뇌파기반의 커뮤니케이션에 대한 기호학적 고찰 - 대인커뮤니케이션을 중심으로

조창연 ( Jo Chang-yeon ) 한국기호학회 2021 기호학연구 Vol.69 No.-

본 연구의 목적은 최근 신경과학 뇌과학과 인지과학의 발달에 힘입어 나타나고 있는 새로운 학문적인 지형도의 변화가 기호학의 영역에 미치는 가능한 영향을 탐색하는데 있다. 이 탐색 작업은 특히 기존의 전통기호, 특히 언어기호를 대체하는 뇌파의 기호 가능성과 소통에 초점을 두었다. 이를 위해 기호로서 뇌파의 가능성에 대한 탐색, 기호로서 뇌파, 즉 뇌파기호의 의미생성, 그리고 이를 기반으로 하는 뇌파커뮤니케이션(의미전달)의 프로세스에 대한 분석 등을 중점적으로 다루었다. 뇌파커뮤니케이션을 이해하기 위하여 뇌와 컴퓨터 인터페이스(BCI), 컴퓨터와 뇌의 인터페이스(CBI), 그리고 이들 인터페이스를 결합한 뇌와 뇌의 인터페이스(BBI)를 설명하고 이들 인터페이스의 융합을 통한 소통 가능성을 대인커뮤니케이션을 중심으로 살펴보았다. 본 연구를 통해서 밝혀진 의미 있는 연구 결과들은 다음과 같다. 첫째, 기호(표현체)로서 뇌파, 즉 뇌파기호는 대상체인 생각을 해석체인 뇌가 해석하는 삼원적 관계에서 만들어진다. 뇌파는 그 발생적 특성상 뇌의 구조·기능과 밀접하게 연계되어 쌍방적으로 작용한다. 그 결과 표현체인 뇌파와 해석체인 뇌는 의미론적으로 동등한 특징을 갖는다. 둘째, 뇌파기호는 정신적 존재와 그에 따른 정신현상학적 현상이기에 퍼스의 기호 현상학적 관점에서 접근이 가능하고 이를 기반으로 뇌파기호의 10가지 유형의 파악이 가능하다. 셋째, 뇌파기호의 의미생성은 뉴런(뇌신경)의 차원에서 수행되기 때문에 연역과 귀납의 논리 과정이 신경망의 프로세스 속에 내재화되어 이를 기반으로 기호의 의미는 가추적 직관을 통하여 직관적으로 감지된다. 넷째, 생각이 뇌파로 전달되기 때문에 이러한 특성의 뇌파기호를 토대로 하는 뇌와 뇌의 인터페이스 기반의 대인커뮤니케이션 구축이 가능하다. 이 연구의 의의는 뇌파의 기호 가능성을 탐구하고 이를 기반으로 하는 인간커뮤니케이션 프로세스를 구성함으로써 기존의 기호학적 커뮤니케이션 시스템이 갖는 매개의 문제를 생산적으로 해결하는 지평을 제시한 점을 들 수 있다. 나아가서 기존의 전통적인 언어나 영상과 같은 기호를 넘어서 뇌파나 혹은 텔레파시와 같은 것들이 일상적인 소통에 등장하는 포스트휴먼의 시대를 대비하는 기호학적 연구 방향을 시사한 점은 또 다른 의의로 볼 수 있다. This study investigates the possible impact on the field of semiotics brought about by the change in the contours of various neuroscientific spheres, particularly brain science and cognitve science. It focuses on the possibility of brainwaves functioning as signs that substitute for existing conventional signs, particularly linguistic. In addition to this possibility, the study examines the signification of such signs, and their communicative meaning transfer process. Brainwave-based communication can be explained through the concepts of brain computer interface (BCI), computer brain interface (CBI), and brain brain interface (BBI), which is constituted by combining BCI with CBI. Finally, the study looks at the interpersonal communication potential of BBI-based communication. Some of the significant results of the study are as follows. Firstly, a brainwave sign is generated in the triadic relation of the Object of thought, the brain as Interpretant, and the brainwave sign as Representamen. These generative elements are interdependent, as the brainwave as Representamen and the brain as Interpretant are equally semantically significant. Secondly, a brainwave sign is a mental phenomenon, so it can be approached through the prism of pheneroscopy, which can identify 10 classes of sign. Thirdly, because the signification of a brainwave sign is executed on the level of the neuron, and given the logical process of induction and deduction inherent in neural networks, the meaning of a brainwave sign based on these neural traits can be intuitively detected in the abductive process. Fourth, thinking is the process of transmitting thoughts in the form of brainwaves, and a brainwave sign that is produced on the basis of such brainwave transfer enables us to construct the Brain-Brain Interface on which the development of interpersonal communication is possible. The study’s results suggest the importance of identifying brainwave signs, of developing the process of interpersonal communication on the basis of such signs, and of elaborating a perspective through which the mediation problem of existing semiotic communication systems can be resolved in a productive way. It is also important to formulate a form of semiotic training to prepare us for the posthuman era, in which brainwaves or technical telepathy, beyond the language or images on which traditional forms of communication are based, would be used for ordinary communication.

