뇌공학과
Brain Lab.
담당교수: 김동주 / 연락처: 02-3290-3847
Brain Lab.은 생체신호 및 의료영상 분석 기술을 기반으로, 감별진단, 환자 모니터링, 예후 예측 등 임상에 직접 활용 가능한 의료 인공지능(AI) 솔루션을 개발하고 있으며, 국내외 의료기관과의 협업을 통해 환자, 의료진, 의료 시스템의 실질적인 문제 해결에 기여하고 있습니다.
특히 본 연구실은 뉴로피드백 기반의 개인 맞춤형 뇌 신경 자극 기술을 중심으로, 뇌신경조절술 분야에 집중하고 있습니다. 뇌파, 심박수 등 멀티모달 생체신호를 실시간 분석하고, 강화학습 기반 자극 최적화 알고리즘을 활용하여 수면 장애, 우울증 등 신경정신질환에 효과적인 맞춤형 뇌신경조절술 개발을 추진 중입니다. 이 기술은 자율신경계의 정상화와 신경전달물질의 조절을 유도함으로써, 약물에 의존하지 않는 새로운 치료 패러다임으로 주목받고 있습니다.
이와 함께, 경도 인지장애(Mild Cognitive Impairment) 환자들을 위한 뉴로피드백 기반 인지기능 개선 디지털 치료제(Digital Therapeutics, DTx)를 개발했습니다. 이는 뇌파 기반의 집중력, 작업기억 등의 신경지표를 실시간 분석하여, 인지자극 환경을 개인에 맞게 조정하는 방식으로 설계되어 있으며, 고령화 사회에서 증가하고 있는 경도 인지장애 환자들의 비약물적 중재로서 활용 가능성이 높습니다.
또한, 본 연구실은 Brain-Computer Interface (BCI) 기술에도 주력하고 있으며, 뇌파 기반의 동작 상상 분류, 최적 채널 선택, 문자 입력 인터페이스 등 인간-기계 간 직접적 연결 기술을 개발하고 있습니다. 관련 기술은 단순한 연구 개발에 그치지 않고, 지역 단체 및 기관과의 MOU 체결 및 현장 적용을 통해 실제 환자들에게 도움이 될 수 있는 방향으로 확장되고 있습니다.
Brain Lab.은 이처럼 AI, 뇌과학, 의료공학의 융합을 통해 차세대 디지털 치료제 및 신경기반 인터페이스 기술 실현을 목표로, 기술 중심이 아닌 환자 중심의 연구를 이어가고 있습니다.
정서인지연구실(Affective Cognition)
담당교수: 김상희 / 연락처: 02-3290-3538
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연구 분야 및 내용
- Affective cognition lab at Korea University pursues research in the area of emotion and emotion regulation. We combine behavioral and neuroscientific techniques (fMRI, rTMS/tCS, EEG/ERP) to understand the complex nature of emotional processes and the reciprocal interaction between emotion and cognition. Our recent research focuses on the development of cognitive strategies that successfully modulate maladaptive emotional responses, with emphasis on the distinction between explicit and implicit strategies and the role of brain stimulation as a potentiator. Our research is expanded into the domain of emotional intelligence, healthy emotional coping, treatment of emotional disorders, and emotional change with aging.
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최근 연구(사업) 성과
- Patent: 충동적 행동조절을 위한 통합장치 개발 (2018)
- Research: Examination of emotion reappraisal performance in association with attention bias to emotional faces (2016)
- Research: Successful demonstration of how music influences complex economic decision-making processes (2016)
- Research: Successful demonstration of how emotional traits are predicting brain activation during reward and avoidance learning (2015)
Min Lab
담당교수: 민병경 / 연락처: 02-3290-3557
저희 연구실은 인간 뇌파(EEG, MEG, fMRI)를 분석하여, 인간의 고차원적인 인지 기능 및 의식에 관한 연구를 하고 있습니다. 인간의 다양한 의도를 뇌파를 통해 정밀하게 파악하여, 인지적 뇌-기계 접속 장치(cognitive BCI: brain-computer interface)에서 사용할 수 있도록 하는 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 두개골을 비침습적으로 투과하여 뇌 기능을 제어하는 경두개 전류 자극(tCS)이나 저강도 집속 초음파(LIFU) 자극 방법을 통해서, 뇌 속으로의 신호 전달 및 신경/인지 기능의 선택적 제어 연구도 병행하고 있습니다. 최근에는 인간 인지 기능의 중심인 의식에 대한 연구를 진행하고 있습니다.
We have investigated human intentional mental properties (e.g. top-down cognitive processing). We have tried to find its neurophysiological correlates(EEG, MEG, fMRI), which can be consequently employed as potent brain signals to cognitively control the brain-machine interface (BMI). We have also investigated how to modulate neural and cognitive activities in a noninvasive manner(tCS or Ultrasound), leading to changes in cognitive and behavioural responses. Recently, we focus on the study of Consciousness.
