I conducted experiments in Drosophila to investigate the consequences of altered acetylcholinesterase (AChE) activity in the nervous system. In ace hypomorphic mutant larvae, the amount of ace mRNA and the activity of AChE both in vivo and in vitro were significantly reduced compared with those of controls. Reduced Ace in Drosophila larvae resulted in significant down-regulation of branch length and the number of boutons in Type 1 glutamatergic neuromuscular junctions (NMJs). These defects in ace hypomorphic mutant larvae were suppressed when Musca domestica AChE was transgenically expressed. Because AChE inhibitors are utilized for medications for Alzheimer’s disease, we investigated whether pharmacological inhibition of AChE activity induced any synaptic defects. I found that controls exposed to a sublethal dose of DDVP phenocopied the synaptic structural defects of the ace hypomorphic mutant. These results suggest that down-regulation of AChE activity, regardless of whether it is due to genetic or pharmacological manipulations, results in altered synaptic architecture. This study suggests that exposure to AChE inhibitors for 6-12 months may induce altered synaptic architectures in human brains with Alzheimer’s diseases, similar to those reported here. These changes may underlie or contribute to the loss of efficacy of AChE inhibitors after prolonged treatment.

본 연구에서는 하위 요소로(sub-element) 구성된 3차원 대칭 단위 요소들로 조합된 트러스 격자 구조물의 연속적 인 물성치를 제안하였다. 개별적인 트러스 격자 물성치는 균질화 작업을 통하여 유효한 응력과 변형률 관계로 이 루어진 연속적인 물성치 모델로 나타낼 수 있다. 미시적인 규모(micro scale) 스트럿의 인장이나 압축 응답에 의 한 축강성은 전체 격자재료의 대부분의 강도를 차지하고, 이러한 스트럿의 부피 분율(fraction)은 효과적인 강도 뿐만 아니라 복제 가능한 단위 요소로 이루어진 격자판의 상대밀도에 큰 영향을 주었다. 그러므로 균질한 강성부 재로 구성된 연속적인 구성모델은 미시적인 규모로 간주되는 스트럿의 강도, 내부응력 상태 및 부피 분율과 관련 된 역학적인 특성들을 포함하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 미시적인 규모의 응력에서 소성흐름은 균질한 구 성식에서 파생된 거시적인 규모에서의 (macro-scale)응력 표면에 있는 연속적인 응력함수의 영역을 확장한다. 따 라서 본 연구를 통하여 3차원 대칭 단위요소 구조물의 기본 기하학을 조사하고 압력에 의존적인 마크로 규모에서 의 (macro-scale) 응력함수를 예측하는 연속적인 소성모델을 공식화하였다.

Substantia gelatinosa (SG) neurons receive synaptic inputs from primary afferent Aδ- and C-fibers, where nociceptive information is integrated and modulated by numerous neurotransmitters or neuromodulators. A number of studies were dedicated to the molecular mechanism underlying the modulation of excitability or synaptic plasticity in SG neurons and revealed that second messengers, such as cAMP and cGMP, play an important role. Recently, cAMP and cGMP were shown to downregulate each other in heart muscle cells. However, involvement of the crosstalk between cAMP and cGMP in neurons is yet to be addressed. Therefore, we investigated whether interaction between cAMP and cGMP modulates synaptic plasticity in SG neurons using slice patchclamp recording from rats. Synaptic activity was measured by excitatory post-synaptic currents (EPSCs) elicited by stimulation onto dorsal root entry zone. Application of 1 mM of 8- bromoadenosine 3,5-cyclic monophosphate (8-Br-cAMP) or 8-bromoguanosine 3,5-cyclic monophosphate (8-Br-cGMP) for 15 minutes increased EPSCs, which were maintained for 30 minutes. However, simultaneous application of 8-BrcAMP and 8-Br-cGMP failed to increase EPSCs, which suggested antagonistic cross-talk between two second messengers. Application of 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX) that prevents degradation of cAMP and cGMP by blocking phosphodiesterase (PDE) increased EPSCs. Co-application of cAMP/cGMP along with IBMX induced additional increase in EPSCs. These results suggest that second messengers, cAMP and cGMP, might contribute to development of chronic pain through the mutual regulation of the signal transduction.

