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Exploring Policy Directions to Enhance the Effectiveness of Social-Emotional Learning: Focusing on U.S. Case Studies
No full text2024년 교육부의 학생 마음건강지원강화계획의 일환으로 초중고 전체 학교급에 사회·정서(성장)교육의 확대를 공언하였다. 이에 본 연구에서는 사회정서학습을 공교육 체계 내에서 30년 이상 발전시켜 온 미국의 정책 실행 사례를 살펴보고자 하였다. 즉, 본 연구의 목적은 미국 사회정서교육의 제도적 체계를 분석적으로 고찰한 후, 한국 사회정서학습의 실효성 제고를 위해 정부와 학계 차원에서 고려해 볼 만한 점들을 제시하는 것이다. 이를 위해 연구팀은 문헌 분석을 통해 미국 사회정서교육의 주요 내용 요소를 사회정서학습과 사회정서역량의 정의, 법적 근거, 성취기준, 프로그램 인증 체계, 프로그램 전달 체계로 나누고, 관련 내용을 분석적으로 고찰하였다. 다음으로 해당 요소별로 한국의 학생 마음건강 관련 정책 및 학교상담 제도 맥락에 비추어 볼 때 고려해 보아야 할 점들을 도출하여 기술하였다. 마지막 논의에서는 국내 사회정서교육 도입에 있어 전반적으로 고려해야 할 점들을 정책적 제언으로 제시하고자 하였다
Humes General Point of View and Conflict Resolution - Beyond the Limits of Sympathy -
No full text이 논문의 목적은 데이비드 흄의 일반적 관점을 도덕적 문제 해결을 위한 방법론으로서 정당화하는 것이다. 그것은 자연주의적 구도에서 도덕적 문제 해결을 위한 방법론으로 기능할 수 있다. 이를 위해 본 논문은 다음과 같이 전개될 것이다. 먼저 흄의 윤리학에서 공감이 어떠한 기제이며, 그것이 어떠한 방식으로 도덕적 판단을 형성하는지 설명한다. 공감은 타인이 경험하는 고통이나 즐거움을 간접적으로 경험할 수 있게 하는 심리적 기제이다. 이러한 공감을 통하여 우리는 타인에게 즐거움과 효용을 가져다주는 것에 찬동의 감정을 가지며, 고통과 불쾌함을 불러오는 대상에게 비난의 감정을 느낀다. 다음으로 교정되지 않는 공감의 한계를 제시함으로써, 감정을 교정하기 위한 관점으로서의 일반적 관점의 필요성을 드러낸다. 교정되지 않은 공감적 반응은 시·공간적 근접성, 인과관계, 유사성과 같은 연합의 원리에 의해 영향을 받는다. 또한 그것은 실제로 실현된 결과에 근거해서만 반응하려는 경향을 갖는다. 이러한 공감의 변이들은 도덕적 갈등의 극복을 가로막는 분기로 이어진다. 마지막으로 도덕적 문제의 극복을 위한 대화와 상호이해를 가능하게 하는 관점이라는 측면에서 일반적 관점을 정당화한다. 일반적 관점은 공감의 끈을 놓지 않으면서도 그것의 가변성을 극복할 수 있게 함으로써 도덕적 문제 상황에 대한 상호이해를 가능하게 한다. 그리고 이러한 상호이해는 갈등의 극복에 기여한다.
This paper attempts to justify David Humes general point of view as a methodology for solving moral problems. The structure of this paper is as follows. First, I expound the nature of sympathy in Humes ethics and how it forms moral judgments. Sympathy is a psychological mechanism that allows us to indirectly experience the pain or pleasure that others experience. Through sympathy we feel approval of what brings pleasure and utility to others, and condemnation of what causes pain and displeasure. Next, I present the limits of uncorrected sympathy. This is understood as the need for a general point of view as a perspective for correcting emotions. Uncorrected sympathetic reactions are influenced by principles of association such as spatial and temporal contiguity, causality, and resemblance. Sympathetic reactions tend to be responsive based only on actualized consequences. These variations in sympathy lead to bifurcations that hinder overcoming moral conflicts. Finally, I attempt to justify the general point of view in the sense that it is a perspective that enables dialogue and mutual understanding which are required to overcome moral problems
Taking Purpose Seriously: Radbruch and Jhering in the Supreme Court of Korea
No full textTeleological interpretation, or purposive interpretation, has grown recently in the Supreme Court of Korea. Along the way, the German legal philosophers Radbruch and Jhering were cited directly or indirectly in the Korean Supreme Courts decision. Accordingly, it is timely to examine the judicial philosophy on which the Court has applied such expression. The development of purposive interpretation can be categorized into two approaches.
