고 변화 이후에 다시 이전의 값으로 돌아오는 데 걸리는 시간, 자극이 주어진 시간과 GSR 값에 변화가 나타나기 시작한 시간과의 차이, 그리고 GSR 값이 최대치에 이르는데 걸리는 시간 등이 중요한 데이터가 된다.무의식적인 수준의 반응을 담당하는 자율신경계는 교감신경계와 부교감신경계로 나누어지는데, 외부 환경으로부터 스트레는 질문을 받게 되면 그 질문이 지니고 있는 의미 분석과 함께 대답으로 인하여 자신에게 미치게 되는 이익의 영향을 충분히 생각한 후에 적절한 대답을 하게 된다. 이때의 대답은 대체로 3가지로 생각할 수 있다.첫째, 자신의 이익과는 관계없이 진실을 말하는 경우 둘째, 진실보다는 자신의 이익을 앞세워 거짓말하는 경우 셋째, 긍정도 부정도 아닌 명확한 대답을 보류하는 경우이다. 이중 둘째와 셋째는 넓은 의미에서 진실을 숨기려는 태도로 볼 수 있는데, 이러한 경우에 정상인에 있어서는 심리적인 갈등을 느끼게 되며 이러한 갈등은 필연적으로 불안을 고조시킨다. 이렇게 시작된 불안은 여기에서 그치는 것이 아니라, 그 거짓이 밝혀짐으로써 져야할 도덕적, 종교적, 법률적인 책임과 그 뒤에 따르는 또 다른 사회적인 비난과 이제까지 쌓아온 사회적인 지위와 인간관계의 상실 등을 생각하면 할수록 불안은 더욱 고조될 것이며, 이러한 불안심리는 필연적으로 인체의 생리활동에 일련의 변화를 일으키게 될 것이다.출처: icu - 생체신호 분석을 통한 TV 시청자 선호도 추론충남대학교 - Auditory Evoked Skin Potential in Normal Subjects의학 생리학 - 아서 기튼 - 정담진실과 거짓 : 폴리그라프(거짓말 탐지기)란 무엇인가 - 성원사□ Data and calculationsSubject ProfileName : , Age : 22, Gender : FemaleHeight: 168cm, Weight: 60kg전체 결과 파형그림에서 보면 그래프 상단부터 GSR, Respiration, Heart Rate가 표시된다. 각각의 segment종료시 heart rate가 최저값에서 시작되었다. GSR의 단위는 저항의 역수이므로 값이 높을수록 전도도가 더 높다는 의미를 뜻한다. GSR의 최대값에 도달하는 시간도 중요한 의미를 가진다. 각 segment를 마치고 suspend를 클릭하면 파형이 피크값으로 기록되는 것을 볼 수 있는데 실험에서 무의미한 값이기 때문에 데이터 GSR[CH 3 Value]Resting(baseline)75.00000NC12.00000NC-0.03357NCQuietly say name75.94937I6.68896d0.06409ICount from 1075.00000NC2.22387d0.02747ICount from 3075.94937I12.21996I0.08850IFace touched78.94737I41.37931I0.06409IHeart RateRespiratory RateGSRHeart rate는 손을 얼궁에 댈때 78.98을 제외하고는 평균 75 BPM으로 차이가 거의 나타나지 않았다. 10까지 샐때는 Respiratory Rate가 최대로 감소하는 것을 볼 수 있는데 이는 숫자를 세는동안 호흡을 멈추었기 때문으로 예상된다. 얼굴에 손을 댈때 Respiratory Rate가 가장 높아진 이유는 피실험자에게 손을 댔을때 무의식적으로 피실험자가 움직이면서 이때 센서에서 그 동작을 감지했기 때문으로 예상된다. GSR은 resting time을 제외하고는 모두 양수를 나타냈다.segment2 실험시 파형의 형태B. Complete Table 9.2 with Segment 2 data.Table 9.2 Segment 2 DataSquare ColorHeart Rate[CH 41 Value]Respiratory Rate[CH 40 BPM]GSR[CH 3 Value]white77.92208I6.01202d-0.03662dblack75.00000NC5.98205d-0.03662dred75.94937I6.02410d-0.03052Iblue81.08108I5.86510d-0.05188dgreen80.00000I5.63380d0.00305Iyellow82.19178I6.62252d-0.01831Iorange80.00000I5.81959d-0.04578dbrown83.33333I6.26959d0.03052Ipurple78.94737I6.04230d-0.03662dHeart RateRespiratory RateGSRhte가 가장 낮았으며 녹색의 경우 respiratory rate가 가장 낮게 나타났다. 색상마다 GSR에도 차이가 있다. 