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피험자의 과제 수행에 따른 fMRI(functional Magnetic Resonance Imaging) 데이터를 입력데이터로 하여 제1 독립성분분석(Independent Component Analysis, ICA)을 수행하여 전체 뇌의 제1 독립성분들을 추출하는 단계;전체 뇌에 대하여 추출된 제1 독립성분들 중 DMN(Default-Mode Network)과 관련된 독립성분들을 선정하여 통합하는 단계;DMN과 관련된 독립성분들에 대하여 제2 독립성분분석을 수행하여 DMN 내에서의 제2 독립성분들을 추출하는 단계;피험자의 과제 수행에 따른 DTI(Diffusion Tensor Imaging) 데이터를 이용하여 뇌 기능이 활성화된 영역의 확률기반 구조적 연결성(Structural Connectivity, SC)을 추정하는 단계; 및DMN 내에서 추출된 제2 독립성분들과 전체 뇌에서 추출된 제1 독립성분들 간의 역 상관관계 및 상기 확률기반 구조적 연결성을 기초로 과제 패러다임(Task paradigm)과 관련이 있는 뇌 영역을 추정하는 단계를 포함하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제1항에 있어서,상기 제1 독립성분들을 추출하는 단계에서 제1 독립성분분석의 입력데이터는, 피험자의 과제 수행에 따른 혈액-산소 준위 의존성(Blood Oxygen Level Dependent, BOLD) 신호의 신호원과 혼합 행렬(mixing matrix)의 선형 관계인, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제1항에 있어서, 상기 제2 독립성분들을 추출하는 단계는,상기 제1 독립성분들을 추출하는 단계에서 추출된 제1 독립성분들 중 DMN과 관련 성분들을 선택하는 단계;선택된 DMN 관련 성분에 해당하는 뇌 영역의 복셀들(voxel)의 이진법 마스크(binary mask)를 생성하는 단계; 및생성된 이진법 마스크 내에서 제2 독립성분분석을 수행하여 DMN의 독립성분인 제2 독립성분들을 추출하는 단계를 포함하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제1항에 있어서, 상기 제1 독립성분들을 추출하는 단계는,피험자의 과제 수행에 따른 fMRI 데이터를 입력데이터로 하여 제1 독립성분분석을 수행하여 전체 뇌를 세분화하는 단계;세분화된 전체 뇌에 대한 제1 독립성분을 입력데이터로부터 추출하기 위해 비혼합 행렬(unmixing matrix)을 만든 후, 비혼합 행렬과 입력데이터를 내적(inner product)한 데이터 출력들 간의 상호정보(mutual-information)가 최소화되는 비혼합 행렬을 학습하는 단계; 및학습된 비혼합 행렬과 입력데이터를 내적하여 전체 뇌에 대한 제1 독립성분들을 추출하는 단계를 포함하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제4항에 있어서,상기 비혼합 행렬을 학습하는 단계에서 학습된 비혼합 행렬은, 제1 독립성분분석의 입력데이터와 선형 관계에 있는 혼합 행렬과 역행렬인, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제1항에 있어서, 상기 구조적 연결성을 추정하는 단계는,과제 패러다임과 관련이 있는 뇌 영역으로 추정된 영역들을 통과하는 구조적 연결성들을 추출한 후, 과제 패러다임과 관련 있는 뇌 영역들의 구조적 연결성을 파악하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제1항에 있어서,상기 제1 독립성분들을 추출하는 단계 또는 상기 확률기반 구조적 연결성을 추정하는 단계 이전에, MRI 장비를 이용하여 획득한 피험자의 과제 수행에 따른 fMRI 데이터 또는 DTI 데이터를 전처리 하는 단계를 더 포함하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제1항에 있어서,fMRI 데이터를 이용하여 상기 뇌 영역으로 추정하는 단계에서 과제 패러다임과 관련이 있는 뇌 영역으로 추정된 영역을 평가 및 검증하는 단계를 더 포함하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제8항에 있어서, 상기 평가 및 검증하는 단계는,피험자가 수행하는 과제와 역 상관관계를 가지고 있는 DMN을 세분화하는 단계;세분화된 DMN의 영역으로부터 역 상관관계를 보이는 영역을 과제 패러다임과 관련이 있는 뇌 영역으로 추정하는 단계; 및과제 패러다임과 관련이 있는 뇌 영역으로 추정된 영역을 실시간 및 비실시간 fMRI 데이터를 이용하여 평가 및 검증하는 단계를 포함하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법
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제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 따른 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체
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피험자의 과제 수행에 따른 fMRI(functional Magnetic Resonance Imaging) 데이터를 입력데이터로 하여 제1 독립성분분석(Independent Component Analysis, ICA)을 수행하여 전체 뇌의 제1 독립성분들을 추출하는 제1 독립성분 추출부;상기 제1 독립성분 추출부에 의해 전체 뇌에 대하여 추출된 제1 독립성분들 중 DMN(Default-Mode Network)과 관련된 독립성분들을 선정하여 통합하는 독립성분 통합부;상기 독립성분 통합부에 의해 통합된 DMN과 관련된 독립성분들에 대하여 제2 독립성분분석을 수행하여 DMN 내에서의 제2 독립성분들을 추출하는 제2 독립성분 추출부;피험자의 과제 수행에 따른 DTI(Diffusion Tensor Imaging) 데이터를 이용하여 뇌 기능이 활성화된 영역의 확률기반 구조적 연결성(Structural Connectivity, SC)을 추정하는 구조적 연결성 추정부; 및상기 제2 독립성분 추출부에 의해 DMN 내에서 추출된 제2 독립성분들과 상기 제1 독립성분 추출부에 의해 전체 뇌에서 추출된 제1 독립성분들 간의 역 상관관계 및 상기 구조적 연결성 추정부에 의해 추정된 확률기반 구조적 연결성을 기초로 과제 패러다임(Task paradigm)과 관련이 있는 뇌 영역을 추정하는 뇌영역 추정부를 포함하는, 디폴트-모드 네트워크를 이용한 과제관련 영역 추정 장치
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