라이프케어테인먼트에 적합한 뇌파 기반 패스워드 시스템 개발에 관한 연구

양기철 한국엔터테인먼트산업학회 2019 한국엔터테인먼트산업학회논문지 Vol.13 No.8

Electroencephalography(EEG) studies that have been in clinical research since the discovery of brainwave have recently been developed into brain-computer interface studies. Currently, research is underway to manipulate robot arms and drones by analyzing brainwave. However, resolution and reliability of EEG information is still limited. Therefore, it is required to develop various technologies necessary for measuring and interpreting brainwave more accurately. Pioneering new applications with these technologies is also important. In this paper, we propose development of a personal authentication system fit for lifecaretainment based on EEG. The proposed system guarantees the resolution and reliability of EEG information by using the Electrooculogram and Electromyogram(EMG) together with EEG.

학술연구 : 전자책을 활용한 초등학생의 독서활동에 대한 정량 뇌파 활성도를 통한 뇌과학적 분석

김주라 ( Ju Ra Kim ) 한국디지틀도서관포럼 2011 디지틀 도서관 Vol.61 No.-

본 연구는 초등학교 독서교육을 위한 전자책과 종이책의 자료형태가 아동의 뇌파활성도에 어떠한 영향을 미치는지 분석함으로써 독서력 향상을 위한 바람직한 독서교육의 방향을 탐색해보는데 목적이 있다. 연구 결과 독서활동 중에 청각이나 시각을 이용한 전자책이 학생들의 주의와 집중을 강하게 유도하며 학습과 관련이 있는 β파와 SMR파의 활성을 높일 뿐 아니라 전자책 유형에 따라 남·여간의 뇌파활성도의 차이가 있음을 확인하였다. 이는 전자책 독서활동 중 다양한 사고 활동에 따른 뇌파활성도의 차이를 이해하고 남·여 특성에 맞는 적절한 전자책을 활용하여 효과적인 독서지도를 할 수 있을 것으로 여겨진다. This study aimed to examine the directions for reading education in order to improve the reading ability of children by analyzing the impact of digital books and paper books on the activity of brainwave. In accordance with the results of this study, the digital books using sight or hearing for reading activity tended to strengthen attention and concentration of students and increased the activity of β wave and SMR wave related to learning. Furthermore, male and female subjects showed the difference in the activity of brainwave depending on the types of digital books. Reading will be effectively guided by understanding the difference in the activity of brainwave according to a variety of thinking activity while reading digital books and using the digital books suitable for the characteristics of each gender.

EEG Brainwave Analysis for Research on Meditation Influence to the Concentration

조준모 한국전자통신학회 2014 한국전자통신학회 논문지 Vol.9 No.12

Many people complain their big or little stress due to the complicated city life in modern times, so they are exposed of the mental illness. Especially, not only students and office workers but also most people suffer from degradation of efficiency at work and keeping the high quality of life because of the insufficiency of concentration ability. To improve the concentration ability, the meditation is a substitution. The influence of meditation for the concentration ability is experimented with EEG brainwave. Some experienced meditators are participated for the experiments, and the left and right portion of prefrontal lobe, AF3 and AF4, are measured and analyzed. As a result, the changes of rhythmic activity of a unique pattern and power spectra are observed.