색의 선호도나 색상의 밝기등과 같은 요인들이 GSR에 영향을 미칠것으로 예상했으나 실제로는 특별한 관계를 찾을 수 없었다.segment3 실험시 파형의 형태C. complete Table 9.3 with segment 3 dataTable 9.3 Segment 3 DataQuestionAnswerTruthHeart Rate[CH 41 Value]Respiratory Rate[CH 40 BPM]GSR[CH 3 Value]야동을 좋아한다.NN73.17073d14.35407I0.07019I씻는걸 싫어한다.NN81.08108I16.26016I-0.01221ISH이가 좋다.NN77.92208I16.85393I-0.07324dJW이가 정말 이쁘다.YY75.94937I10.83033d-0.09155d내친구는 모두 이쁘다.NN76.92308I14.08451I-0.10071d나는 45Kg이다.YN77.92208I13.69863I-0.00916IJS가 애인생기면축하해 주겠다.YN92.30769I10.58201d-0.03967d사귀고싶은 남자가 있다.YY81.08108I8.05369d-0.05798dSW가 남자로 보인다.NN84.50704I8.78477d0.04272I나는 정말 섹시하다.NN77.92208I40.00000I0.00305IHeart RateRespiratory RateGSR교제에서 의도한 질문으로 질문을 구성해 보았다. 질문이 너무 당연하거나 피실험자가 질문에 대해 의도를 파악해 자신의 감정을 제어할 수 있다면 실험은 의도하지 않은 결과를 초래할 수 있다. 거짓말탐지기의 원리를 보면 피실험자가 평상시보다 흥분한 상태의 생체신호 변화를 측정하는데 초점을 두어야 한다. 실험에서 보면 첫 번째 질문에서 이러한 특징을 가장 잘 살펴볼 수 있다. 사실 질문이 너무 자극적이거나 피실험자가 질문도중에 당황할때도 평상시와 다른 변화가 나타날 수 있다. 다른 수 있는 요소 중 하나이다. 이는 색상에 따른 뇌에서 반응하는 작용이 다르기 때문이다. 색이 어떠한 반응을 보이는지 피실험자의 색상에 대한 선호도와 이에따른 감정을 예측할 수 있다. 색상 비교를 통해 시각적 정보를 통한 피실험자의 심리상태를 파악할 수 있는 것이다.E. What major physiological changes account for the galvanic skin response?GSR 은 피부가 일시적으로 외부 자극에 반응하면 전도도가 변화한다는 기본적인 성질에 기반을 둔다. 피부에 2 개의 전극을 붙이게 되면 상대적으로 전도도가 낮은 피부와 전도도가 높은 내피 사이에 존재하는 땀샘이 전기적 경로의 역할을 하게 되어 하나의 회로 루프가 형성되며 땀샘의 수에 따라 흐르는 전류의 양이 결정된다.F. Give three reasons why polygraph testing of a person's sincerity and honesty may yield inconclusive results.거짓말 탐지기로 활용되는 GSR이 결정적인 결과로 활용되지 못하는 점은 실험환경과 피실험자의 심리적요인등 여러 요소가 오차로 작용할 수 있기 때문이다. GSR은 피부저항에 의한 전도도를 측정하기 때문에 만약 손에 땀이 많은 사람이거나 그렇지 않은 사람의 경우에서 같은 실험을 진행해도 다른 결과를 보여 줄 수 있다. 사람의 신체적 요인이 이처럼 실험에 요인으로 작용하는 것이다. 심리적상태도 이와 마찬가지이다. 환자가 실험시 극도로 긴장하거나 흥분상태에 도달해있는 경우 우리는 실험을 통해 감정변화를 감지하는데 제한이 있다. 질문의 유형에도 결과에 영향을 미칠 수 있다. 거짓말 탐지기로 활용할 경우 이익과 관계없는 진실, 진실을 숨기려는 태도, 도덕적, 종교적, 법률적인 책임이 뒤에 따르는 등의 부담스러운 일들은 피실험자의 불안심을 초래하기 때문에 실험시 제한을 두고 있다.□ 토의 및 결론이번실험은 GSR을 측정해보는 실험이다. GSR은 두 전극간의 피부의 전도도를 측았다.
ELECTROOCULOGRAPHY (EOG) & REACTION TIMELesson 10,11 결과Lesson 10 ELECTROOCULOGRAPHY (EOG)Eye Movement & Saccades and Fixation during ReadingStudent's Name :Lab Section: 2조Date : 08. 11. 04(실험일) / 08. 11. 08(제출일)□ 배경 지식 및 이론ELECTROOCULOGRAPHY (EOG)EOG는 망막의 정지전위를 측정하는 기술이다. 그 결과로 생기는 신호는 안전도라고 불린다. 그 주된 응용방법들은 안과진단과 눈알 동작기록에 사용된다. EOG는 개인의 시각적 자극들에 대한 반응을 나타내지 않는다. EOG는 측정범위가 넓은 장점이 있으나 정밀도가 떨어지고 출력이 근육과 눈꺼풀의 움직임에 크게 영향을 받으며 주위 조명에 순응해야하고 DC drift가 존재한다는 단점이 있다. 임상 장면에서 가장 많이 사용한다.안구의 운동고체가 공간에서 차지하는 위치는 기준 위치로부터 3축의 직선 운동과 3축의 회전 운동으로 기술할 수 있다. 눈의 움직임은 세쌍의 근육에 의해서 이루어지는데 신경 제어를 통해서 이 근육에 가해지는 힘의 조합과 안구 궤도의 점성, 근육의 탄성 등에 의해서 위치가 결정된다. 