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- P-ISSN1226-9654
- E-ISSN2733-466X
- KCI
ISSN : 1226-9654
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18권 4호
초록
본 연구에서는 얼굴에 대한 공간 주파수 처리가 표정 인식 및 연령 지각에 어떤 영향을 주는지를 살펴보았다. 고주파수 정보와 저주파수 정보 각각이 표정 인식 및 연령 지각에 미치는 효과를 비교하기 위해 두 개의 실험이 수행되었다. 실험 1에서는 쾌-불쾌, 각성-이완의 2차원 정서 공간상에서 대표적인 여덟 개의 표정이 추출, 사용되었고, 실험 2에서는 20대부터 60대까지의 여성 얼굴이 사용되었다. 공간 주파수 필터링은 Vuilleumier, Armony, Driver, 그리고 Dolan(2003)의 연구에 준하여 실시하였다. 실험 결과 표정 인식에서는 쾌-불쾌 차원과 각성-이완 차원 모두에서 고주파수 정보가 저주파수 정보보다 상대적으로 더 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 연령 지각에서는 저주파수와 고주파수 필터링 모두 고 연령대의 얼굴에 대한 연령 지각에 특히 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 연령 지각이 얼굴 처리에서 변화 가능한 속성을 처리하는 경로와 불변속성을 처리하는 경로 모두와 관련될 가능성이 있음을 시사한다.
Abstract
In this study, we investigated the effect of spatial frequency filtering on facial expression recognition and age perception. Two experiments were performed to compare the relative importance of high spatial frequency information with low spatial frequency information on facial information processing. In the first experiment, the stimuli were made from eight images of facial expressions which were located on the 2-dimensional space of emotion: pleasure-displeasure and arousal-relaxation. In the second experiment, the images used stimuli were the female faces from twenties to sixties. The spatial frequency filtering of facial stimuli were similar to Vuilleumier, Armony, Driver, & Dolan(2003)'s. The results showed that the high spatial frequency information are more decisive than low spatial frequency information in the estimation of the facial expressions on both pleasure and arousal dimensions, and both high and low frequency information are concerned with the estimation of age for the old groups. These results imply that the age perception is related to both pathways of changeable information processing and invariant information processing on the face.
초록
결 분리 과정에 관여하는 기제는 결의 속성에 따라 선형적 처리과정이 포함된 일차 탐지 기제와 비선형적 처리과정이 포함된 이차 탐지 기제가 있음이 많은 연구들에 의해 보고되었다. 또한 공간주파수 정보는 이들 기제가 국소 정보를 통합하는 과정에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 본 연구는 결 요소의 확률분포를 조작하여 결의 밝기와 대비가 독립적으로 변할 수 있는 확률분포 공간에서 만들어진 결 자극을 사용하여 결 분리의 일차 탐지 기제와 이차 탐지 기제의 공간주파수 특성을 비교하였다. 시각도 당 0.15, 0.29, 0.58, 1.16, 2.30 주기의 다섯 공간주파수를 사용하였으며, 결 공간상의 11개 방향에 대한 결 분리 역을 측정하였다. 결 공간상에서 작용하는 결 분리 기제는 기존의 연구에서 밝힌 바와 같이 일차 결 탐지 기제에 해당하는 밝기 탐지 기제, 그리고 이차 결 탐지 기제에 해당하는 밝기 및 대비 정보가 결합된 속성에 반응하는 기제인 것으로 재차 확인이 되었다. 특히 두 기제의 공간주파수 특성은 공간주파수가 달라짐에 따라 두 기제의 민감한 축의 방향이 체계적으로 변화되기 보다는, 탐지 역의 변화가 관찰되었으며, 특히 1.16 cycles/degree에서 두 기제 모두 최대 민감도를 보이고, 공간주파수에 따른 역의 변화 패턴이 일치되었다. 본 연구는 일차 결 탐지 기제와 이차 결 탐지 기제의 공간주파수특성이 동시에 측정될 수 있는 자극 상황에서 두 기제가 상호 유사한 공간주파수특성을 보여주는 결과를 제시하였다. 일차 결 기제와 이차 결 기제 간 유사한 공간주파수 특성이 관찰된 이유, 그리고 이차 결 기제가 일차 결 기제에 비해서 상대적으로 저 공간주파수에 조율되어있는 특성에 대한 가능한 설명을 두 단계 모형을 사용하여 논의하였다.