사춘기 발달지표 분류에 의한 항 스트레스 차이 연구

최남숙(Choi, Nam-Sook),안상균(Ahn, Sang-Kyun),박병운(Park, Pyung-Woon) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회논문지 Vol.16 No.4

본 연구는 사춘기 전, 중, 후의 스트레스저항력의 차이를 알아보고자 하는 목적이다. 연구는 2012년 10월부터 12월까 지 두달간 진행했다. 대상자로 사춘기 전과 중은 Y시 초등학교와 중학교 학생들을 대상으로 설문지를 통해 사춘기 전 28명, 중 35명 두 집단으로 나누고 사춘기 후 집단은 한국 정신과학 연구소의 전국 대학생 33명 뇌파로 사춘기 전, 중, 후 세 집단의 항 스트레스 차이를 알아보았다. 연구결과는 좌뇌 사춘기 전 평균값 77.11, 중 79.14, 후 84.93, 우뇌의 전 평균값 77.24, 중 79.89, 후 84.43으로 점차 항 스트레스지수가 증가됨을 볼 수 있었다. 이는 사춘기의 심리적 특성이 설문방식뿐만 아니라 과학적인 뇌파에 의해서도 입증될 수 있다는데 의미가 있다. This study was to examine the difference of Anti-Stress Quotient of pre-puberty, puberty, and post-puberty time. pre-pubescent students 28 and pubescent students, 35 classified by questionnaires from elementary and middle school students located in the Y city were participated in this research. post-pubescent students 33 were sampled from college students' data collected by Braintech Corp. And analyzed by brainwaves, which could be obtained through QEEG BQ(Brain Quotient) Analysis. The result of this study is as follow: post-puberty time was increased Anti-Stress Quotient due to the decrease of the Body Stress and the Mental Stress. It means that the psychological characteristics of puberty time can be proven by not only method of questionnaires but also scientific brainwaves.

The Effects of Color Stimuli on Children's EEG

홍은주,장미경 대한아동복지학회 2012 아동복지연구 Vol.10 No.4

The purpose of this study is to find out how children’s brainwave change before and after color stimulation according to their various medical conditions. The four research groups consisted of 9 children with, internalizing problem, 10 with externalizing problem, 10 with ADHD and 10 normal children. The testing tool for this study was a 2 way channel Neuro-feedback system EEG (Braintech Corp, Korea). To analyze the children’s brainwaves, electroencephalography (EEG) was used. This study result showed that children with each different condition presented different changing patterns of brainwaves before and after stimulation from the following colors: red, yellow, blue, green, white, and black. Normal children showed the changes of their brainwave with yellow and black color stimulation; children with internalizing problem showed the changes of their brainwave with red, yellow, and black color stimulation; children with externalizing problem showed the changes of their brainwave with red and yellow color stimulation; children with ADHD showed the changes of their brainwave with red, blue and black color stimulation.