안구가 움직이는 동안, 안구의 회전 중심은 대체로 일정하게 유지되기 때문에 직선 운동은 무시할 수 있을 정도로 미미하고 따라서 안구의 회전 중심을 원점으로 하는 3차원의 회전으로 안구의 위치를 완전하게 기술할 수 있다.안구의 운동은 목적과 형태에 따라 시선고정과 시선이동으로 나눌 수 있다.voluntary movement(수의운동)과 involuntary movement(불수의운동)voluntary movement란 자신이 마음먹은 대로 할 수 있는 운동을 말한다. 이를 위해서는 먼저 운동을 하겠다는 의욕을 일으킨 후 관계하는 근육으로 보내는 운동지령 프로그램이 짜여지고, 각각의 근육으로 운동지령을 보내야 한다. 이러한 작용을 하는 것mplete Table 10.3 using Segment 2 data.Table 10.3 Segment 2 Data of Eye Orientation with Object MovementEye Orientation ->Stationary ObjectMoving Object TrackingMeasurement[Ch#]FlickingUpDownUp△T[Ch40](sec)0.081.510.9340.44p-p[Ch40](mV)0.210930.7032460.9070260.196254slope[Ch40](mV/sec)2.636680.46381-1.0040540.462058Eye Orientation with Object Movement - segment2segment1과 마찬가지로 flicking현상은 실험데이터에서 발견하는데 한계가 있었다. p-p에 비해 delta T가 매우 짧아 상대적으로 slope는 안구가 움직일때보다 높은 값을 가지는 것을 볼 수 있다.눈을 위로 움직일때 delta T가 1.07초만큼 차이가 나는데 이는 가장 초기 실험시 피실험자가 물체를 따라가는데 반응속도가 익숙해진 상태에 비해 느렸기 때문으로 보인다. 초기 이후 delta T가 점점 감소하는 것을 통해 이를 예측할 수 있다. 또 p-p값도 차이를 보였는데 눈을 아래로 내릴때가 위로 올릴때보다 더 큰 수치를 나타냈다. 따라서 slope가 더 가파른 쪽은 눈을 아래로 내릴 때 이다.D. Complete Table 10.4 with Segment 3 data. (Note: You may not have seven saccades per line.)Segment 3 signalTable 10.4 Segment 3 Reading dataMeasurementFirst LineSecond LineNumber of saccades77Duration of saccade :0.831.181.680.611.161.651.660.771.671.021.650.741.431.54Total duration of sacc)0.081.510.9340.44p-p[Ch40](mV)0.210930.7032460.9070260.196254slope[Ch40](mV/sec)2.636680.46381-1.0040540.462058delta T를 살펴보면 눈을 가장 초기에 눈을 위로 올렸을때가 가장 길었다. 그리고 실험을 하면서 delta T가 짧아지는 현상을 관찰하였다. 이는 실험환경에 피 실험자가 적응하면서 다음에 물체가 위치하는 시간을 인지하였기 때문으로 생각된다. 짧은 시간동안의 움직임에서 눈을 위로 올렸을때 p-p값이 가장 낮았고 눈을 아래로 내렸을때가 p-p값이 0.90mV로 가장 컸다. 갑작스러운 변화를 관찰하는 flicking은 관찰하는데 그 변화폭이 매우 작아 값을 측정하는데 어려움이 있었다. 매우 짧은 시간동안의 flicking을 측정할 수 있었고 따라서 slope가 가장 가파른 것을 확인할 수 있었다.H. Refer to Table 10.4 data and compare your results with at least three others in your class. What is the range of variation in % time of saccades per line.이번 실험에서는 한명의 피실험자만 값을 측정하였기 때문에 동일한 환경에서 동일한 글을 읽는 사람과 그 비교대상이 존재하지 않았다. 따라서 saccade를 사람마다 비교할 수 없었다. 편균적인 saccade의 duraion은 1.44초로 전체 글을읽는 시간에서 66.88%에 에당하는 수치였다. saccade의 주기는 거의 동일한 패턴에따라 나타났다. 줄에 해당하는 글자수의 길이에 따라 그 값에서 약간씩 차이가 있었다. 사람마다 글을 읽는 속도가 틀리고 습관도 다르기 때문에 따라서 saccade의 비율과 duraion은 분명 차이가 있을 것이다.I. Describe three types of involuntary movements during fixation on a stationary object.쪽으로 움직일때 p-p값이 가장 컸다. 