2차원 전기영동 영상의 단백질 반점 정합을 위한 비대칭 확산 모형

최관덕,윤영우,Choi, Kwan-Deok,Yoon, Young-Woo 한국정보처리학회 2008 정보처리학회논문지B Vol.15 No.6

2차원 전기영동 영상 분석 프로그램의 반점 검출 단계는 영상 분할 알고리즘을 사용해서 겔 영상을 반점 영역으로 분할하고 각 반점 영역을 반점 형태 모형에 정합하여 다음 단계에 필요한 반점 정보를 정량화한다. 현재 영상 분할 알고리즘으로는 분수령 기법이 일반적으로 사용되며, 대표적인 반점 형태 모형으로는 가우스 모형, 확산 모형이 있다. 확산 모형이 가우스 모형보다 실제의 반점 형태에 좀 더 가깝기는 하지만, 반점 형태는 매우 다양하며 특히 x-축과 y-축에 대해서 비대칭적인 형태를 보인다. 반점이 비대칭적 형태인 이유는 2-DE 처리가 통상 이상적인 환경 하에서 이루어질 수 없기 때문에 단백질이 완전히 확산되지 못하기 때문으로 알려져 있다. 따라서 본 논문에서는 비대칭 확산 모형을 제안한다. 비대칭 확산 모형은 초기에는 단백질이 하나의 원으로부터 확산되지만, 시간이 흐름에 따라 x-축과 y-축에 대해서 비대칭적으로 확산된다고 가정한 모형이다. 실험으로서 19개의 겔 영상에 대해서 세 모형별로 반점 정합을 수행하고 세 모형의 비교를 위해서 SNR의 평균을 구하였다. 실험결과인 SNR의 평균은 가우스 모형이 14.22dB, 확산 모형이 20.72dB, 비대칭 확산 모형이 22.85dB이었다. 실험결과로써 비대칭 확산 모형이 가우스 모형과 확산 모형에 비해서 반점 정합에 보다 더 효율적이며 적합한 모형임을 확인하였다. The spot detection phase of the 2-DE image analysis program segments a gel image into spot regions by an image segmentation algorithm and fits the spot regions to a spot shape model and quantifies the spot informations for the next phases. Currently the watershed algorithm is generally used as the segmentation algorithm and there are the Gaussian model and the diffusion model for the shape model. The diffusion model is closer to real spot shapes than the Gaussian model however spots have very various shapes and especially an asymmetric formation in x-coordinate and y-coordinate. The reason for asymmetric formation of spots is known that a protein could not be diffused completely because the 2-DE could not be processed under the ideal environment usually. Accordingly we propose an asymmetric diffusion model in this paper. The asymmetric diffusion model assumes that a protein spot is diffused from a disc at initial time of diffusing process, but is diffused asymmetrically for x-axis and y-axis respectively as time goes on. In experiments we processed spot matching for 19 gel images by using three models respectively and evaluated averages of SNR for comparing three models. As averages of SNR we got 14.22dB for the Gaussian model, 20.72dB for the diffusion model and 22.85dB for the asymmetric diffusion model. By experimental results we could confirm the asymmetric diffusion model is more efficient and more adequate for spot matching than the Gaussian model and the diffusion model.

토폴로지를 반영한 단백질 반점 자동 정합

이정배,황영섭,Lee, Jeong-Bae,Hwang, Young-Sup 한국정보처리학회 2010 정보처리학회논문지B Vol.17 No.1

두 개의 이차원 단백질 전기영동 영상에서 한쪽 영상의 각 반점이 다른 영상의 어느 반점과 일치하는 지 알아내는 일은 단백질의 생성과 소멸, 변이 등을 알 수 있게 하는 중요한 일이다. 단백질 반점은 주로 2차원 전기영동에 의해 분리된다. 이 과정은 조직의 상태, 실험 조건 등에 따라 같은 단백질이라도 그 위치가 조금씩 다르게 된다. 각 반점을 정합하여 보면 균일하지 않은 비선형 변환 관계를 이룬다. 그러나 국지적으로 보면 반점 사이의 토폴로지가 유지되는 것을 볼 수 있다. 본 연구는 이러한 토폴로지의 유지에 착안하여 반점끼리 정합하는 방법을 제안한다. 토폴로지의 유사성을 비교하기 위하여 이웃한 반점과의 거리와 각도를 비교하였다. 실험을 통하여 제안한 방법이 우수함을 보였다. Matching spots between two sets of 2-dimensional electrophoresis can make it possible to find out the generation, extinction and change of proteins. Generally protein spots are separated by 2-dimensional electrophoresis. This process makes the position of the same protein spot a little different according to the status of the tissue or the experimental environment. Matching the spots shows that the relation of spots is non-uniform and non-linear transformation. However we can also find that the local relation preserves the topology. This study proposes a matching method motivated by the preservation of the topology. To compare the similarity of the topology, we compared the distance and the angle between neighbour spots. Experimental result shows that the proposed method is effective.