태권도 수련 경력자와 비경력자의 뇌파 및 두뇌활용능력 차이 분석

이종목,신재한 한국초등체육학회 2018 한국초등체육학회지 Vol.23 No.4

The purpose of this study is to search the educational significance of taekwondo training by verifying the difference between the brainwave and brain application ability targeting an experienced person and a non-experienced person of taekwond training. To this end, this study set the taekwondo players at A Elementary School in D Metropolitan City as the research subject by applying the purposeful sampling, or one of the non-probability samplings on the basis of taekwondo training career. Among others, this study selected 24 taekwondo players who agreed to the purpose of the research, and divided them into 12 experienced persons(experimental group) and 12 non-experienced persons(control group) of taekwondo training to verify the difference the brainwave and brain application ability. On the basis of these research findings and discussion, this study presented the educational implications of taekwondo training given to physical activity as a conclusion as follows: First, seeing that the Alpha wave and SMR wave of an experienced person of taekwondo training were found to be high, it is possible to create a comfortable, stable brain-friendly environment by making a relaxed concentration state through taekwondo training. Second, considering that the H-Beta wave and M-Beta wave of an experienced person of taekwondo training were found to be high, it’s possible to revitalize the function of the brain such as the problem-solving ability and information processing ability, etc. Third, since the cognitive intensity and concentration of an experienced person of taekwondo training were found to be high, it is possible to improve the immersion ability to concentrate oneself on one spot while reducing the negative stress, which one usually had, through taekwondo training. Based on the conclusion of this research, the suggestion as to the follow-up research is as follows: First, there is a need to proceed with the integrated research in combination with the qualitative research on the brainwave and brain application ability, and in-depth interviews, etc. targeting an experienced person and a non-experienced person of taekwondo training. Second, it’s necessary to verify the difference between the brainwave and brain applicationa bility by securing a lot more research subjects as the number of the research subjects of experienced persons and non-experienced persons of taekwond training is small. Third, it’s also necessary to analyze the brainwave and brain application ability of an experienced person and a non-experienced person of taekwondo training through the experimental design in the light of education characteristics and the function and principle of diverse motions, etc. Fourth, it is necessary to secure the validity and reliability of the research by comparing the brainwave and brain application ability of the experienced person of diverse forms of exercise besides taekwondo training with the non-experienced person of them. 이 연구에서는 태권도 수련 경력자와 비경력자를 대상으로 뇌파와 두뇌활용능력의 차이를 검증함으로써 태권도 수련의 교육적 의의를 탐색하는데 그 연구의 목적이 있었다. 이 연구의 대상자는 D광역시 A초등학교 태권도 선수 중에서 태권도 수련 경력을 기준으로 비확률적 표집(non-probability sampling)의 하나인 목적 표집법(purposeful sampling)을 적용하였다. 그 중에서도 연구의 취지에 동의한 24명을 선정하여 태권도 수련 경력자 12명과 비경력자 12명을 선정하여 태권도 수련 경력자(실험집단)와 비경력자(비교집단)의 뇌파와 두뇌활용능력의 차이를 검증하였다. 이 연구의 결과 및 논의를 토대로 태권도 수련이 신체 활동에 주는 교육적 시사점을 결론으로 제시하면 다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 태권도 수련 경력자의 Alpha파, SMR파가 높게 나타난 것으로 보아 태권도 수련을 통해서 이완된 집중 상태를 만들어 줌으로써 편안하고 안정된 두뇌 친화적인 환경을 만들 수 있다. 둘째, 태권도 수련 경력자의 H-Beta파, M-Beta파가 높게 나타난 것은 보아 문제 해결 능력, 정보 처리 능력 등 두뇌 기능을 활성화할 수 있다. 셋째, 태권도 수련 경력자의 인지강도와 집중력이 높게 나타난 것으로 보아 태권도 수련을 통해서 평소 갖고 있던 부정적인 스트레스를 해소하고 한 곳에 집중할 수 있는 몰입능력을 향상시킬 수 있다. 이 연구의 결론을 토대로 후속 연구에 대한 제언을 하면 다음과 같다. 첫째, 태권도 수련 경력자와 비경력자를 대상으로 뇌파와 두뇌활용능력의 양적 연구와 심층 면담 등 질적 연구를 병행한 통합 연구를 실시할 필요가 있다. 둘째, 태권도 수련 경력자와 비경력자의 연구 대상자가 적기 때문에 향후 연구 대상자를 더 많이 확보하여 뇌파와 두뇌활용능력의 차이를 검증할 필요가 있다. 셋째, 태권도 수련의 교육적 특성, 다양한 동작의 기능 및 원리 등을 고려한 실험 설계를 통해서 경력자와 비경력자의 뇌파 및 두뇌활용능력을 분석할 필요가 있다. 넷째, 태권도 수련 외에도 다양한 형태의 운동 경력자와 비경력자의 뇌파와 두뇌활용능력을 비교해 봄으로써 연구의 타당도와 신뢰도를 확보할 필요가 있다.