The first is an approach that uses the entire legal order as the normative criterion for legal interpretation and aims at it. This approach has something in common with Radbruchs theory based on the objective theory of interpretation. Justice Kim Jae Hyung promoted this approach at the Supreme Court.
The second is an approach that extracts and synthesizes specific legal objectives from the Constitution, statutes, and provisions of the law and applies them to legal interpretation. This approach is similar to Jherings discussion. Also, Justice Ahn Chul Sang solves the problem through this approach in hard cases.
This paper examines the strengths and weaknesses of the two approaches based on the influence the two approaches had in the Supreme Court en banc Decision ruling on Article 92-6 [indecent act] of the Military Criminal Act
A Study on Geographical Indications in Korea
No full textThe Republic of Korea has a multi-layered system for protecting geographical indications (GIs), initiated with the Agricultural and Fishery Products Quality Control (AFPQC) Act in 1999. GIs in Korea are mainly protected through a registration system under the AFPQC Act as well as collective marks with GI and certification marks with GI under the Trademark Act. Additionally, the Unfair Competition Prevention and Trade Secret Protection Act includes provisions for safeguarding GIs, and Koreas Free Trade Agreements (FTAs), such as the Korea–EU FTA, provide further protection for GIs.
As of 2024, about half of the protected GIs in Korea were collective marks with GI. Furthermore, the overall number of new GI registrations has been declining. This trend may be attributed to the fact that many Korean specialties have already been registered as GIs, although the precise reason for this remains uncertain
서울시 거주 당근 이용자들을 대상으로
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교 대학원 : 환경대학원 환경계획학과, 2024. 8. 김경민.본 연구는 하이퍼로컬 플랫폼인 당근을 통해 1인 가구 MZ 세대 청년들이 오프라인 모임에 참여하는 경험에 대한 사례 연구로, 하이퍼로컬 플랫폼에서 형성되는 모임과 구성원 간의 관계 특성에 대해 분석하였다. 연구 방법으로는 20대와 30대 1인 가구 청년 9명을 대상으로 심층 인터뷰를 진행하였다. 분석 결과, 하이퍼로컬 플랫폼에서의 오프라인 모임은 개개인들의 즉각적인 필요 충족을 위해 형성된 단발성 모임으로, 구성원 간의 지속적인 관계 형성이 이루어지지 않았다. 모임 참여자들은 익명을 기반으로 소통하고, 개인의 관심사와 목적에 의해 모임에 참여하며, 자유롭게 모임에 참가하고 떠나는 등 오프라인 모임에서도 온라인의 행동 양식이 유지되었다. 하이퍼로컬 플랫폼은 선행 연구에서 예상했던 것과 달리 친밀감과 유대감을 기반으로 한 지역공동체를 형성하기 보다는 네트워크화된 개인주의를 강화하는 경향을 보인다. 아울러, 즉각적인 만족을 추구하는 MZ 세대는 이웃 간의 친목 보다는 개인의 순간적인 필요를 채우기 위한 수단으로 하이퍼로컬 플랫폼을 활용하고 있다. 특히, 하이퍼로컬 플랫폼의 특성인 즉시성, 개방성, 다양성은 청년들의 즉각적인 만족을 위한 모임 참여를 촉진하는 반면, 지속적이고 깊은 관계 형성을 어렵게 할 것으로 예상된다. 비록 선행 연구에서 기대했던 강한 유대 관계의 형성은 직접적인 연관은 없지만, 본 연구는 하이퍼로컬 플랫폼이 1인 가구 청년들에게 일시적인 연결과 네트워크의 확장을 통해 개인의 필요를 신속하게 채울 수 있는 유용한 도구가 될 수 있음을 제안한다. 이 연구의 의의는 1인 가구 MZ 세대 청년들의 하이퍼로컬 플랫폼을 통한 사회적 관계 형성의 새로운 패턴을 밝혀냈다는 점이다. 또한 MZ 세대의 관계 맺기 방식과 가치관이 플랫폼 사용에 어떻게 영향을 주는지 보여주었다. 그러나 제한된 참가자와 지역을 대상으로 연구가 진행되었기 때문에, 더 넓은 지역과 다양한 연령대를 포함한 후속 연구가 필요하다. 또한 하이퍼로컬 플랫폼 사용이 청년들의 삶의 질에 미치는 장기적 영향에 대한 연구를 제안한다. 