노화에 따른 안면 피부의 생물물리학적 특성 변화에 관한 연구

김나영,김보라,박성혁,장현정,김성진 한국피부과학연구원 2023 아시안뷰티화장품학술지 Vol.21 No.2

목적: 본 연구는 연령 증가에 따른 눈가 주름, 눈가에 보이는 반점, 눈가에 보이지 않는 반점과 피부 안면 좌•우측 볼 부위의 모공, 포르피린, 갈색 반점, 피부색, 피부결에 대한 피부 특성의 차이를 분석하고자 한다. 방법: 본 연구는 30-60대 457명을 대상으로Visia-CR 소프트웨어 Mirror®을 이용하여 안면 피부 전체를 촬영하고, 안면 피부 특성 분석은 이미지 분석 소프트웨어 VAESTRO, Image Analysis Toolkit를 이용하여 분석하였다. 연령에 따른 안면 피부 특성 분석은 유의성 검정을 위하여 일원배치 분산분석법(One-way ANOVA) 후 사후 검정인 Scheffe을 시행하였다. 결과: 연령에 따른 눈가 주름, 눈에 보이는 반점, 눈에 보이지 않는 반점, 좌•우측 볼 부위 갈색반점과 피부결은 50대와 60대 제외 모든 연령 집단의 유의한 수준에서 차이가 관측되었다. 연령에 따른 포르피린는 30대와 모든 연령 집단, 40대와 60대 연령 집단의 평균과는 유의한 수준에서 차이가 관측되었다. 연령에 따른 L* (밝기), a* (적색도)는 30대와 50대•60대, 40대와 60대 연령 집단의 경우 평균과는 유의한 수준에서 차이가 관측되었다. 연령에 따른 b* (황색도)는 30대와 모든 연령 집단의 경우 평균과는 유의한 수준에서 차이가 관측되었다. 결론: 본 연구를 통하여 주름, 반점, 갈색 반점, 피부결 L* (밝기), a* (적색도)는 연령에 증가에 따른 유의한 차이가 있으며, 안면 피부의 모공, b* (황색도)는 연령과의 유의미한 차이가 없음을 알 수 있다. 이를 근거로 피부색을 나타내는 L* (밝기), a* (적색도)는 30대와 40대, 40대와 50대, 50대와 60대 집단의 경우 추가적인 연구가 필요해 보이며, 모공과 * (황색도)는 연령의 증가와 상관없이 안면 피부 형태학적 변화에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.

경기도 벼 재배지 노린재류의 발생소장과 벼 반점미 피해

이진구,홍순성,김진영,박경열,임재욱,이준호,Lee, Jin-Gu,Hong, Soon-Sung,Kim, Jin-Young,Park, Kyeong-Yeol,Lim, Jae-Wook,Lee, Joon-Ho 한국응용곤충학회 2009 한국응용곤충학회지 Vol.48 No.1