또 flicking movements는 실험에서 그 값을 확인하는데 어려움이 있었다. flicking movements가 나타나는 지점의 delta T가 매우 짧았을 뿐만 아니라 그 p-p값도 매우 작았기 때문이다.segment2에서는 물체를 위-아래로 움직였을때 나타나는 EOG파형을 관찰하였다. 위아래로 움직였을때와 오른쪽-왼쪽으로 눈을 움직였을때의 p-p값은 눈을 위아래로 움직였을때가 더 컸다. 약 2배정도의 크기차이가 나타났다. 시선의 움직임이 눈을 위-아래로 움직였을때 더 크다는 것을 이를 통해 유추 할 수 있다. 시선의 움직임이면서 delta T는 시간이 지날수록 짧아지는 것을 실험을 통해 볼 수 있었는데 이는 피실험자가 물체의 움직임을 인지하기 시작하면서 시선을 움직이는데 이를 활용하였기 때문이다. 눈을 아래로 움직였을때가 눈을 위로 움직였을때 보다 p-p값이 컸으며 segment2에서도 segment1에서와 마찬가지로 flicking movements가 매우 작았다.segment3실험은 매우 흥미있는 실험이였다. 우리가 글을 읽을때 시선의 움직임을 확인할 수 있었기 때문이다. 우리 시선은 연속적으로 글을 읽는것처럼 느끼지만 사실은 일정한 주기를두고 마치 점프를 하듯이 점을 찍어가며 시선이 이동하는 것이다. 시선이 어떻게 움직이는 가에 대한 논문을 찾았을때 주변환경은 어두운 환경에서 머리를 고정된 상태에서 이를 확인하였다. 사실 실험에서는 밝은 조명아래 글을 읽으면서 머리가 움직였을 수 있으므로 그 데이터가 정확하지는 않지만 saccade가 이루어지는 것을 확인하는데는 무리가 없었다. 이번실험은 처음으로 EOG를 bio pac을 이용해 측정해 보았기 때문에 매우 재미있었던 실험이 된것같다.Lesson 11 REACTION TIME 1)□ 배경 지식 및 이론reaction timereaction time자극을 제시할 때부터 관찰자가 자극에 대해 반응할 때까지 걸리는 시간을 말한다. 반응시간은 종종 처리 속도의 측st trial)Segment 2(2nd trial)Segment 3(1st trial)Segment 4(2nd trial)10.290 s0.294 s0.280 s0.330 s20.228 s0.292 s0.264 s0.296 s30.216 s0.276 s0.256 s0.312 s40.354 s0.308 s0.246 s0.310 s50.282 s0.506 s0.270 s0.294 s60.210 s0.322 s0.274 s0.266 s70.216 s0.288 s0.266 s0.314 s80.298 s0.302 s0.274 s0.302 s90.310 s0.282 s0.266 s0.332 s100.268 s0.308 s0.302 s0.304 sMean0.267 s0.318 s0.270 s0.306 sREACTION TIMES (ms)위 그래프와 표는 각 segment에서의 반은 시간을 보여주고 있다. 각 segment의 평균 반응시간은 0.267, 0.318, 0.270, 0.306초이다. 이 값은 아래 표의 결과와 원하는 데이터를 얻는 자료로 활용된다. 한사람만의 정보만을 가지고 비교를 할 수 없기 때문에 다른 조에서 실험한 데이터를 활용하여 평균값을 서로 비교해 본다. segment1과 2는 임의의 시간에서 소리가 났을때 피실험자가 버튼을 누르게 된다. segment3,4에서는 규칙적인 리듬에 맞춰 피실험자가 버튼을 누르게 된다. 결과가 차이가 나오지만 실험을 진행하면서 반응하는 시간의 편차가 점차 좁하지는 것을 그래프를 통해 확인할 수 있다.C. Comparison of reaction time to number of presentationsTable 11.2 Comparison of student's reaction time to number of presentationsStudent'sNamePresentation NumberOneFiveTen실험자 10.1800.1500.180실험자 20.2650.2200.245실험자 30.2800.2700.302실험자 4.
Lesson 3,4 실험결과Electroencephalography (EEG I,II)Relaxation & Brain Rhythms,Alpha Rhythms in the Occipital LobeLesson 3 Electroencephalography IRelaxation & Brain Rhythms□ 배경 지식 및 이론○ 뇌파 (EEG:Electroencephalogram)정신현상이나 운동, 감각 등을 관장하는 최고위의 중추인 뇌는 그 중에 포함되어 있는 많은 신경세포 상호의 결합 형태나 활동에 의해서 여러 가지의 움직임을 나타낸다. 이러한 활동을 외부에서 기록하는 것이 뇌파인데 일반적으로 두피 상에 전극을 접착하여 어느 정도 넓은 부분의 활동을 살피고자 하는 것이다. 