결론적으로, 이 연구는 하이퍼로컬 플랫폼이 전통적인 의미의 공동체 형성보다는 개인 중심의 네트워크 확장에 기여하고 있음을 시사한다.This study is a case study on the experiences of Millennials and Generation Z living alone participating in offline gatherings through the hyperlocal platform, Karrot, and analyzes the characteristics of the relationships formed among members within the gatherings on the hyperlocal platform. The research method involved conducting in-depth interviews with nine individuals aged 20 to 30 living alone. The analysis revealed that offline gatherings on the hyperlocal platform are one-time events formed to meet the immediate needs of individuals, characterized by weak ties with no sustained interaction among members. Participants in the gatherings maintained the online behavioral patterns that formed weak ties, including an emphasis on anonymity, the ability to freely join and leave, and forming relationships based on personal interests and objectives in offline settings. The hyperlocal platform tends to reinforce networked individualism rather than community-centered collectivism. Moreover, tendency of Millennials and Generation Z to seek immediate gratification has led them to utilize the hyperlocal platform more as a means of fulfilling personal, momentary needs rather than fostering neighborly friendships. Characteristics of the hyperlocal platform, such as immediacy, openness, and diversity, facilitated the behavior of youth participating in gatherings for immediate gratification. However, these characteristics are expected to hinder the formation of stable and deep relationships. Although the strong ties anticipated in prior studies did not materialize in this research, it suggests that the hyperlocal platform can serve as a useful tool for individuals living alone to quickly meet their needs through temporary connections and the expansion of social networks. The significance of this study lies in its revelation of a new pattern of social relationship formation among Millennials and Generation Z living alone through hyperlocal platforms. Additionally, it illustrates how the relationship-building methods and values of the Millennials and Generation Z are reflected in their platform usage. However, as the study was conducted with a limited number of participants and in a specific region, further research including a wider geographical area and diverse age groups is needed for generalization. It also suggests investigating the long-term effects of hyperlocal platform use on the quality of life of young people. In conclusion, this study indicates that hyperlocal platforms contribute more to the expansion of personal-centered networks than to the formation of traditional communal ties.제 1 장 서 론 1
제 1 절 연구의 배경 및 목적 1
제 2 절 연구의 대상 6
제 3 절 연구의 방법 8
제 2 장 이론적 배경 및 선행 연구 고찰 10
제 1 절 사회적 관계의 이론적 논의 및 선행 연구 검토 10
제 2 절 네트워크화된 개인주의에 관한 선행 연구 검토 15
제 3 절 MZ 세대에 관한 선행 연구 검토 16
제 4 절 플랫폼 특성에 관한 선행 연구 검토 18
제 3 장 연구의 설계 23
제 1 절 연구의 방법론 23
제 2 절 연구의 대상 24
제 4 장 분석 결과 26
제 1 절 오프라인 모임 참여자들의 특성과 참여 동기 26
제 2 절 오프라인 모임 참여 과정 38
제 3 절 소결 46
제 5 장 논의 54
제 1 절 하이퍼로컬 플랫폼과 네트워크화된 개인주의 54
제 2 절 MZ 세대가 추구하는 사회적 관계 57
제 3 절 플랫폼의 구조적 특성과 오프라인 모임의 관계 62
제 4 절 소결 66
제 6 장 결론 69
참고문헌 74
Abstract 83석
서울 영등포구의 저영향개발에 대한 홍수 완 화 전략에 관한 포괄적인 연구