벼 재배지에서 발생하는 노린재의 종류와 발생소장, 반점미 피해를 구명하기 위해 화성, 평택 등 경기지역 6개 시군 12개 읍면의 논과 논둑에서 노린재 발생밀도와 노린재 종류별 피해양상을 조사하였다. 논둑에서 채집된 노린재는 모두 30종이었고, 화성과 시흥에서 흑다리긴노린재(Paromius exiguus), 평택, 파주, 이천에서 홍색얼룩장님노린재(Stenotus rubrovittatus)가 우점하였다. 논에서 채집된 노린재는 모두 23종이었고, 시흥에서 흑다리긴노린재, 평택, 파주, 이천에서 홍색얼룩장님노린재가 우점하였다. 흑다리긴노린재는 화성 시화호 등 주로 서해안 습지에서 월동하고 증식한 후 이동하여 $8{\sim}9$월에 논둑에서 최고의 발생을 보였으며, 홍색얼룩장님노린재와 시골가시허리노린재(Cletus punctiger)는 $8{\sim}9$월에, 가시점둥글노린재(Eysarcoris aeneus)는 $6{\sim}7$월에 논둑에서 발생이 많았다. 벼에 노린재 종류별로 접종하여 반점미 피해를 확인한 결과, 유숙기 접종시 가시점둥글노린재가 10.2%, 흑다리긴노린재가 4.8%, 호숙기 접종시는 홍색얼룩장님노린재(Stenotus rubrovittatus)가 4.3%, 흑다리긴노린재가 2.7%의 반점미율을 보였다. 흑다리긴노린재에 의한 반점미 피해증상은 피해부위의 표면이 매끈하고 함몰되는 것이 없었으나, 가시점둥글노린재에 의한 반점미 피해증상은 흑다리긴노린재와 유사하지만 피해부위가 함몰되는 것이 많았고 그 표면은 거칠었다. 홍색얼룩장님노린재는 벼 낱알 위쪽을 가해하여 반점이 윗부분에 집중되는 특징이 있었다. This study was carried out to survey the occurrence of stink bugs and pecky rice grain caused by the stink bugs in paddy fields in six districts of Gyeonggi-do. In the levee of the paddy fields, 30 species of the stink bugs were collected, and the dominant species were Paromius exiguus in Hwaseong and Siheung, and Stenotus rubrovittatus in Pyeongtaek, Icheon and Paju. In the paddy fields, 23 species were collected, and the dominant species were Paromius exiguus in Siheung, and Stenotus rubrovittatus in Pyeongtaek, Icheon and Paju. P. exiguus overwintered and proliferated mainly in the west coastal region, where its host plants, Imperata cylindrica and Calamagrostis epigeois, were abundant, and then moved to paddy fields later in the season, resulting in the peak density in September in paddy area. Stenotus rubrovittatus and Cletus punctiger were abundant in paddy area in August and September, and Eysarcoris aeneus was abundant in June and July. When the stink bugs were inoculated on the rice, the rate of pecky rice caused by E. aeneus and P. exiguus at milk ripe stage was 10.2% and 4.8%, respectively, and the rate by S. rubrovittatus and P. exiguus at dough ripe stage was 4.3% and 2.7%, respectively. The damage shape of pecky rice was distinctive according to the species. The surface of pecky rice by P. exiguus was very smooth but the surface of pecky rice by E. aeneus was rough and caved. In the pecky rice by S. rubrovittatus, the spot occurred at the topside of the grain.

홉필드 신경망을 이용한 젤 영상 정합

유흐 아흐바야,황석형,황영섭,Ankhbayar Yukhuu,Hwang Suk-Hyung,Hwang Young-Sup 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지B Vol.13 No.3

Proteins in a cell appear as spots in a two dimensional gel image which is used in protein analysis. The spots from the same protein are in near position when comparing two gel images. Finding out the different proteins between a normal tissue and a cancer one is important information in drug development. Automatic matching of gel images is difficult because they are made from biological experimental processes. This matching problem is known to be NP-hard. Neural networks are usually used to solve such NP-hard problems. Hopfield neural network is selected since it is appropriate to solve the gel matching. An energy function with location and distance parameters is defined. The two spots which make the energy function minimum are matching spots and they came from the same protein. The energy function is designed to reflect the topology of spots by examining not only the given spot but also neighborhood spots. 단백질 분석에 사용하는 이차원 젤 영상에서 단백질은 반점으로 나타난다. 같은 세포에서 추출한 두 젤 영상을 비교하면 같은 단백질은 비슷한 위치의 반점으로 나타난다. 정상 세포와 암 세포의 젤 영상을 비교하면 달라진 단백질을 알 수 있으므로 이는 신약개발의 중요한 정보가 된다. 젤 영상은 생물학적 실험 방법으로 만들어지므로 반점의 위치가 일정하지 않아 자동으로 정합하기 매우 어렵고, 이 문제는 NP-hard임이 밝혀졌다. NP-hard 문제를 푸는 방법으로 신경회로망이 널리 쓰이므로 그 중 젤 영상 정합에 적당한 홉필드 신경망으로 문제를 해결하였다. 두 젤 영상의 반점의 위치와 거리를 매개변수로 하는 에너지 함수를 정의하였고, 이 에너지 함수가 최소로 되는 두 반점이 같은 단백질이라 판정한다. 에너지 함수는 검토중인 반점뿐만 아니라 이웃한 반점도 함께 검사하도록 하여 단순한 거리 개념만이 아니라 전체 반점의 형태를 반영하도록 하였다.