This study is intended to examine the motor skill learning and treadmill exercise on motor performance and synaptic plasticity in the cerebellar injured rats by harmaline. Experiment groups were divided into four groups and assigned 15 rats to each group. GroupⅠ was a normal control group(induced by saline); GroupⅡ was a experimental control group(cerebellar injured by harmaline); GroupⅢ was a group of motor skill learning after cerebellar injured by harmaline; GroupⅣ was a group of treadmill exercise after cerebellar injured by harmaline. In motor performance test, the outcome of groupⅡ was significantly lower than the groupⅢ, Ⅳ(especially groupⅢ)(p<.001). In histological finding, the experimental groups were destroy of dendrities and nucleus of cerebellar neurons. GroupⅢ, Ⅳ were decreased in degeneration of cerebellar neurons(especially groupⅢ). In immunohistochemistric response of synaptophysin in cerebellar cortex, experimental groups were decreased than groupⅠ. GroupⅢ's expression of synaptophysin was more increased than groupⅡ, Ⅳ. In electron microscopy finding, the experimental groups were degenerated of Purkinje cell. These result suggest that improved motor performance by motor skill learning after harmaline induced is associated with dynamically altered expression of synaptophysin in cerebellar cortex and that is related with synaptic plasticity.

The effect of the initial packing structure on the plasticity of amorphous alloys was investigated by tracing the structural evolution of the amorphous solid inside a shear band. According to the molecular dynamics simulations, the structural evolution of the amorphous solids inside the shear band was more abrupt in the alloy with a higher initial packing density. Such a difference in the structural evolution within the shear band observed from the amorphous alloys with different initial packing density is believed to cause different degrees of shear localization, providing an answer to the fundamental question of why amorphous alloys show different plasticity. We clarify the structural origin of the plasticity of bulk amorphous alloys by exploring the microstructural aspects in view of the structural disordering, disorder-induced softening, and shear localization using molecular dynamics simulations based on the recently developed MEAM (modified embedded atom method) potential.

A series of experiments demonstrated that an addition of Ag into (Cu0.5Zr0.5)100-xAgx amorphous alloys alters the plasticity of the alloys in a systematic manner. Energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) conducted on the (Cu0.5Zr0.5)100-xAgx alloys exhibited the presence of compositional modulation, indicating that compositional separation had occurred. The presence of compositional modulation was also validated using a combined technique of molecular dynamics and Monte Carlo simulation. In this study, the effect of Ag on the compositional separation in (Cu0.5Zr0.5)100-xAgx bulk amorphous alloys was investigated to understand the role played by the phase-separating element on the plasticity of the amorphous alloys.

본 논문은 연속체역학에서의 탄소성모델을 그대로 재현할 수 있는 미소구조모델에 관해서 연구하였다. 물체를 일정크기를 지닌 입자와 그 입자들을 연결하는 선형 스프링으로 모델링한 Doublet Mechanics를 기본이론으로 하여 이를 소성 영역으로 확장하였다. 그 결과로 가장 단순한 가정을 하였을 경우 미소모델과 연속체모델이 정확히 일대일 대응을 하는 것을 보였다. 2차원 평면응력문제에 대한 예제를 통해 미소변형률과 미소응력을 계산하였고 그 결과로 거동에 대해 분석하여 이 모델의 유효성을 입증하였다.