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교 대학원 : 환경대학원 환경조경학과, 2024. 8. Lim Justin Heejoon.This study evaluates the effectiveness of different Low-Impact Development (LID) scenarios in mitigating urban flooding in Yeongdeungpo-gu, Seoul, using the Storm Water Management Model (SWMM). Two key areas, an industrial zone and a mixed residential-commercial zone, are chosen to explore how different LID implementations impact runoff. The study considers six types of LIDs including green roofs and rain barrels for building-based scenarios; and permeable pavements, infiltration trenches, vegetative swales, and rain gardens for open space-based scenarios. The drainage network map and historical rainfall data from previous flooding events were set up in SWMM for simulation modeling under different LID scenarios: building-based, open space-based, and combined LID methods. Results show that the combined LID approach is the most effective method, reducing runoff by 26.8% and 21.1% and lowering peak runoff volumes by 7.5% and 12.6% for Block I and Block II, respectively. There are interaction effects among the scenarios, demonstrating that Scenario II has a more significant impact on node flooding compared to Scenario I, despite the amount of coverage area. In general, building-based LID measures alone show the least reduction in both surface runoff and peak runoff volumes. The proposed approach offers a robust solution that can shape a resilient and livable urban future.Table of Contents ii
List of Tables iv
List of Figures . v
Chapter 1. Introduction 7
1.1. Research Background 7
1.2. Research Objectives 9
1.3. Research Question 10
1.4. Research Scope and Limitation 11
Chapter 2. Methodology. 12
2.1. Study Area 12
2.2. Research Framework 15
2.3. Data Collections 17
2.4. Storm Water Management Model 19
Chapter 3. Literature Review . 21
3.1. Urbanization and Flood 21
3.2. Low-Impact Development 22
Chapter 4. Analysis 34
4.1. Model Setup 34
4.2. LID Scenario Development 41
4.4. Simulation Result . 47
iii
4.5. Design and Implementation . 57
Chapter 5. Discussion and Conclusion 61
5.1. Discussion 61
5.2. Conclusion 62
5.3. Future Works 65
References 67
Acknowledgement . 75
Abstract 77
iv석
조합적 밴딧 샘플링을 이용한 Adam 최적화 방법
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교 대학원 : 데이터사이언스대학원 데이터사이언스학과, 2024. 8. Min-hwan Oh.This thesis introduces AdamCB, a novel algorithm that integrates combinatorial bandit sampling with the Adam optimization method. The key idea is to treat each training sample as an arm in a combinatorial bandit framework, where mini-batch sampling is viewed as a combinatorial bandit problem. The gradients of the samples in a mini-batch serve as feedback, dynamically adjusting the importance of each training sample during optimization. The primary contribution of this research is the theoretical analysis of AdamCB, demonstrating a sub-linear regret bound. Specifically, we show that the regret is bounded byO )1/4) , indicating that AdamCB achieves a sharper regret bound and faster convergence rate compared to existing Adam-based methods. The regret bound of AdamCB depends on the mini-batch size K, highlighting its efficiency of combinatorial bandit approach. To validate our theoretical results, we conducted numerical experiments on multiple datasets and