반복 반점화 : 지각적 모호성이 물체 재인에 미치는 영향

김구태(Ghoo-tae Kim),이도준(Do-Joon Yi) 한국인지과학회 2010 인지과학 Vol.21 No.4

물체의 신경 표상은 시각 피질 전반에 걸쳐 분산되어 있고 다른 물체의 신경 표상과 중첩된 형태로 유지된다. 따라서 특정 물체를 반복적으로 접하면 그 물체의 재인은 촉진되지만 다른 물체의 재인은 상대적으로 손상될 수 있다. 이러한 현상을 각각 반복 점화(priming)와 반점화(antipriming)라고 한다. 본 연구는 반복 반점화 즉, 반복된 물체 자체가 반점화 될 가능성을 검증하였다. 학습 단계에서 참가자들은 다양한 수준으로 화질이 손상된 물체 사진들의 재인 수준을 평정하였고 검사 단계에서는 정상적인 화질의 물체 사진을 보고 범주 판단 과제를 실시하였다. 그 결과, 실험 1과 2에서 모두 학습 단계에서 쉽게 재인되었던 물체는 검사 단계에서 더 효율적으로 처리되었지만(반복 점화), 반대로 학습 단계에서 지각적으로 모호했던 물체는 검사 단계에서 비효율적으로 처리되었다(반복 반점화). 이러한 결과는 지각적으로 모호한 물체를 경험할 때 세부특징에 관한 감각 표상과 다수의 물체 표상들 간의 연결이 강화되어 후속 재인 과정을 방해하기 때문인 것으로 추정된다. Neural representation of a visual object is distributed across visual cortex and overlapped with those of many other objects. Thus repeating an object facilitates the recognition of the object while it impairs the recognition of other objects. These effects are called repetition priming and antipriming, respectively. Two experiments investigated a new phenomenon of repetition antipriming, in which a repeated object itself is antiprimed. The learning stage presented object pictures which were degraded at various levels. Participants determined how recognizable each object was. Then, the test stage presented the intact version of the object pictures and made participants to perform a categorization task. Both Experiment 1 and 2 found that the processing of the objects that had been recognized were facilitated (repetition priming) while the processing of the objects that had been perceptually ambiguous were impaired (repetition antipriming). These findings suggest that experiencing a perceptually ambiguous object might enhance the connection between feature-level representations and multiple object-level representations, which impairs the subsequent recognition of the repeated object.