CAMIN Lab (Computational Analysis for Multimodal Neuroimaging Lab, 멀티모달 뇌 영상 분석 연구실)
담당교수: 박보용 / 연락처: 02-3290-5924
CAMIN 연구실에서는 멀티모달 뇌 MRI 데이터를 전처리하고 분석하기 위한 컴퓨터비전 및 기계학습 기술을 개발하고 다양한 질병에 적용하는 연구를 수행하고 있습니다.
* MRI preprocessing
- Computer vision-based MRI data preprocessing
- Multimodal MRI preprocessing software development
* Multimodal connectome
- Structure-function coupling using advanced connectivity and machine learning
- Functional dynamic estimation
* Multiscale analysis
- Link macroscale findings to microscale data
- Integration of imaging, neural function, and gene expression data
* Machine learning
- Representation learning for disease diagnosis and prediction
- Generative model for multimodal image synthesis
Neural Engineering and Precision Surgery (NEPS, 정밀신경공학 연구실)
담당교수: 오윤배 / 연락처: 02-3290-5926
정밀신경공학 (NEPS) 연구실은 의학적 및 외과적 지식과 공학적 역량을 융합한 다학제적 접근을 통해 신경조절을 위한 기술과 첨단 의료기기를 개발하는 데 집중하고 있습니다. NEPS 연구실의 목표는 중추신경계 기능을 효과적으로 조절하는 데 필요한 지식과 기술을 개발하여 환자에게 도움을 주는 것입니다. 연구팀은 다음과 같은 목표에 중점을 두고 연구를 진행합니다: 1) 신경조절의 생물학적 작용 기전을 이해한다. 2) 지속 가능한 생체전기 기술을 개발하고, 신경조절을 위한 장치 및 시술법을 창조한다. 3) 획득한 지식을 실제 의료 현장에 적용한다. 4) 신경과학, 신경공학 및 기능적 신경외과 분야의 차세대 리더를 양성한다.
뇌신호처리연구실 (BSPL)
담당교수: 이종환 / 연락처: 02-3290-5922
고려대학교 뇌신호처리 연구실은 뇌영상 및 뇌신호 측정 방법들 (MRI, EEG)에 신호처리, 머신러닝, 딥러닝 방법들을 접목하여서 인간의 뇌기능을 이해하고 응용하는 연구를 수행합니다. 이러한 분석 방법들을 뇌영상 및 뇌신호 데이터에 접목하여서, 인간의 뇌기능을 이해하고자 하며, 이를 바탕으로 뇌기능의 정량적 측정, 뇌기능 자동분류, 뇌기능 향상, 뇌기능 이상의 조기 진단 및 예후 예측 등의 응용 연구를 수행하고, 이를 바탕으로 궁극적으로 인간의 삶의 질 향상을 위한 목표를 갖고 있습니다.
Our objective is to explore brain functions using diverse neuroimaging modalities, including magnetic resonance imaging (MRI) and electroencephalography (EEG), through advanced signal processing, machine learning, and deep learning techniques. Our research encompasses both fundamental neuroscience and brain engineering applications, with the ultimate aim of developing preclinical diagnostic and therapeutic options for mental disorders such as depression, schizophrenia, and substance abuse. We believe that employing robust analytical methods to uncover hidden information in brain and neurophysiological data will lead to a deeper understanding of the human brain, advancements in brain engineering, and ultimately, improvements in quality of life.
뇌기계인지연구실 (Brain and Machine Cognition Lab)
담당교수: 장호진 / 연락처: 02-3290-5921
고려대학교 뇌기계인지 연구실은 심리학, 뇌공학, 인공지능 등의 다학제적 접근을 통해 인간과 기계의 고차원 인지 과정을 심층적으로 탐구합니다. 구체적으로 Psychophysics, fMRI/EEG, Computational Modeling 최신 연구 기법을 활용해 인간의 인지적 행동과 신경 메커니즘을 체계적으로 분석하며, 이를 통해 인간의 독창적인 정보 처리 방식과 사고 과정을 과학적으로 규명하는 것을 목표로 하고 있습니다. 나아가, 인간과 기계의 정보 처리 및 의사 결정 방식을 비교·분석함으로써, 인간 중심적이고 신뢰성 높은 인공지능 시스템 설계를 위한 이론적·기술적 토대를 마련하고자 합니다.
광생체전자공학연구실
담당교수: 한재호 / 연락처: 02-3290-3694
- 인공지능 기반의 시신경 영상 분석 및 진단 기술 연구
- 초고해상도 기능성 홀로그래피 이미징 기술 연구
- 차세대 나노전자소자 및 바이오 센서 기술 연구