The purposes of this study were to test that complex motor training enhance motor function significantly, to test change in cerebellum, and to test the synaptic plasticity into the immunohistochemistry response of synaptophysin. Using an animal model of fetal alcohol syndrome - which equates peak blood alcohol concentrations across developmental period - the effects of alcohol on body weight during periods were examined. The effect of complex motor training on motor function and synaptic plasticity of rat exposed alcohol on postnatal days 4 through 10 were studied. Newborn rats were assigned to one of two groups: (1) normal group (NG), via artificial rearing to milk formula and (2) alcohol groups (AG), via 4.5 g/kg/day of ethanol in a milk solution. After completion of the treatments, the pups were fostered back to lactating dams, where they were raised in standard cages (two-and three animals per cage) until they were postnatal 48 days. Rats from alcohol group of postnatal treatment then spent 10 days in one of two groups: Alcohol-experimental group was had got complex motor training (learning traverse a set of 6 elevated obstacles) for 4 weeks. The alcohol-control group was not trained. Before consider replacing with "the experiment/study", (avoid using "got" in writing) the rats were examined during four behavioral tests and their body weights were measured, then their coronal sections were processed in rabbit polyclonal antibody synaptophysin. The synaptophysin expression in the cerebellar cortex was investigated using a light microscope. The results of this study were as follows: 1. The alcohol groups contained significantly higher alcohol concentrations than the normal group. 2. The alcohol groups had significantly lower body weights than the normal group. 3. In alcohol groups performed significantly lower than the normal group on the motor behavioral test. 4. In alcohol-control group showed significantly decreased immunohistochemistric response of the synaptophysin in the cerebellar cortex compared to the nomal group. These results suggest that improved motor function induced by complex motor training after postnatal exposure is associated with dynamically altered expression of synaptophysin in cerebellar cortex and that is related with synaptic plasticity. Also, these data can potentially serve as a model for therapeutic intervention.

지금까지의 강구조설계에서는 일반적인 탄성좌굴개념을 적용하고 있다. 왜냐하면 현재까지의 실적선의 데이터와 경험적인 방법에 의해 도출된 여러 가지 룰에 의한 데이터가 상당히 신뢰할만한 정도를 갖고 있기 때문이라고 판단하기 때문이다. 그러나, 최근들어 판두께가 박판인 고장력강재가 선체에 폭넓게 사용되어지면서 탄성좌굴발생 시점이 빨라졌으며 이에따른 탄소성거동을 정확히 예측할 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 선체의 이중저 판넬구조에서 압축하중을 받을때의 실제판부재의 주변지지조건을 네가지로 이성화하여 해석하였으며, 이때 실제 필연적으로 존재하게 되는 열가공에 의한 비대칭형 초기처짐을 적용하였고, 비선형해석기법으로서는 Arc-length method를 적용하였고 해석코드는 범용유한요소법 소프트웨어로 잘 알려진 ANSYS를 사용하였다.

최근 강구조물의 고층화 및 장경간화로 인하여 SM570강재와 같은 고강도 강재의 적용을 필요로 하고 있다. 강구조물의 정확한 내진설계를 위한 내진구조해석시 비선형 반복하중을 받는 강재의 특성을 명확히 포현할 수 있는 구성식이 필요하다. SM570는 최근 그 사용이 증가하고 있으나 아직 반복소성거동의 구현 및 정식화에 관한 연구는 아직 미진하다. 본 연구에서는 인장 및 저싸이클 피로 실험을 통하여 SM570 강재의 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 반복소성모델을 3차원 유한요소에 적용하여 SM570이 사용된 원형 강교각의 내진해석을 수행하였다. 실험결과와 내진해석을 통하여 본 연구에서 제안한 구성식은 SM570이 사용된 강구조물의 복잡한 소성거동을 정도 높게 구현함을 알 수 있었다.