deep learning models. The results show that AdamCB consistently out- performs both the original Adam algorithm with uniform sampling and the existing Adam-based optimization with bandit sampling, called AdamBS. Additionally, we provide a correction to the AdamBS algorithm and analyze its convergence. To our best knowledge, this work is the first to provide Adam-based optimization algorithm that utilizes the bandit technique to adaptively select mini-batches with provable guarantees on convergence as well as practical efficiency. keywords: Adam, Optimization, Importance Sampling, Combinatorial Bandit, Mini-Batch, Regret Minimization student number: 2022-24475본 논문은 Adam 최적화 방법에 조합적 밴딧 샘플링을 결합한 새로운 알고리즘인 AdamCB를 소개합니다. 핵심 아이디어는 각 데이터 샘플을 arm으로 간주하고 미니 배치 샘플링을 조합적 밴딧 문제로 보는 것입니다. 제안한 새로운 알고리즘 AdamCB는 각 미니 배치 샘플의 그래디언트를 피드백으로 활용하여 각 훈련 샘플의 중요도를 동적으로 조정합니다. 본 연구의 주요 기여는 이론적 분석을 통해 AdamCB가 sub-linear한 후회 경계를 보여준다는 것입니다. 이는 알고리즘의 수렴성을 보장해줍니다. 구체적으로, 후회가O )1/4)로 경계됨을 보여주어 AdamCB가 기존의 Adam 기반 최적화 방법에 비해 더 좋은 후회 경계와 빠른 수렴 속도를 달성함을 증명합니다. 또한 AdamCB의 후회 경계의 특징 중 하나는 미니 배치 크기 K에 의존한다는 것입니다. 이론적 결과를 검증하기 위해 여러 데이터와 딥러닝 모델에서 알고리즘의 성능을 평가하는 수치 실험을 수행했습니다. 결과는 AdamCB가 균일한 샘플링을 하는 원래의 Adam과 기존의 밴딧 샘플링을 사용하는 Adam 기반 최적화 알고리즘인
AdamBS보다 일관되게 뛰어남을 보여줍니다. 결론적으로 본 연구는 밴딧 방법을 사용하여 미니 배치를 적응적으로 선택하고 수렴에 대한 보장과 동시에 실질적 효율성을 제공하는 최초의 Adam 기반 최적화 알고리즘을 제시합니다.Abstract i
Contents ii
1 Introduction 1
2 Preliminaries 4
2.1 True Risk and Empirical Risk . 4
2.2 Objective Function and Mini-Batches 5
2.3 Regret Minimization 7
2.4 Related Work: Adam and Technical Issues in Convergence Guarantees 8
2.4.1 Adam Optimizer 8
2.4.2 Technical Issues in Adam-based Methods 8
2.4.3 Technical Issues in Adam with Bandit Sampling [Liu et al.,
2020] 9
3 Proposed Algorithm: AdamCB 11
3.1 AdamCB Algorithm 11
3.2 Mini-batch Selection: Combinatorial Bandit Sampling 12
3.3 Compute Unbiased Gradient Estimate 14
3.4 Update of Sample Weights 15
ii
4 Regret Analysis 17
4.1 Regret Bound of AdamCB 17
4.2 Proof Sketch of Theorem 1 18
4.3 Comparison with Adam and AdamBS 21
5 Numerical Experiments 23
5.1 Experimental Setting 23
5.1.1 MLP Model Architecture 24
5.1.2 CNN Model Architecture 24
5.2 Experiment Results 25
6 Conclusion 28
Appendix 29
Bibliography 70
Abstract (In Korean) 74
iii석
메모리 인터페이스를 위한 신호 무결성 향상 기법이 적용된 단일-종단 송신기 설계
No full text학위논문(박사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 전기·정보공학부, 2024. 8. 김수환.A DESIGN OF SINGLE-ENDED TRANSMITTER WITH SIGNAL INTEGRITY ENHANCEMENT TECHNIQUES FOR MEMORY INTERFACES JAEKWANG YUN DEPARTMENT OF ELECTRICAL AND COMPUTER ENGINEERING COLLEGE OF ENGINEERING SEOUL NATIONAL UNIVERSITY In this thesis, we present an energy-efficient crosstalk compensation transmission technique for memory chips and a precise time-domain ZQ calibration method. Memory systems, which utilize multiple parallel channels for high performance, often suffer from signal distortion due to crosstalk, leading to performance degradation. Additionally, errors in the ZQ value due to comparator offsets cause signal reflection and lower signal integrity. To address these issues, we propose a single-ended transmitter incorporating an asymmetric crosstalk