본 연구에서는 공간 과제 수행 시 21%의 산소 농도와 30%의 고농도 산소 공급이 변연계의 활성화에 어떠한 변화를 유발하는지 관찰하였다. 총 8명의 오른손잡이 남자 대학생을 본 연구의 실험 참여자로 선정하였다. 공간 과제를 수행하는 동안 3T MRI 를 이용하여 뇌기능 영상을 획득하였다. 실험은 21%의 일반 공기 중의 산소 농도와 30%의 고농도 산소를 각각 공급하면서 공간 인지 과제를 수행하는 두 개의 회기로 구성된다. 변연계를 대상이랑(cingulate gyrus), 시상(thalamus), 변연엽(limbic lobe), 시상하부(hypothalamus), 해마(hippocampus), 해마방회(parahippocampa gyrus), 편도(amygdala), 유두체(mammilary body)의 8 개의 영역으로 분리하여 뇌 활성화 영역을 비교하였다. 공간 과제 수행 시 두 가지 산소 농도에 따른 변연계의 활성화 영역은 거의 동일하였다. 그러나 21%의 산소 농도에 비해 30%의 고농도 산소 공급 시 대상이랑(cingulate gyrus)과 시상(thalamus) 영역에서 활성화가 증가하였다. 즉, 30%의 고농도 산소 공급 시 공간 인지 수행 능력의 증가는 공간 인지 처리와 관련이 있는 대뇌 피질 뿐만 아니라 시상(thalamus)과 대상이랑(cingulate gyrus) 같은 피질하 영역에서의 신경 활성화의 증가와도 관련이 있는 것으로 판단된다.