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Computational Neuroengineering Laboratory

한양대학교 계산신경공학 연구실은

한양대학교 계산신경공학 연구실은 2011년 한양대 생체공학과에 설립되었으며 2016년 11월 현재 박사후연구원 3인, 박사과정 6인, 석사과정 6인, 연구원 2인으로 구성되어 있습니다. 2016년 11월 현재 5건의 정부 과제 및 3건의 외부 용역과제를 연구책임자 및 공동연구자로 수행하고 있으며 124편의 SCI 논문을 게재하고 있습니다. 연구책임자인 임창환 교수는 다수의 국제 학술지의 편집위원 및 편집장으로 활동하고 있으며 학생 수상 포함 34건의 국내외 수상 실적을 기록할 정도로 국내외에서 기술의 우수성을 인정받고 있습니다. 본 연구실의 주 연구 분야는 뇌공학 및 신경공학으로서 최근 연구 주제는 [뇌-컴퓨터(기계) 인터페이스 기술 개발], [뇌전증, 치매, 조현병 등 뇌신경정신 질환의 조기 진단을 위한 뇌공학 기술 개발], [신경 재활을 위한 뇌 자극 및 조절 기술 개발], [뇌파, 뇌자도, 근적외선분광 영상 기반 뇌의 기능적, 네트워크적 기전 규명], [뉴로포토닉스 및 뉴로마케팅 기술], [웨어러블 뉴로툴을 이용한 라이프로깅 Passive BCI 기술] 등이 있습니다. 본 연구실은 현재, 서울대병원, 세브란스병원, 인제백병원, 삼성서울병원 등 국내 유수 병원의 신경과, 정신과, 재활학과와 공동연구를 수행하고 있으며 미국 미네소타주립대, 퍼듀대 등과도 국제협력연구를 수행하고 있습니다.

연구 분야는

계산신경공학(Computational Neuroengineering)은 뇌신경에서 발생하는 신호를 측정, 분석하고 뇌신경을 자극함으로써 다양한 뇌신경질환의 기전을 규명하고, 뇌의 신비를 밝히며, 뇌질환의 치료 기술을 개발하고, 나아가 뇌와 컴퓨터(기계)를 연결하기 위한 다양한 원천기술을 개발하는 신생 학문입니다. 본 연구실에서는 뇌에서 발생하는 전기 신호(뇌파)와 자기 신호(뇌자도)를 측정하고 이를 영상화하는 원천 기술을 보유하고 있으며 이를 기반으로 뇌전증, 치매, 조현병, 뇌졸중, 우울증 등 난치성 뇌신경정신질환을 진단하고 발생기전을 규명하기 위해 노력하고 있습니다. 또한, 비침습적인 전자기적 신경 자극/조절 기술인 경두개자기자극(TMS), 경두개직류자극(tDCS) 시스템을 개발하고 임상에 적용하기 위한 연구를 수행하고 있습니다. 연구실이 보유하고 있는 첨단 기술들을 바탕으로 뇌와 컴퓨터(기계)를 접속하는 신기술인 <뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface: BCI)> 기술을 루게릭병 등을 앓고 있는 사지마비 환자에게 적용하기 위한 새로운 패러다임을 개발 및 실제 적용하고 있으며 최근에는 일반인들에게도 적용 가능한 웨어러블 뇌 상태 모니터링 기술인 수동형 BCI(Passive BCI) 기술을 산업체와의 공동연구를 통해 개발하고 있습니다. 또한 최근에는 광학 신경영상 기술인 근적외선분광(NIRS) 시스템을 이용한 뉴로포토닉스(Neurophotonics) 기술 개발과 함께 신경과학과 경제학의 융합 학문인 뉴로마케팅(Neuromarketing) 분야도 활발히 연구하고 있습니다.

Research Highlights (as of 2016)

- 뇌-컴퓨터 인터페이스(Brain-Computer Interface: BCI) 분야에서 세계 최초로 뉴로피드백 기반 운동심상 훈련방법 제안(2009년):
             Journal of Neuroscience Methoths의 최다피인용논문(Most cited paper, 상위 1%) 중 하나로 선정(2014년)
- 세계 최초로 경두개직류자극(tDCS)의 전극 위치를 자동으로 최적화하는 개념 제안(2008년):
             tDCS 분야에서 공학적 방법론으로는 국내 최초로 SCI 저널에 논문 게재
- 청각 BCI를 위해 청각정상상태반응(ASSR)을 이용한 새로운 방식의 BCI 패러다임 세계 최초 제안(2012년):
             2013 국제 BCI 미팅에서 BCI의 분류 카테고리 중 하나로 확정됨
- 국내 최초로 루게릭병(ALS) 환자를 대상으로 BCI 실험(2013년):
             "Eyes-closed BCI"라는 신개념 제안으로 2013년 국제 BCI 미팅에서 400편 중 20편 선정하는 구연 발표 논문으로 선정
- 세계 최초로 Image-guided tDCS(IG-tDCS)라는 개념을 제안하고 세계 최초의 다채널 tDCS 시스템 구현(2011년):
             이 연구를 필두로 하여 현재는 다채널 tDCS 시스템이 세계적 표준으로 자리잡음 
- 국내에서 유일하게 전류원 분포 수치 해석을 이용한 개인 맞춤형 tDCS 기술을 보유:
            일반 사용자를 위한 MATLAB Toolbox(Comets)을 세계 최초로 오픈함 (2013년) 
- 뇌파 분석을 통한 정신질환 진단 바이오마커 추출 원천기술 보유:
             Schizophrenia Research, PNPBP, Brain Research 등 저명 저널에 20편 이상의 논문 발표
- 새로운 LED 배치 방법을 적용하여 세계 최고의 주파수 분해능을 가진 정신적 타자기 개발(2012년):
             Journal of Neuroscience Methoths의 최다피인용논문(Most cited paper, 상위 1%) 중 하나로 선정(2015년)
- 세계 최초로 카메라를 사용하지 않고 눈으로 쓴 글씨를 인식하는 '안구 마우스' 개발(2016년):
             안구전도를 이용한 눈글 인식이라는 새로운 개념을 제안하였으며 사지마비 장애인에게 적용


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