compensation technique with phase equalization to enhance memory bandwidth energy efficiency. Moreover, we introduce a time-domain ZQ calibration method that employs a ring-oscillator instead of a comparator to achieve accurate ZQ values. The proposed transmitter significantly reduces crosstalk-induced jitter and data- induced jitter through its asymmetric crosstalk compensation and phase equalization techniques. Fabricated using a 65 nm process, this single-ended transmitter demonstrates impressive energy efficiency, achieving 1.32 pJ/bit per pin at 9 Gb/s and 1.28 pJ/bit per pin at 8 Gb/s. Additionally, our time-domain ZQ calibration method ensures high signal integrity at the memory interface by minimizing errors in ZQ calibration. This method uses a ring- oscillator in place of a comparator to mitigate reflection caused by impedance mismatches. The time-domain ZQ calibration implemented in the 65 nm process achieves a maximum error rate of 1.5% and an average error rate of 0.7%. These innovations collectively enhance the performance and reliability of high-speed memory interfaces. Keywords: Memory interface, single-ended transmitter, asymmetric crosstalk compensation, phase equalization, signal integrity, ZQ calibration, time-domain, impedance mismatch. Student Number: 2017-25122.본 연구에서 메모리 칩을 위한 에너지-효율적인 누화 보상 송신 기법과 시간-영역의 ZQ 교정을 제시한다. 높은 성능을 위해 다중 병렬 채널을 사용하는 메모리 특성상, 누화로 인한 신호의 왜곡이 메모리 인터페이스의 성능저하를 가져온다. 또한 비교기의 오프셋으로 인한 ZQ값의 오류는 반사를 유발하여 신호 무결성을 저하시킨다. 따라서 우리는 에너지 효율적으로 메모리 대역폭을 늘리기 위해 위상균등화기법이 포함된 비대칭 누화 보상 기법이 들어간 단일-종단 송신기를 제안하였고, 비교기 대신 링-발진기를 사용하여 정확한 ZQ값을 얻을 수 있는 시간-영역의 ZQ 교정을 제안한다. 제안된 송신기는 위상균등화기법이 포함된 비대칭 누화 보상 기법을 가지며, 누화-유발 지터와 데이터-유발 지터를 크게 감소시킨다. 65 nm 공정으로 설계된 이 단일-종단 송신기는 9 Gb/s에서 1.32 pJ/bit의 핀당 에너지 효율을 갖고, 8 Gb/s에서 1.28 pJ/bit의 핀당 에너지 효율을 갖는다. 또한, 메모리 인터페이스에서 신호 무결성을 위해 ZQ 교정의 오류를 최소화 할 수 있는 시간-영역의 ZQ 교정을 제안한다. 이 시간-영역 ZQ 교정은 비교기 대신 링-발진기를 사용하여 임피던스 불일치로 인한 반사를 최소 한다. 65 nm로 구현된 이 시간-영역 ZQ 교정은 최대 오차율이 1.5%이며, 평균 오차율이 0.7%를 갖는다.ABSTRACT 1
CONTENTS 3
LIST OF FIGURES 5
LIST OF TABLE 8
CHAPTER 1 1
INTRODUCTION 1
1.1 MOTIVATION . 1
1.2 THESIS ORGANIZATION 8
CHAPTER 2 9
BACKGROUNDS ON LOW POWER MEMORY INTERFACES 9
2.1 MULTI-PARALLEL INTERFACES 9
2.2 INCREASED PER-PIN DATA RATE AND ENERGY EFFICIENCY OF LOW
POWER MEMORY INTERFACES 12
CHAPTER 3 15
BACKGROUNDS ON CROSSTALK, INTER-SYMBOL-INTERFERENCE AND IMPEDANCE
MATCHING 15
3.1 CROSSTALK IN MULTI-PARALLEL CHANNEL 15
3.2 INTER-SYMBOL-INTERFERENCE IN CHANNEL . 20
3.3 IMPEDANCE MATCHING . 22
CHAPTER 4 24
A SINGLE-ENDED TRANSMITTER WITH ASYMMETRIC CROSSTALK CANCELLATION
COMBINED PHASE EQUALIZATION FOR LOW-POWER MEMORY INTERFACES . 24
4.1 PRIOR ARTS. 24
4.2 OVERALL ARCHITECTURE 30
4.3 ASYMMETRIC CROSSTALK COMPENSATION . 32
4.4 PHASE EQUALIZATION FOR ISI COMPENSATION . 38
4.5 MEASUREMENT RESULTS . 44
CHAPTER 5 60
A SINGLE RING-OSCILLATOR BASED TIME-DOMAIN ZQ CALIBRATION FOR MEMORY
INTERFACES 60
5.1 CONVENTIONAL ZQ CALIBRATION 60
5.2 PRIOR ARTS. 64
5.3 OVERALL ARCHITECTURE 66
OPERATION . 68
ANALYSIS OF RESOLUTION OFFSET CANCELLATION 73
EFFECT OF NOISE ON THE RESOLUTION OF ZQ CALIBRATION . 75
GAIN-CONTROLLED RING-OSCILLATOR WITH LATE-CASE FORCING FOR PHASE
