노랑부리백로(Egretta eulophotes)는 천연기념물 제 361 호이며, 멸종위기 Ⅰ급으로 등록 되어 있다. 국제적 희귀종 으로 IUCN의 Redlist에 취약종(Vulnerable: VU)이며, 야생 에서 2,500개체 미만만이 남은 것으로 알려져 있다. 국내에 서 노랑부리백로 집단번식지는 1987년 신도에서 최초 발견 되어 천연기념물 360호로 지정받았고, 1991년 약 400여 둥 지가 관찰되었으나, 이후 인위적 방해요인으로 인접 섬으로 이동하여 신도에는 현재 번식하지 않는다. 최근 노랑부리백 로의 번식이 확인된 곳은 천연기념물로 지정되어 보호받는 영광군 칠산도(제 389호), 연평도, 구지도, 서만도, 황서도, 보령의 목도 등이 있다. 노랑부리백로는 서해안 무인도서에 서 집단으로 번식하고 있고, 전 세계 최대 번식집단을 형성 하고 있다. 한편, 노랑부리백로와 같이 무인도서에 서식하는 종은 외 부 위협 요인에 쉽게 취약하거나 교란될 수 있고, 괭이갈매 기와 같이 무인도서내 집단번식의 확산은 서식지 감소로 이어져 멸종위기로 이어지고 있다. 이러한 점 때문에 종의 개체군 구조, 유전적 다양성, 소수개체군의 유전자 관리에 대한 분자생물학적 연구 방법은 노랑부리백로와 같이 무인 도서에서 집단으로 번식하는 멸종위기종의 보전에 중요한 정보와 기초자료를 제공할 수 있다. 본 논문은 노랑부리백로 서식지의 개체군 조사와 더불어 NGS(Next Generation Sequencing)의 빠른 분석기법을 이 용하여 노랑부리백로의 미토콘드리아 유전체 분석과 계통 분류를 수행하고 근연종과의 비교를 통해 종 다양성 및 개 체군 보전을 위한 기초자료로 이용하고자 한다. 노랑부리백로 번식 및 서식현황을 파악하기 위해 문화재 청의 허가를 받고, 번식 및 서식 피해를 최소화하면서 번식 지내 노랑부리백로 43개체의 혈액, 조직(사체), 알껍질 등에 서 유전자원을 확보하였다. 이후 DNA 추출 후 QC테스트 한 총 18개체의 유전자원 샘플로 2개의 primer set을 제작하 고 PCR 증폭을 진행한 후 100bp 이상 조각으로 해독하여, 약 1.2Gb의 미토콘드리아 유전체 데이터를 생산 및 분석하 였다. 노랑부리백로의 번식현황 조사결과 전남 영광군의 칠산 도, 납대기섬, 서만도, 황서도, 보령의 목도(나무섬) 등에서 번식이 확인되었다. 하지만 기존 번식지이었던 신도, 구지 도, 비도, 예도 등에서는 번식을 확인할 수 없었다. 최근 10년간 노랑부리백로의 둥지 수 변화를 보면 2004년 674개 의 둥지에서 2006년 461개, 2008년 524개의 둥지로 감소하 였다가 2010년 696개로 증가한 후, 본 조사인 2013년에는 367개로 감소하였는데, 이는 구지도의 번식 집단이 사라졌 고, 서만도와 황서도의 개체군이 감소한 결과로 판단된다. NGS로 생산된 데이터를 기 보고된 노랑부리백로의 reference sequence에 BWA 프로그램을 이용하여 align을 수행하였으며, samtools를 이용하여 각 샘플별 미토콘드리 아 서열을 생산하였다. 전체 미토콘드리아 서열을 비교해본 결과, 총 87개의 위치에서 다형성(polymorphism)이 발견되 었으며, 대부분이 D-loop(Control region)에 모여 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 기 보고된 중국의 노랑부리백로 데이터와 비교한 결과, 새로운 두 개의 Haplotype이 한국 노랑부리백로에 있음을 확인하였다. 