일반적으로 뇌파라 하면 두피전극에서 포착된 두피뇌파를 말한다.EEG그러나 두피뇌파 외에도 사용하는 전극이나 설치 방법에 따라서 여러 가지 기록 방법이 있다. 뇌파는 인간의 의식 상태에 따라 변화하고 특유의 패턴을 보인다.보통 뇌파는 0.5~30Hz의 주파수를 갖는데, 주파수의 높고 낮음에 따라 알파파(α), 베타파(β), 세타파(θ), 감마파(γ), 델타파(δ)등으로 나누어진다. 사람에서는 그림과 같이 희미하게 잠이 깨어 있을 때는 10Hz 정도의 알파파, 말짱하게 깨어 있을 때는 진폭이 작은 14~30Hz의 베타파, 깊은 수면 중에는 진폭이 큰 0.5~3Hz의 델타파를 나타낸다. 뇌파의 종류에 대한 설명은 다음과 같다.① 알파(α)파-인간에게 가장 흔한 형태의 파로 1초에 8~12회-정신적으로 안정된 경우, 조용한 환경에서 잘 나타나는 뇌파이다.-두정부, 후두엽에서 우세하게 나타난다.② 베타(β)파-불규칙적이며, 1초에 18~24회- 신경계가 활동 중일때, 사람이 흥분할 때 나타나는 뇌파이다.- 전두엽, 측두엽에서 우세하게 나타난다.③ 세타(θ)파- 1초에 4~7회- 감정 상태 표현 시, 뇌의 장애 시 발생한다.- 정상 성인에게서는 잘 나타나지 않는다.④ 델타(δ)파- 0.3~3.5초에 4 수 있었다. Beta의 변화는 뚜렷이 관찰할 수 없었고 Delta파의 경우 눈을 떴을때가 눈을 감았을때보다 수치가 높게 나타났다. 실험전 이론에서 알아봤던바와 같이 실제 Alpha파가 눈을 감았을때 수치가 높게 나타남을 알 수 있다. 이러한 현상을 alpha-blodking리고 한다.B. EEG Frequency MeasurementsTable. 3.3 Frequency (Hz)RhythmChannelCycle 1Cycle 2Cycle 3MeanAlphaCH 210.52631622.2222229.09090913.946482BetaCH 322.22222225.00000016.66666721.296296DeltaCH 42.5316461.2820512.3809522.065036ThetaCH 55.8823535.1282056.2500005.7535193EEG Frequency를 보면 Alpha의 frequency의 변화를 명확히 관찰할 수 있다. 눈을 감았을 때 진폭이 눈을 뜬 후 보다 저주파 파형이 나타나고 눈을 뜬 상태의 파형이 고주파 파형이 나타남을 알 수 있다. 후두엽에서 시각영역을 담당하기 때문에 변화를 더욱 잘 관찰할 수 있었다. Delta파의 경우 수면시 발생하는 파형이므로 눈을 감았을때가 눈을떴을때보다 상대적으로 frequency가 높게 나온 것으로 예상된다.□ QUESTIONSC. List and define two characteristics of regular, periodic waveforms.-주파수(frequency) : 일정한 크기를 가지는 전류나 전압의 변화가 주기적으로 나타났을 때 이러한 현상이 단위 시간 동안 몇번 일어났는지를 나타낸다. 단위로는 헤르츠 외 다른 단위로는, rpm(revolutions per minute), rad/s(radians per second), BPM(beats per minute)등이 있다..-위상(phase) : 기준 위치와 비교하여 동시간대에 다른 장소에서 같은 파의 파형 위치의상대 위치를 말한다. 진V만큼 커진것을 관찰할 수 있다. 이는 눈을 떴을때 신경세포들과 같이 눈을감았을때 보다 더 많은 뉴런이 동시에 자극을 받기 때문이다. beta파의 경우 눈을 감았을때와 떴을때 큰변화를 관찰할 수 없었다.ii. Does the beta rhythm become more pronounced in the "eyes open" state?이론대로라면 눈을 떴을때 시각감각이 활성화 되기 때문에 beta파의 수치가 더 높게 나타나야 한다. 베타파의 경우 사람이 적당히 긴장하고 있을 때에는 나타나는 경향이 있다. 피실험자가 뇌파를 측정시 실험을 하고 있다고 인지하고 있는상태이기 때문에 평소와 마찬가지의 안정된 상태보다는 약간의 긴장을 가질 수 있기 때문에 실제 실험에서 큰 차이를 보이지 않은 것으로 보인다.F. The amplitude measurements(stddev) are indicative of how much alpha activity is occurring in the subject. but, the amplitude values for beta do not truly reflect the amount of mental activity occurring with the eyes open. Explain.alpha파는 두뇌의 정보처리가 감소할 때 나타나는 뇌파이다. 보통 눈을 감으면 눈으로부터 들어오는 정보가 없어지기 때문에 시각중추가 있는 후두부에서 alpha파가 잘 나타난다. 반면 사람이 적당히 긴장하고 있을 때에는 beta파가 주로 나와 일을 효과적으로 수행할 수 있게 해준다. 또한 사람이 의식을 하고 있으면 beta파가 더 많이 나타나게 된다. 