큰 눈과 작은 눈에 5가지 아이라이너를 적용한 뇌파와 감성반응

김민경 한국피부과학연구원 2022 아시안뷰티화장품학술지 Vol.20 No.3

Purpose: This study aims to obtain scientific data for establishing female images based on results from an evaluation of brainwaves and emotions, after applying five different forms of eyeliners on big and small eyes. Methods: We comparatively analyzed coefficients of variations for the brainwaves and average preference indexes (API) of 60 males and females (age 21–29), after applying five different kinds of eyeliners on big and small eyes. Results: The brainwave responses in males and females were examined by applying five kinds of eyeliners to their big and small eyes. This showed that the activity of the γ-wave was entirely higher in people when they were stimulated by pin-up eyeliner (PU) and the α-wave was less reduced than other frequency bands. The stimulation by the forms of eyeliners, rather than by those of the eyes of the people, could be a factor influencing the brainwave responses. The active sites of the brains of the males and females were examined. The results showed that each stimulus caused prominent activity in the brain, especially in the prefrontal lobe (Fp1, Fp2, Fpz). Differences were found only in the active sites and the degree of activity among their responses to each stimulus, but their response trends were similar. The API responses by various forms of eyeliners indicated negative emotional responses only when the eyes of the people were stimulated by PU, while the other API responses indicated positive emotional responses. Conclusion: The results of the comparative analysis on differences in brainwave and emotional responses, by applying different forms of eyeliners to people with big and small eyes, are thought to suggest a basic direction for expressing facial images. Therefore, it would be possible to collect huge scientific data for establishing female images, if the correlation among physiological and emotional responses can be drawn by applying eyeliners to people with big and small eyes. 목적: 큰눈과 작은 눈에 5가지 아이라이너의 형태를 변화시킨 자극물을 제시하여 뇌파와 감성평가 결과를 도출하여 여성 이미지구축을 위한 과학적 데이터를 획득을 목적으로 한다. 방법: 20대 남녀 60명을 대상으로 큰눈과 작은 눈에 다섯 가지 아이라이너 형태에 의한 뇌파변동계수(coefficient of variation for the brainwave, CVB)와 평균선호도 지수(API) 파악하여 비교하였다. 뇌파와 감성평가에 대한 통계 분석은 SPSS를 사용하여 반복측정 분산분석(repeated measure analysis of variance)을 실시하였고, 95% 신뢰수준에서 Tukey's test를 통해 사후검증을 하였다. 결과: 큰 눈과 작은 눈에 5가지 아이라이너를 적용하여 도출된 뇌파 반응 중 남녀모두 PU의 자극에서 전반적으로 γ파의 활성정도가 높았으며, α파는 감소정도가 다른 주파수대역보다 적었다. 눈의 형태보다 아이라이너형태에 의한 자극이 뇌파반응에 영향을 미치는 요소로 파악할 수 있었다. 각 자극물에 대하여 남녀의 뇌의 활성부위는 전두엽 특히 전전두엽(Fp1, Fp2, Fpz)의 활성정도가 두드러졌다. 남녀모두 자극물에 의한 반응은 활성부위와 활성정도의 차이만 있었고남녀의 반응추이는 비슷하게 작용하였다. 다양한 형태의 아이라이너에 의한 API 반응결과는 PU 자극에 의한 반응만 음(-)의 감성이었고 나머지 아이라이너의 의한 API 반응은 양(+)의 감성반응이었다. 결론: 큰 눈과 작은 눈에 다양한 아이라이너를 적용하여 도출된 뇌파와 감성반응차이를 비교 분석한 결과들은 얼굴 이미지 표현을 위한 기본 방향성을 제시할 수 있을 것으로 판단된다. 향후다양한 눈모양에 아이라이너를 적용하여 생리적•감성적 반응의 상관관계를 도출한다면 여성 이미지구축을 위한 과학적 빅데이터를 수집할 수 있을 것으로 판단된다.