미토콘드리아의 유전 자 다양성을 측정하기 위해 기 보고된 중국의 노랑부리백로 데이터의 미토콘드리아 서열 중 D-loop 영역의 일부를 DnaSP 프로그램을 이용하여 비교하였다. Haplotype/Nucleotide diversity를 계산한 결과 각각 0.956, 0.00908을 얻었고, 중국의 노랑부리백로(Haplotype diversity: 0.920, Nucleotide diversity: 0.00878)에 비해 높게 나타났다. Tajima's D test를 통해 한국에 번식하는 노랑부리백로의 미토콘드리아 control region에 선택압 (selection pressure)이 없다는 결과도 확인할 수 있었다.한국과 중국에 서식하는 노랑부리백로의 지리적 변이를 확인하기 위하여, Arlequin을 통해 AMOVA (Analysis of Molecular Variance)를 진행하였으며, Haplotype frequency를 이용하였을 때 약 2.27 %의 variation 차이가 있음을 확인할 수 있었으며, Genetic distance를 이용하였을 때는 유의한 값 을 얻을 수 없었다. 또한 번식지별로 개체군간 차이가 있는 지 확인해보았으나, 샘플의 수가 적어 통계적으로 유의한 값이 도출되지 않았다. 노랑부리백로의 번식지별 개체군간 의 비교와 새롭게 발견된 Haplotype의 분석을 위하여 RAxML을 이용하여 계통도 분석을 한 결과, 특별하게 번식 지별로 클러스터링(clustering) 되지 않아 번식지별 차이가 없었다. 한편, KHap1, KHap2는 이번 연구에서 새롭게 발견된 Haplotype으로서 기 보고된 중국의 노랑부리백로 Haplotype 과 클러스터링이 되는 것을 확인하였다. 이는 국내 번식하는 노랑부리백로 집단이 중국에서 번식하는 집단과 유전적 교 류가 있다고 판단되며, 번식시기보다는 월동지인 동남아시 아 등지에서 모여 집단 월동할 가능성이 있다. 향후, 노랑부 리백로 mtDNA와 STR genotyping의 분석을 추가적으로 수 행하여 한국에서 번식하는 노랑부리백로의 유전자 다양도 와 계통분석을 심층적으로 수행할 필요가 있다.

본 연구에서는 선행 연구에서 개발된 촉각 자극 시스템의 시스템적인 문제, 자극 제어에 관한 문제, 기타 부가적인 문제들을 보완할 수 있는 촉각 자극기를 개발하였다. 개발된 장치는 제어부(control unit), 구동부(drive unit), 진동부(vibrator)의 세부분으로 구성된다. 제어부는 E-Prime 소프트웨어로부터 명령을 전송받고 진동 자극 신호를 발생한다. 구동부는 촉각 자극기가 효과적으로 진동 자극을 발생할 수 있도록 충분한 전류를 공급한다. 진동부는 작은 동전(coin) 형 진동기(vibrator)와 벨크로(velcro)로 구성되며 피험자의 손에 쉽게 고정 할 수 있도록 제작하였다. 개발된 장치는 소형, 경량, 저전력 구동, 간단한 구조, 최대 35개의 자극 채널, 시각 및 청각과의 다양한 자극 조합을 지연시간 없이 제시할 수 있도록 설계 되어 시스템적인 문제들을 보완하였다. 자극의 크기와 시간을 10단계로 조절할 수 있도록 하고, 넓은 동작주파수 범위를 확보하여 자극 제어에 관한 문제들을 보완하였다. 저전압 구동으로 인체에 대한 안정성을 확보하고, 손가락 이외에 신체의 어느 부분이든 자극 제시가 가능하도록 제작하였다. 특히 본 시스템은 인지과학 연구에서 범용으로 사용되는 소프트웨어인 E-Prime을 기반으로 개발되었기 때문에 활용성이 매우 높을 것으로 판단된다.