The Chapel and Exhibition hall of Chul-du-san-Holy place are considered as the most important work of architect Lee Hee-Tai (1925-1980), and as a work representing Korean architecture in 1960's. What is the reason that these buildings can acquire such a remarkable estimation? This study tries to make clear this reason with an analytic method. These buildings are situated in singular site, in which small mountain comes up alongside with Han-river. Architect laid out the Chapel and Exhibition hall to the memory of 108 saints who died for their faith in this mountain, considering the specificity of the site, the direction of approach stair, and the formation of public space. Architect proposes an opposed composition of form for these two buildings. So the Exhibition hall is characterized by trabeated structure, centripetal force and Apollonian order. It has strictly proportioned facade, which is composed of two 15m-by-l5m squares and subdivided equally in three portions. The Chapel is charaterized by arcuated structure, centrifugal force, and Dionysosian sentiment. In this work, architect Lee Hee-Tai also expressed the locality of Korean architecture with the grammar of column-roof.

질화규소-질화붕소 복합재료의 접촉하중에 의한 손상거동을 질화붕소 첨가량의 함수로 고찰하였다. Indentation응력-변형율 곡선은 선형성을 벗어나 소성 특성을 갖는 재료임이 밝혀졌으며, 재료 표면으로 부터의 ring이나 cone형상의 균열 대신 표면하부에 전단응력에 의한 마이크로 크기의 준소성 변형 영역이 넓게 형성되어 손상저항성이 높은 재료로의 활용이 기대되었다. 이 때 마이크로 파괴와 연관된 shear faults가 이 재료의 소성을 갖도록 하는데 중요한 역할을 하였다. 질화붕소의 첨가량이 증가함에 따라 질화규소-질화붕소 재료는 보다 soft해지고 준소성의 특성을 나타내었다.

p-version 유한요소법에 의한 고정밀해석은 응력특이가 발생하는 선형탄성 문제에 매우 적합한 방법으로 인식되고 있다. 해석 결과의 정확도, 모델링의 단순성, 입력자료에 대한 통용성 및 사용자와 CPU 시간의 절감 등 여러장점이 선형탄성 문제에 적용되어 우수성이 입증되었지만, 탄소성 해석분야는 아직 적용이 이루어지지 않고 있다. 그러므로 본 논문에서는 일-경화재료에 대한 구성방정식을 이용하여 정식화된 증분소성이론과 소성유동법칙에 근거한 재료비선형 p-version 유한요소모델이 제안되었다. 비선형방정식을 풀기 위해 Newton-Raphson법과 초기강성도법 등의 반복법이 모색되었다. 제안된 모델을 이용하여 개구부를 가진 사각형 평판과 내압을 받는 두꺼운 실린더, 그리고 등분포하중을 받는 원판해석 등의 수치실험이 수행되었다. 한편, p-version 모델에 의한 해석결과는 문헌의 이론값과 상용유한요소프로그램인 ADINA의 해석결과와 비교 검증되었다.

콘크리트에 발생하는 변형률 국소화는 연화거동에 수반하여 변형이 국부적으로 집중되는 현상으로 이를 유한요소해석 할 수 있는 일관된 알고리즘을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 변형률 국소화현상이 발생한 콘크리트는 변형률이 집중되는 국소화영역과 그외의 영역인 비국소화영역으로 크게 구분할 수 있으며 국소화영역에서는 연화현상을 포함하는 탄소성거동을 하게 되며 비국소화영역은 손상제하거동을 수반하게 된다. 변형률 국소화현상이 진행중인 콘크리트의 국소화영역을 모델링하기 위하여 열역학적으로 정식화된 전형적인 소성모델에 콘크리트의 극한응력 이후에 비선형 연화로 표현되는 소성거동을 고려할 수 있는 일반화된 Drucker-Prager모델을 도입하였으며 소성이론식의 적분을 위해 return-mapping 알고리즘을 사용하고 일관된 알고리즘을 전개하였다. 또한, 콘크리트의 비국소화영역의 모델링을 위하여 열역학적 자유에너지함수를 수정하여 비선형 탄성 및 손상의 일관된 알고리즘을 전개하였다. 개발된 알고리즘에 의한 유한요소해석을 통해 압축을 받는 콘크리트 부재의 변형률 국소화 현상을 해석하였다.