실제 피실험자가 의식을 하지 않았다는 가정하에서는 beta파의 변화를 관찰할 수 있을지도 모르나 실험이라는 환경을 인식하고 잇기 때문에 beta파 수치가 증가된 상태에서 실험을 하게 된다. 따라서 실험에서는 beta파를 측정하는데 어려움이 있다.G. Examine the delta and theta rhythm. 관찰하였다. 실험을 진행하기 앞서 머리카락이 실험에 큰 오차를 발생할 수 있기 때문에 여성피실험자보다는 남성피실험자를 대상으로 실험하였다.파형을 관찰하는데 주파수의 변화가 전압을 이용해 어떠한 변화가 있는지 관찰하게 된다. 첫 번째 결과데이터를 통해 눈을 감았을때와 떴을때 뇌파의 변화가 어떠한지 관찰할 수 있었다. alpha의 경우 가장 큰 변화를 보여주는데 실험에서 전극을 붙인 부분이 시각영역을 담당하는 후두엽이기 때문에 가장 눈에띈 변화를 보여준것이라 예상된다. 예상했던것 보다 alpha파의 빠른 변화를 관찰할 수 있었다. beta파의 경우에는 사람이 실험을 인지하고 있는 상태에서 실험을 하였기 때문에 큰 변화를 관찰할 수 없었다.Frequency 결과를 보면 alpha의 frequency의 변화를 관찰할 수 있다. 상대적으로 눈을 뜬 상태에서 고주파가 발생하였다. Delta파, Theta파는 이번 실험에서 특별한 변화를 관찰할 수 없었다.실험 중간중간마다 머리에 붙어있는 전극이 머리카락에 의해 떨어지기도 하고 밴드로 머리를 고정시켜도 움직임이나 접착력 저하로 잘 떨어져 실험을 진행하는데 어려움이 많았다. 뇌파의 경우 피실험자의 의식과 상태에 의해서도 쉽게 변할 수 있는 요소이기 때문에 파형을 관찰할 때는 빠르고 정확하게 실험방법대로 실험을 진행하는게 가장 중요했던 부분이였다. 이번 실험에서는 여성피실험자의 뇌파를 관찰할 수 없어 남성과 여성의 뇌파가 어떠한 차이가 있는지 실제적으로 비교할 수 없었던게 가장 아쉬움으로 남는다.Lesson 4 Electroencephalography IIAlpha Rhythms in the Occipital Lobe□ 배경 지식 및 이론○ cerebral cortex대뇌엽(Cerebral Lobes)뇌의 신경센서들대뇌피질은 뇌 표면의 대부분을 차지하고 있기 때문에 매우 넓으므로 다시 여러 대뇌엽으로 나누어진다. 대뇌엽의 명칭은 대체로 각 대뇌엽이 있는 부위의 두개골의 이름을 따라 전두엽(frontal lobe), 두정엽(paMaleA. Complete Table 4.1 with the amplitudes of the recorded data in the control and experimental conditions.Table 4.1SegmentConditionRaw EEG[1-Stddev]Alpha[40-Stddev]Alpha rms[41-Mean]1Eyes Closed(Control)3.44920 (uA)1.13797 (uA)0.21876 (uA)2Eyes Closed, performing MentalMath3.20266 (uA)1.10587 (uA)0.21665 (uA)3Eyes Closed,recovering fromHyperventilation15.84287(uA)2.44228 (uA)0.47167 (uA)4Eyes Open4.05903 (uA)1.35026 (uA)0.26817 (uA)피실험자가 Hyperventilation하는 경우 Raw EEG의 부분이 수치가 다른 상태에 비해 매우 증가하는 것을 관찰할 수 있다. alpha파의 경우에도 갚이 증가한다. 눈을 감았을때를 기준으로 table수치를 본다면 계산을 수행하는 동안에는 큰 변화를 관찰할 수 없다. 이는 눈을 감고 있는 상황에서도 상태를 인지하고 있기 때문이다. alpha파의 경우 활동상태나, 복잡한 계산, 외부적 상황에 대응하는 긴장상태 등에서 발생할 수 있는 것으로 알려져 있다.B. What is the frequency of an alpha rhythm from Segment 1 data? 12.5 HzDoes this agree with the expected values? YESC. Complete Table 4.2 with the mean values of alpha-rms channel from Table 4.1.Table 4.2SegmentExperimental ConditionExperimental MeanControlMean(Seg1)Calculate the Difference(Exp.-con하였다.