Abstract
It has been well known that there are two kinds of texture segregation mechanisms; first-order texture detecting mechanism of linear processing, and second-order mechanism of nonlinear processing. The importance of spatial frequency selectivity has been demonstrated in constructing higher level of pattern perception from local texture segregated area. This study using a probability distribution space consisted of independent mean and variance dimensions measured segregation thresholds of various directions of texture pairs in space. Five spatial frequencies were applied to each direction respectively. In this space, two mechanisms were confirmed as previous studies identified; one was luminance-sensing, the other was negatively rectifying, luminance-and-contrast-sensing. Their thresholds varied similarly across the spatial frequencies, were peak at the same spatial frequencies, 1.16 cycles/degree. When an identical stimulus pattern was prepared to measure first- and second-order texture properties, similar selectivity of spatial frequency between two mechanisms was observed. It was discussed that two stage model could be used for the observed similarity of spatial frequencies between two texture detection mechanisms and general notion of second-order filter's tuning to lower spatial frequency than first-order.
초록
경두개자기자극(repetitive transcranial magnetic stimulation: rTMS)은 최근 주요우울증 치료에 이용될 수 있는 가능성이 대두되고 있으나, 이 자극이 작용하는 세포 수준에서의 생리학적 기전은 아직 거의 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 rTMS의 작용기전을 세포 수준에서 알아보기 위해 rTMS가 동물의 전기생리학적 변화에 미치는 영향을 검사하였고, 이 효과를 우울증의 전통적 자극 기법인 전기경련충격(electroconvulsive shock: ECS)과 항우울제 중 하나인 fluoxetine과 비교하여 보았다. 수컷 Wistar 쥐를 우울증 동물 모델인 경미한 만성스트레스 (chronic mild stress: CMS) 모델에 6주 동안 노출시켰고, 동물이 자당용액을 섭취하는 양을 측정하여 우울증의 행동적 증상인 무쾌감증(anhedonia)을 검사하였다. CMS에 노출된 동물과 비처치 집단 (NAIVE)의 동물 사이에 자당용액 섭취량에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 무쾌감증을 확인한 후, CMS에 노출되었던 동물을 다음의 네 집단으로 나누어 2주 동안 CMS와 함께 처치하였다: rTMS 처치집단(rTMS), 모의 rTMS 처치집단 (SHAM), ECS 처치집단(ECS), fluoxetine 처치집단(FLX). 2주간의 각 처치가 종결된 후, 동물을 마취하여 관통로-치상핵 시냅스에서 장기상승작용(long term potentiation: LTP)을 in vivo로 유도하였고, 흥분성 시냅스후 장전위 (fEPSP)를 기록하였다. NAIVE 집단에 비하여 SHAM 집단과 FLX 집단에서는 LTP가 거의 유도되지 않았다. 그러나, rTMS를 처치한 쥐에서는 LTP가 NAIVE 집단의 수준을 보여 LTP 손상이 일어나지 않은 것을 확인하였다. rTMS 집단에서 LTP 손상이 일어나지 않은 것에 반해, ECS 집단에서는 LTP의 감소 경향이 있었으며, NAIVE 동물과 통계적으로 경미한 차이를 보였다. 이러한 결과는 rTMS가 CMS 처치에 의해 야기될 수 있는 시냅스 효율성의 손상을 보호함으로써 해마 뉴런의 정상적인 전기생리학적 현상을 손상시키지 않으며, rTMS의 항우울 효과는 이러한 시냅스 가소성의 보호 효과를 매개로 할 가능성이 있음을 시사한다.
Abstract
Despite its therapeutic success in treating major depression, little is known about the mechanism by which repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) alters physiological responses of neurons. To elucidate cellular processes underlying rTMS, we compared the effect of rTMS on hippocampal long-term potentiation (LTP) with those of electroconvulsive shock (ECS) and fluoxetine. Male Wistar rats were subjected to chronic mild stress (CMS) regimen, an animal model of depression, for six weeks. Anhedonia, a behavioral symptom of depression, was tested by measuring sucrose consumptions. There was a significant difference in sucrose intake between nave and CMS-exposed animals. The rats were then treated with one of the three conditions: rTMS (rTMS), sham rTMS (SHAM), ECS (ECS), or fluoxetine (FLX) for two weeks. Following two weeks of treatments with rTMS, sham rTMS, ECS, or fluoxetine, they were anesthetized and LTP was induced in vivo in the perforant path-dentate gyrus synapses. Field excitatory postsynaptic potentials (fEPSP) were monitored for 50 min after the LTP induction. LTP induction was impaired in CMS (sham rTMS) and FLX group compared to the nave control group. The potentiated fEPSP of the ECS group was marginally different from that of NAVE group, showing a trend toward impaired LTP. On the other hand, LTP was recovered to the level of nave animals in rats treated with rTMS. These results suggest that rTMS has a rescuing effect on electrophysiological properties of the hippocampal neurons by reversing the impaired synaptic efficacy caused by the CMS procedure and that the antidepressant effect of rTMS might be mediated by its protective action on the synaptic plasticity.