유자과실의 흡즙충류에 의한 반점피해 방제에 관하여

최덕수,김은식,김동관,김규진 한국응용곤충학회 2001 한국응용곤충학회지 Vol.40 No.1

유자과실에 반점피해를 일으키는 흡즙해충의 야간 비래습성과 방제방법을 구명하기 위하여 전남 고흥의 유자재배 과원에서 1999년 8월부터 11월까지 실험을 수행하였다. 백색, 청색, 황색전구 중에서 백색전구에 유인된 흡즙해충의 유살량이 가장 많았고, 나방류는 일몰부터 24시 사이에 전체의 93%가 비래하였다. 노린재류는 10월 상순에는 22~04시, 중순에는 일몰~02시, 하순 에는 일몰~24시 사이에 주로 비래하여 야간기온이 낮아질수록 비래시간은 빨라지는 경향이었다. 흡즙해충에 의한 반점피해를 줄이기 위하여 103의 유자과원에 10월 1일부터 11월 3일까지 유인 액 트랩, 유살등 그리고 조명용 전등을 각각 3개소에 설치하였다. 유인액의 성분은 막걸리 2,000 m1+흑설탕 100g+식초 100m1로서, 유자과실의 피해반점수가 무처리 대비 36%로 감소하였고, 유인액 1회 공급으로 유인적이 약 3주 동안 유지되었다. 유살등 트랩은 100w 백색전구를 이용하였고, 10a당 3개소에 설치하여 일몰부터 02시까지 조명했을 때 피해반점수가 40%로 감소하였다. 그러나 전등조명 처리는 방제효과가 없었다. Flying behavior during nighttime and control methods of fruit sucking pests were investigated in yuzu (Citrus junos) groves at Koheung area from August to November in 1999. Among the 3 kind of bulbs with different color (white, blue and yellow), white bulb attracted the most number of fruit sucking pests . The 93 percent of the moths was attracted from sunset to 24 o\`clock. Main flying time of hemipteriods in early, mid, and late October were from 22 to 04 o\`clock, sunset to 02 o\`clock and sunset to 24 o\`clock, respectively. Their flying time become earlier as the night temperature declines. For control of fruit sucking pests, attraction liquid traps, light traps (100 W) and illumination light bulb were set up in the yuzu groves (1,000 $\m^2$) from the 1 st October to the 3rd November. Attraction liquid was composed of a raw rice wine 2,000 ml+black sugar 100 g+vinegar 100 ml. When established at 3 sites per 1,000 $\m^2$ orchard, attraction liquid trap reduced the number of sucking spots on yuzu fruit to 64% and its attracting effect maintained for 3 weeks after setting-up. Three light traps per 1,000 m2 which turned on from sunset to 02 o\`clock reduced the number of sucking spots by 60% .

수도 포장주변에 발생하는 노린재류와 반점미 발생

조성산,한만종,양장석 한국응용곤충학회 1991 한국응용곤충학회지 Vol.30 No.1

수도포장과 휴반에서 발생하는 노린재종의 분포와 반점미 발생 관계를 조사한 결과를 휴반에서 총 21종의 노린재가 채집, 분류되었으며, 그중 우점종은 가시점둥글노린재, 긴날개쐐기노린제였고, 수도포장에서는 11종이 동정되었으며 우점종은 긴날개쐐기노린재, 설상무늬장님 노린재, 가시점동글노린재이었다. 노린재 종별 반점미 발생율은 가시점둥글노린재가 가장 심하여 34.7%였고 그 다음은 붉은잡초노린재로 2.7%였다. 노린재가 주로 벼의 유숙기를 중심으로 출수기에서 황숙기에 피해를 주었을 때 반점미 발생이 많았고, 품종별로는 극조생 또는 조생종 품봉인 태백벼, 소백벼, 삼강벼 등에서 심하였다. 지역별 반점미 발생은 조생종 품종이 재배되는 포천등 내장산간지에서 많았다. This study was carried out to investigate the occurrence of bug species around bank and paddy field and its peckey rice in four different districts of Kyonggi Area, and then to observe the distribution of bug species causing pee key rice. The results obtained were as follows; Thirty one bug species were collected around bank and its dominant species were Eyarcoris parvus, Nabis stenoferus, Stictopleurus crassicornis and each constituted 35.9, 20.2, 6.5 %, respectively. On the other hand, 11 bug species in paddy field were identified and the dominant species among them were Nabis stenoferus, Adelphocoris triannulatus, Eyarcoris parvus. Pee key rice induced by the infestation of bug species was 34.7% in Eyarcoris parvus and 2.7% in Aeschynteles maculatus. The occurrence of pecked rice injured by bugs was severe on milk ripe stage through heading stage to yellow ripe stage of rice growth period. Peckey rice among rice varieties was higher in Sobaekbyeo, extremely early mature variety, and Taebaegbyeo, early mature variety. The occurrence of peckey rice was higher in mountainous area such as Pocheon culturing early mature rice varieties.

