BCI 기술은 최소한의 침습으로 최대한 정교한 데이터를 얻는 것이 목표이다. 사람에게 아무런 침습적인 수술/시술 없이 얻는 신호 데이터(EEG, EMG 등)는 현재까지는 "충분한" 신호를 얻을 수 없는 것으로 알려져 있다. (여기서 "충분한" 신호란, interpretable brain signal을 말한다.) 그래서 적당한 타협을 보아 최소 침습적인 방식이 많이 연구되고 있다. 경막(dura mater)를 관통하여 칩을 삽입하는 Elon Musk의 Neuralink가 침습적인 BCI를 지향한다면, Neuralink 의 co-founding했던 Michael Mager가 세운 Precision Neuroscience는 경막을 관통하지 않는 BCI를 지향한다. 이번 포스팅에서 소개할 Synchron이라는..

Elon Musk가 2019년 JMIR에 게재한 white paper인 "An Integrated Brain-Machine Interface Platform With Thousands of Channels"를 리뷰해 보려고 한다.  본 논문은 Neuralink의 고도화된 Brain-Machine Interface 플랫폼 개발 과정을 소개하며, 3072개의 전극을 포함한 초소형 전극과 이를 삽입하는 로봇, 그리고 데이터 수집 및 처리를 위한 시스템에 대해 다루고 있다. Introduction1. 기존의 clinical BMI는 다양한 방식으로 개발 시도되었다. 2. 256개의 전극을 가진 BMI 시스템만으로 컴퓨터 커서 조정, 로봇제어, 발화 형성이 가능한 것으로 알려져 있으며 이는 사람과 컴퓨터 간의 고..

PINN이란, objective function으로 물리학 방정식을 설정해놓은 neural network이다. fMRI 및 fNIRS 촬영에 이용되는 뇌의 생체신호인 BOLD (Blood-Oxygen-Level Dependent) Signal의 미분 방정식으로 PINN을 학습시켜서 BDM (Brain Dynamics Model)을 만들려는 최신 연구가 있길래 흥미로워서 가져와 봤다. 아직 학술지에 출판은 되지 않았으며, bioRxiv preprint로 있다. BOLD signal은 특정 뇌 영역이 활성화되었을 때 증가하는 혈류역학적 수치이다. 뇌 영역이 활성화되면, 해당 국소부위로 혈액이 몰린다. 신경세포에서 소모하는 산소보다 혈액이 몰려서 증가하는 산소량이 더 많기 때문에, 국소부위에는 oxyhemog..

대표적인 neuroimaging 기술인 fMRI 모달리티에 대한 전반적인 특징을 정리하였다. 서울대병원 신경과학교실 故 이경민 교수님의 2001년 리뷰논문 「기능적 자기공명영상의 임상적 활용」에서 많은 부분 참고하였다. fMRI란?fMRI는 기능적 자기공명영상(functional Magnetic Resonance Imaging)으로, 뇌의 구조와 기능적 활동을 동시에 평가하는 비침습적 영상 기법이다. fMRI는 혈액 내 산소포화도의 변화(BOLD Signal)를 측정하여 neural activity를 관찰한다. 기존의 영상 방법인 PET와 달리 외부 조영제를 사용하지 않고 (PET는 18-FDG같은 조영제를 복용하지만, fMRI는 조영제를 먹지 않아도 된다), 고해상도로 빠른 시간적 분석이 가능하다. f..

정상 신장 구조 신장은 길이 약 11cm, 무게 약 120~170g의 여과 기관으로, urine을 생성한다. 신장은 피질(cortex)와 수질(medulla)로 구분되며, 사구체(glomerulus)는 피질에 존재한다. 피질에서는 아래와 같은 구조물이 존재한다. 사구체(glomerulus) 세뇨관(tubule) 간질(interstitium) 혈관(blood vessel) Nephron Unit 네프론은 한쪽 신장에 약 100만 개 존재하는, 신장의 기능적 기본 단위이다. 신소체(말피기소체/renal corpuscle), 세뇨관, 집합관을 합쳐 네프론이라고 이른다. 정상 사구체의 현미경 구조 사구체는 일반적으로 여과를 위한 혈관의 덩어리를 말한다. 사구체는 (1) Glomerular capillary 와 ..

WSI 파일이란?WSI(Whole Slide Image)란, 조직학/병리학 데이터를 고해상도로 저장하여 고배율로 확대 가능한 이미지를 말한다. 오늘 포스팅에서는 Aperio ImageScope 소프트웨어를 통해 열 수 있는 염색된 조직 WSI를 AI training을 위해 전처리하는 과정을 소개하고자 한다. 데이터셋은 KPMP(Kidney Precision Medicine Project)라는 kidney 슬라이드 오픈 데이터베이스에서 가져왔다. 아래 사진은 PAS staining한 슬라이드를 저배율(2x)로 관찰한 것이다. 아래 사진은 고배율(x20)로 관찰한 것이다. 사구체(glomerulus)가 잘 보인다. 이미지 슬라이싱 목표본 프로젝트에서는 공개된 신장 슬라이드 이미지에 generative AI ..