Red 아이 쉐도우의 명도와 채도변화에 의한 뇌파와 감성반응

최남식,김민경,류희욱 한국피부과학연구원 2024 아시안뷰티화장품학술지 Vol.22 No.1

목적: 본 연구에서는 먼셀의 기본색인 red아이 쉐도우를 사람의 뇌와 감성에 미치는 영향을 파악하여 이미지 형성 기초자료를 마련하기 위함이다. 방법: 각 눈에 다섯가지 명도와 채도 변화에 의한 바탕뇌파의 상대 뇌파 파워 차이의 비율인 뇌파변동계수(coefficient of variation for the brainwave, CVB)를 20대 남녀를 대상으로 분석하였다. 그리고 변화된 red 아이 쉐도우 선호도와 감성 이미지 조사를 통해 평균선호도 지수 파악하였다. 뇌파와 감성평가에 대한 통계 분석은 SPSS를 사용하여 반복측정 분산분석(repeated measure analysis of variance)을 실시하였고, 95% 신뢰수준에서 Tukey's test를 통해 사후검증을 하였다. 결과: Red아이 쉐도우의 명도와 채도를 변화시켜 만든 자극물을 제시하여 획득한 뇌파와 감성결과는 남녀 모두 저명도와 고채도의 자극에서 β파와 γ파가 활성 되었고 α파는 비활성되었다. 남성은 명도자극에 대하여 민감하였고, 여성은 채도변화에 의한 뇌파반응이 더욱 변화가 컸다. 남녀 모두 red 아이 쉐도우 명도단계가 8, 채도는 2일 때 선호도가 높았다. 남녀의 PI반응결과는 저명도일 때 모던하고 점잖다는 평가였고 고명도의 자극에서는 맑고 귀여운 이미지로 느껴진다고 하였다. 중채도의 자극에서 남녀 모두 맑고 네추럴 한 이미지로 평가하였고 고채도의 자극에서 모던한 이미지로 느낀다는 반응이었다. 결론: 다양한 색자극에 의한 사람의 뇌와 감성에 자극을 미친 결과들은 향후 이미지 컨설팅이나 원하는 이미지 연출 시 활용할 수 있는 기초 자료로 구축할 수 있을 것으로 사료된다. Purpose: Investigating how Munsell’s primary color (i.e., red eye shadow) influences human brain and emotional responses to establish foundational data for image formation. Methods: We analyzed the relative power differences in background brainwaves due to variations in five levels of brightness and saturation for each eye both in male and female individuals in their twenties. We used the coefficient of variation for brainwaves for our analysis. In addition, we assessed the preferences for altered red eye shadow and the emotional responses to determine the average preference index. We performed statistical analysis for brainwaves and emotional evaluations using repeated measure analysis of variance in SPSS, followed by post hoc testing with Tukey’s test at a 95% confidence level. Results: The brainwave and emotional responses obtained by presenting red eye shadow brightness and saturation modification-created stimuli revealed that both men and women exhibited beta and gamma wave activation and alpha wave inactivation upon low brightness and high saturation stimuli. Men were more sensitive to brightness stimuli, whereas women displayed higher-level variability in brainwave responses upon saturation changes. Both genders preferred red eye shadows with brightness and saturation levels of 8 and 2, respectively. The perceptual image responses indicated that stimuli with low or high brightness were perceived as modern and subtle or clear and cute, respectively. Medium or high saturation stimuli were perceived as clear and natural or associated with a modern image, respectively, by both genders. Conclusion: This study demonstrated the impact of various color stimuli on the human brain and emotions. We consider the obtained results as foundational data, which could be used in future image consulting or when crafting desired image presentations.

EEG Analysis of the Left and Right brain activities from cartoon learning versus text learning

HyungKyu Kwon,조장식,이은정 대한의료정보학회 2008 Healthcare Informatics Research Vol.14 No.3

Objective: Cartoons have been known to motivate learners and make learning process easier by combining verbal and visual effects. But they are mostly applied to motivate the less able learners, and have limits in delivering comprehensive information. Thus, more careful and scientific validation for the pros and cons of using cartoons for everyday use in various subjects is in need. Methods: In this research, we used Electroencephalography(EEG) to compare cartoon learning and text learning by measuring four characteristic brainwaves including theta, alpha, sensory motor rhythms(SMR), and beta, from the left and right brain. The EEG signals acquired from 24 subjects are analyzed using the mean difference of the left and right brain and canonical correlation analysis. Results: The theta brainwave of the left brain and right brain shows significant differences (p<0.05) from cartoon learning versus text learning in the theta brainwave while the other brain waves show similar patterns. Conclusion: Cartoon learning produced significantly stronger theta brainwaves than text learning implicating that cartoon learning reduces more focused attention, SMR brainwaves and beta brainwaves from the left brain explained cartoon learning and text learning process while alpha brainwaves explained those processes in the right brain.