로샤 잉크 반점에 내재된 상대적 구조화 정도 검증

임용현,이혜림,김남균 한국심리학회 2011 한국심리학회지 일반 Vol.30 No.3

In this study, we explored the extent to which Koreans of different ages perceived structure in the Rorschach inkblots. To this end, a two alternative, forced choice task was employed in which Korean participants judged, of two cards presented, which one was more structured (i.e., more distinct or unambiguous). Participants comprised four age groups (elementary, high school, college, and older adults) to explore the effect of age differences. Results showed that participants reported different degrees of structure in the inkblots, with comparable response patterns across all age groups. Significantly, Card V was judged the most distinct and Cards VI, VII, VIII, and IX were judged the least distinct (i.e., more ambiguous). Nevertheless, an age effect was found between older adults and three younger age groups particularly in Cards I and X, a finding that needs to be taken into consideration in future efforts to revise the Rorschach scoring system at least for Koreans. Taken together, contrary to popular belief, not all Rorschach figures appear to be devoid of structure. 본 연구에서 로샤 잉크 반점들에 내재된 물리적인 특성을 한국인을 대상으로 하여 검증해 보았다. 이 목적을 수행하기 위해서 이중 강제 선택(2AFC) 과제를 채택하였으며, 참가자들은 두 개의 카드 중 더 명확한 카드를 선택하여 반점들 간의 상대적 구조화를 판별하였다. 특히 세대 간 이질성이 구조화 지각에 영향을 미치는가를 규명하기 위해서 실험은 아동(초등학생), 청소년(고등학생), 청년(대학생) 및 노인의 네 집단으로 분류하였으며, 더 나아가 각 연령집단을 남녀집단으로 다시 세분하여 시행하였다. 연구 결과에서 로샤 카드의 잉크 반점들이 구조적으로 이질적이며, 그런 이질성이 네 연령층에서 유사하게 나타난다는 사실을 발견하였다. 특히 Ⅴ번 카드가 가장 명확한 카드로, Ⅵ번, Ⅶ번, Ⅷ번, Ⅸ번 카드는 상대적으로 모호한 카드로 지각되었다. 하지만 세대 간 차이가 일부 카드에서 발견되었으며, 이런 차이는 Exner의 종합체계를 보완하는 자료로 고려되어야 할 것이다. 종합하면, 본 연구 결과에서 로샤 잉크 반점들이 구조화 정도가 상대적으로 상이하다는 사실, 즉 각 카드에 내재된 물리적 특성이 동일하지 않다는 사실을 발견하였다.

흑다리긴노린재 [Paromius exiguus (Distant)](Heteroptera: Lygaeidae)에 의한 벼 이삭 피해

서보윤,조점래,이시우,김혜경,박창규 한국응용곤충학회 2020 한국응용곤충학회지 Vol.59 No.4

흑다리긴노린재 약충 및 성충에 의한 벼 이삭 피해를 다양한 조건에서 분석하였다. 흑다리긴노린재 약충 1마리를 1일간 접종하였을 경우 주당 평균 2.7개, 16마리를 16일간 접종하였을 때 주당 평균 132.3개의 반점미가 발생되었다. 접종밀도와 반점미 발생 입수와는 고도의 정의 상 관관계를 나타내었다(Y = 8.8446X, r2 = 0.9622). 출수기에 흑다리긴노린재 성충 1쌍을 접종한 경우 벼 수확 시 발생한 피해로 동할미율은 40.2%, 반점미율은 30.5%였으며, 16쌍을 처리한 경우 동할미율은 81.7%, 반점미율은 74.5% 발생되었다. 벼의 등숙 정도에 따른 피해 양상을 분석한 결과 출수 초기에 가해하였을 경우에는 벼의 등숙율을 감소시키는 경향을 보였으며, 중기 및 후기에 가해하였을 경우 동할미율과 반점미 율이 증가하는 경향을 나타내어 가해시기에 따라 벼 이삭 피해의 차이가 현저하였다. Rice grain damage caused by Paromius exiguus under various conditions in paddy fields was analyzed. One nymph of P. exiguus caused 2.7 pecky grains in brown rice in one day, and sixteen nymphs caused 132.3 pecky grains over sixteen days. The relationship between the inoculated nymphal density and the number of pecky grains was well described by a linear regression (Y = 8.8446X, r2 = 0.9622). When a pair of P. exiguus adults was inoculated in the heading stage of rice, the damage at the time of harvesting consisted of 40.2% of cracked rice and 30.5% of pecky rice among whole rice grains. Inoculation of 16 pairs resulted in 81.7% of cracked rice and 74.5% of pecky rice. The damage analysis indicated that the quantity of ripened rice decreased as the damage started earlier in the heading stage of rice. On the contrary, the proportion of cracked and pecky rice rapidly increased from the heading time until 28 days after heading of the rice grains.