In this study, a tactile stimulator was developed to resolve some problems from the previous version of the system such as system configuration, inappropriate stimulation control and additional problems. The developed tactile stimulator consists of control unit, drive unit and vibrator unit. The control unit was controlled by E-Prime software to generate appropriate vibration pulses. The drive unit supplies enough energy to the vibrator to generate effective stimulation pulses. The vibrator unit consists of small coin type vibrator and velcro, and was made to be attached at the hand easily. The developed tactile stimulator was designed by small-size, light-weight, low-power, simple-fabrication, max 35 channels and little delay time from instruction signal of E-Prime software to vibrator. The duration and magnitude of stimulation was controlled by 10 grades and the problems concerning stimulation control were compensated by wideband frequency ranges. Additionally, the electrical safety was ensured by low voltage operation. Vibrator was made to be attached on finger as well as on any part of the subject. Since this tactile stimulator is developed based on E-Prime software which is widely used in cognitive science, it is believed that this stimulator be suitable for the wide application of cognitive science study.

본 연구는 93% 고농도 산소의 세 가지 공급량(1L/min, 3L/min, 5L/min)에 대해 20대 및 60대의 혈중산소 포화도의 차이를 규명하고자 하였다. 20대 남자 10명(25.0±1.8세)과 여자 10명(23.7±1.9세), 60대 남자 10명(68.0±2.6세)과 여자 10명(65.5±3.1세)의 피험자를 대상으로 실험을 수행하였다. 1L/min, 3L/min, 그리고 5L/min의 유량 변화가 가능하면서 순도 93%의 산소 농도를 일정하게 유지 할 수 있는 산소 공급 장치(OXUS Co.)를 사용하였다. Pre-hyperoxia(5분), 93%의 Hyperoxia(10분), Post-hyperoxia(10분)의 세 단계의 순서로 실험이 진행되었고, 전 단계에서 혈중 산소 포화도가 측정되었다. 유량이 증가할수록 혈중 산소 포화도는 증가하였고, 60대보다 20대의 혈중 산소 포화도가 더 높았다. 안정 상태(Pre-/Post-hyperoxia)에 비해 고농도 산소를 공급한 Hyperoxia 구간에서 혈중 산소 포화도가 증가하였다. 그러나 고농도 산소 공급으로 20대에 비해 60대의 혈중 산소 포화도의 증가량이 더 컸다.

본 연구에서는 세 단계의 각성 수준이 3-back 과제 수행능력에 어떠한 영향을 미치는지 관찰하고자 하였다. 10명의 남자(평균 25.7±1.5세) 대학생과 10명의 여자(평균 24.5±1.8세) 대학생이 본 실험에 참여하였다. 집단검사를 통해 추출된 사진을 이용하여 세 단계의 각성 수준 즉, 긴장, 중립, 이완감성을 유발하였다. 모든 피험자는 각 각성 수준에 대해 한 번씩, 총 3번의 실험에 참여하였다. 안정1(2분), 각성유발사진제시1(2분), 3-back 과 제1(2분), 각성유발사진제시2(2분), 3-back 과제2(2분), 안정2(2분)의 6단계로 실험이 진행되었고, 전 단계에서 피부전도수준(skin conductance level: SCL)도 함께 측정하였다. 3-back 과제의 정답률은 중립 조건일 때 가장컸고, 이완, 긴장 조건 순서였다. 반응시간은 세 조건 간의 차이가 나타나지 않았다. 모든 구간에서 측정된 피부전도수준은 긴장 조건일 때 가장 컸고, 중립, 이완 순서로 나타남으로써, 사용된 각성유발사진이 적절한 각성수준을 유발하였음을 확인하였다. 본 연구결과로부터 인지 처리와 무관하게 유발된 긴장도의 증가나 감소는 과제 수행능력을 감소시킬 수 있다는 사실을 유추할 수 있다.