본 연구에서는 예비교사를 대상으로 이루어지는 뇌관련 교육의 현황을 확인하고 이러한 교육과 뇌가소성 지식 및 믿음 간 관계를 확인하고자 하였다. 이를 위해 955명(초등 349명, 중등 606명)의 예비교사가 뇌 관련 경험에 대해 응답하였으며 이들 중 514명(초등 266명, 중등 248명)은 추가적으로 뇌가소성 지식과 믿음 수준에 대해 응답하였다. 연구 결과 30%(955명 중 288명)의 예비교사들이 뇌관련 교육 경험을 가지고 있었다. 뇌가소성 지식 4문항 중 한 문항("학습은 신경연결망의 변화와 관련이 있다")이 초등 예비교사와 전체에서 뇌관련 교육 경험이 있을 때 더 높은 정답률을 보이는 것으로 나타났다. 뇌가소성에 대한 믿음은 뇌지식이 교수에 도움이 된다고 믿는 정도와 중요하다고 생각하는 정도와 정적 상관을 보였으며 이러한 관계는 초등 및 중등 예비교사에서 모두 나타났다. 본 연구의 결과는 현재 이루어지고 있는 뇌관련 교육 경험이 예비교사들의 뇌가소성 지식 및 믿음과 낮은 연관을 가짐을 보여준다. 예비교사를 대상으로 한 뇌가소성 지식과 믿음을 높일 수 있는 프로그램이 개발되어야 할 것이다.

Purpose: This study aims to provide the review delivering rationale and reason for safe and effective treatment against aging through exercise and motor learning and to present a new awareness and perspectives that can lead to a healthy and successful aging. Methods: Web search engines of PUBMED, Web of Knowledge, ERIC, Science Direct were used for mining articles which were related to key words with the combinatiom of ‘aging’, ‘physical activity’, ‘exercise’, ‘neural plasticity’ and ‘cognition’. Results: Aging decreases the capacity of memory, attention, and information processing, motor control & motor learning ability, increase the variability in the behavior level and is a closely related neurodegenerative disease. Reduction and damage of functions to be displayed in physical and mental areas are threatening the quality of life for the elderly. Especially physical activity and exercise is closely related to the neural plasticity, resulting in a change in the structure and function of the nervous system throughout lifetime. Physical activity & exercise regularly is essential element for successful aging and brings about prevention of cognitive impairment and dementia, improvement of vascular function, reduction of obesity, reduction of inflammatory factors, causing an increase of brain health and functionality. Conclusion: An important features of successful aging demonstrate low prevalence, low degree of disability, and high cognitive and physical ability with active lifestyle. Future to develop the arbitration scheme through a variety of approaches, it is necessary to attempt to reduce the negative impact of the decline in cognitive and motor functions.

본 연구의 목적은 뇌가소성에 대한 명확한 이해를 제공하고 교육적 시사점을 도출하는데 있 다. 뇌가소성은 교육신경학에서 가장 많은 관심을 받은 주제 중 하나로 뇌의 기능이나 구조가 환경이나 경험에 의해 변화하는 특성을 말한다. 본 연구는 교육신경학에 대한 새로운 접근으로 써 뇌가소성에 대한 이해 그 자체가 학생과 교육자에게 긍정적일 수 있다는 관점을 바탕으로 이루어졌다. 이를 위해 신경생물학 및 인지과학, 뇌과학 연구결과를 종합하여 뇌가소성을 이해 하고 뇌가소성과 관련한 최신 연구들을 확인하였다. 또한 인간의 학습에 있어서 결정적 시기를 어떻게 이해할 수 있는가에 대해 살펴보고 뇌가소성에 대한 이해가 교육에 미치는 영향에 대 해 논의하였다. 본 연구는 뇌과학과 교육학 간 새로운 융합적 접근을 바탕으로 했다는 점에서 의의를 지닌다. 교육자들은 뇌과학 지식을 명확히 이해하고 과장된 해석이나 왜곡 없이 신중한 학문 간 융합을 할 수 있도록 노력해야 할 것이다.