Electromyography(EMG I,II)Standard & Integrated EMGMotor Unit Recruitment & FatigueLesson 1 Electromyography IStandardandIntegratedEMG□ 배경 지식 및 이론○ Electromyography골 격근을 몸밖으로 드러내지 않고, 체내에 있는 상태에서 얻는 근육의 전기적 활동을 기록하는 일. 이 근육의 전기적 신호를 전도계 로 유도, 증폭하여 기록해서 관찰하는 것을 말하며, 신경이나 근육병의 진단의 보조검사법 중 하나이다.EMG 장비근전도검사에 잘 쓰이는 용 어 신경근 단위(NMU: Neuromuscular unit)가 있는데 이 NMU란 하나의 근육세포의 운동을 위해 필요한 신경과 근 육세포를 이르는 말이다. 즉 근육세포 한 개와 그것을 지배하는 신경세포(척수의 앞쪽에 존재하므로 이것을 척수전각세포라고 한다) 와 그것에서 나오는 신경섬유를 이르는 말이다. EMG는 NMU의 이상 유무를 검토하는 것이다.○ 근전도의 종류-일반 근전도: 침자극에 의한 검사근육 내에 전극침을 찔러 넣어 안정시 또는 수의 운동시의 근육 활동전압을 직접 유도.-유발 근전도: 전기자극에 의해 유도하는 검사.근육을 지배하고 있는 말초신경을 피부 위에서 전기자극하여 그로 인해 유발되는 근육 활동 전 압, 말초운동 신경 전도 속도 측정에 이용.-신경전도검사 (Nerve Conduction Study ; NCS)신경전도검사란 말초신경에 전기적 자극을 준 후 자극점의 원위부 또는 근위부에서 그 반응을 살펴보는 검사 방법으로서 각종 말초신경질환의 진단에 사용한다. 통상적으로 상지에서는 정중신경(median nerve)과 척골신경(ulnar nerve), 하지에서는 비골신경(peroneal nerve)과 후경골신경(posterior tibial nerve), 비복신경(sural nerve)를 검사한다.-반복신경자극검사(Repetitive nerve stimulation test ; Jolly test) 여성이 더 높게 나왔다. 1~3번째 단계의 결과는 최대의 힘을 주었을때의 결과가 아닌 단계적인 결과수치를 말하기 때문에 1단계에서 처럼 남자피실험자의 결과가 더 높게 나올 수 있음을 예상할 수 있다. 4단계에서 결과를 통해 실험을 분석해보면 최대의 힘을 이끌어 내는데 사용하는 근육의 saturation정도가 여성이 높다는 것을 알 수 있다.B. Use the mean measurement from the above to compute the percentage increase in EMG activity recorded between the weakest clench and the strongest clench of Forearm 1.남자 피실험자Forearm 1Calculation : (0.23552/0.04152*100)/ Answer : 약 567%Forearm 2Calculation : (0.21898/0.03285*100)/ Answer : 약 666%여자 피실험자Forearm 1Calculation : (0.16489/0.05733*100)/ Answer : 약 287%Forearm 2 %Calculation : (0.20440/0.03987*100)/ Answer : 약 512%C. Tonus MeasurementsCluster#Forearm1 (Dominant)Forearm2P-P[3p-p](mV)Mean[40mean](mV)P-P[3p-p](mV)Mean[40mean](mV)10.195310.020360.205080.0206320.226440.024460.225830.0227030.237430.026620.373540.0308840.311890.019260.369260.02354maleCluster#Forearm1 (Dominant)Forearm2P-P[3p-p](mV)Mean[40mean](mV)P-P[3p-p](mV)Mean[40mean](mV)10.133060.011570.125730.0116720.151980.016290.175780.ns? Explain.차이가 있다. 남자피실험자와 여자피검자의 근육분포 상태와 근력이 다르고 사람에 따라 근수축량에 차이가 있다. 경험적으로도 피실험자로 참여한 필자는 왼손의 근력이 조금 더 강해 무거운 물건을 나를때로 오른팔보다 왼팔을 주로 사용한다. 실험결과에서 나왔듯이 clench strength정도에서 왼팔이 오른팔보다 높은 결과를 보였다.G. Explain the source of signals detected by the EMG electrodes.생체전위는 신경,근육,선조직의 구성성분인 흥분성세포들의 전기화학적인 작용에 의해 발생한다. 각각의 흥분성 세포는 세포내부와 외부 사이에 일정한 전위를 유지하고 있다. 안정상태에서 세포막은이온에 대하여 투과도가 높지 않으며과이온은 다소 자유롭게 투과시킨다. 적정자극이 인가될 때 활동전위를 전달한다.. 근섬유들은 활성 혹은 불활성 특성을 지닌 모든 근섬유들로 구성되어있으며 단위 생체전기 발생원을 구성하고 있다. 활성화된 섬유들로부터 유발된 세포의 전위는 지속시간이 3-15ms정도인 삼극상형태이며 운동신경단위의 크기에 따라 20-2000V정도이다. EMG는 이이런 단일운동신경단위(SMU)나 포피부위에서의 전기적인 활동을 측정한다.H. What does the term “motor unit recruitment” mean?골격근은 기능면에서 운동신경단위( motor unit)를 기본단위로 이루어져 있다. 운동신경단위는 수의적으로 활성화될 수 있는 가장 작은 기본단위이며 이때 모든 근섬유들은 동시에 활성화된다. motor unit recruitment은 근수축의 정도를 증가시킴에 따라 같은 운동단위 또는 추가의 운동 단위가 순위적으로 활동화 되는 것을 의미한다I. Define skeletal muscle tonus관절의 저항성 및 안정 상태에서의 근 탄력성을 일컫는 말이다. 골격근의 수축은 뼈를 움직이는데 필수적이다. 뼈는 지렛대로서 작용하고 관절은 지렛목을 회전시키며 근육은 지렛대를 움직이는데 힘을 제공한다. 몸두고 그 결과가 어떻게 해서 나타났는지 알기위해서는 사전에 기본지식이 없어서는 안됐다. 앞으로 실험을 진행하기 이전에 생리와 관련된 사전지식을 충분히 익힌 후 실험을 진행해야 결과를 예측하고 분석하는데 많은 도움이 될것으로 보인다.Lesson 2 Electromyography IImotor unit recruitment/Fatigue□ 배경 지식 및 이론○ motor unit: 운동단위운동을 이루는 단위를 묶어 말한다. 즉, 운동을 유발시키는 척수의 앞뿔세포(운동신경이 주로 모여 있는 곳으로 뇌에서 전달된 운동 이 수행되도록 근육에 전달시키는 역할을 한다), 전달신경축삭, 말단 신경-근육 접합부, 그리고 운동을 실제 이루는 근육 등을 모 두 묶어 이르는 말이다.muscle은 많은 motor unit로 구성되어 있고,하나의 motor unit는 brainstem 또는 spinal cord로 부터의 single branching neur on로부터 motor end plate에 의하여 연결된 25∼2000 muscle fiber로써 구성되어있다.○ 운동단위 (motor unit)의 종류골격근은 운동신경의 명령에 의해서만 수축하는 수의근으로 한개의 근육에 여러 종류의 운동단위가 섞여 있으며, 한 운동단위는 한 종류의 근섬유만 지배하는 것이 특징이다.- FF (fast-twitch fatigable)운동단위, FG (fast, glycolytic)운동단위- FR (fast-twitch fatigue resistance)운동단위, FOG (fast, oxidative glycolytic) - S (slow twitch)운동단위, SO (slow, oxidative) 단위- FI (fast, intermediate fatigability) 운동단위FF단위와 FR단위 중간 특성을 갖는 운동단위로 주로 동물에서 분류한다.□ Data and calculationsSubject ProfileName : , Age : 25, Gender : MaleName : , Age : 22nt. EMG[CH 40]mean(mV)Force at Peak [CH 1] mean(kg)Raw EMG[CH 3] P-P (mV)Int. EMG[CH 40]mean(mV)11.160050.439450.042701.527550.498660.0450022.522050.517580.046384.077900.549930.0622934.139370.515750.060846.190880.869750.0957646.275200.847780.095208.117081.070560.11088514.483652.114260.2275613.863691.783450.17236female - Force at Peak mean (kg)여자피실험자의 경우는 남자피실험자와 달리 오른쪽 수치가 왼쪽수치보다 높게 나타났다. 이는 peak 1~5단계중 최대값은 5를 비교했을때이다. 전체적으로는 forearm 2의 수치가 높게 나타났는데 이는 단계별로 힘을 주었을때 왼쪽팔의 단계에서 힘을 오른팔의 힘보다 더 주었기 때문이다. 여자피실험자는 Dominant한 오른팔의 근육이 왼팔의 근육보다 더 발달했음을 예상할 수 있다.B. Complete Table 2.2 using Segment 2 data from each arm.Seg. 2 Forearm 1 (Dominant)Seg. 4 Forearm 2MaximumClench Force50% of maxclench forceTime toFatigueMaximumClench Force50% of maxclench forceTime toFatigueCH 1 valuecalculateCH 40 delta T*CH 1 valuecalculateCH 40 delta T*17.542418.6814115.1280019.012149.4487113.81400왼팔의 Maximum Clench Force가 오른팔의 Maximum Clench Force보다 더 높은 수치로 시작하였다. 절반으로 떨어지는데 걸리는 시간은 오른팔이 대략 1초정도 느렸다. 피로도 측면에서는 오른팔다.