OFFSET CANCELLATION 79
5.4 MEASUREMENT RESULTS . 84
CHAPTER 6 93
CONCLUSION 93
BIBLIOGRAPHY 95박
살아있는 세포에서의 신경활동과 Arc mRNA 전사에 대한 연구
No full text학위논문(박사) -- 서울대학교 대학원 : 자연과학대학 물리·천문학부(물리학전공), 2024. 8. 이규철.Activity-regulated cytoskeleton-associated protein (Arc) plays a crucial role in synaptic plasticity, a process integral to learning and memory. Arc transcription is induced within minutes of stimulation, making it a useful marker for neuronal activity. However, the specific neuronal activity patterns that initiate Arc transcription have remained elusive due to the inability to observe mRNA transcription in live cells in real time.
In the first part, using a genetically encoded RNA indicator (GERI) mouse model that expresses endogenous Arc mRNA tagged with multiple GFPs, we investigated Arc transcriptional activity in response to various electrical field stimulation patterns. The GERI mouse model was generated by crossing the Arc-PBS knock-in mouse, engineered with binding sites in the 3' untranslated region (UTR) of Arc mRNA, and a transgenic mouse expressing the cognate binding protein fused to GFP. In dissociated hippocampal neurons, we found that the pattern of stimulation significantly affects Arc transcription. Specifically, theta burst stimulation consisting of high-frequency (100 Hz) bursts delivered at 10 Hz frequency induced the highest rate of Arc transcription. Concurrently, the amplitudes of nuclear calcium transients also peaked with 10 Hz burst stimulation, indicating a correlation between calcium concentration and transcription.
In the second part, we performed dual-color single-cell imaging, revealing no significant differences in calcium amplitudes between Arc-positive and Arc-negative neurons upon 10 Hz burst stimulation, suggesting the involvement of other transcriptional factors in the induction of Arc transcription. The results of IF-FISH imaging using probes targeting Arc coding sequences and antibodies targeting CREB/pCREB protein showed that Arc-positive neurons have significantly higher phosphorylated CREB signals.
In the third part, we performed network analysis using calcium spike data and Arc transcription of neurons in the brains of live mice navigating virtual reality environments for 3 days in visual contexts A-A-B. We inferred weight matrix among neurons with kinetic Ising model and calculated degree of centrality of Arc-positive and Arc-negative neurons. The analysis showed that Arc-negative neurons strongly interact with other neurons.
In this dissertation, we studied how neural activities and Arc mRNA transcription are affected by electrical stimulation in vitro, and how neurons of mice running in the virtual reality stimuli are interacting in vivo. Analysis of neural networks using the Kinetic Ising model suggests the possibility of inferring information about the intrinsic bidirectional interaction characteristics between neurons. Our study on Arc expression and calcium activity in neurons provides comprehensive insights into the regulation of gene expression by neuronal activity patterns, extending from in vitro to in vivo conditions.활동 조절성 세포골격 관련 단백질(Arc)은 시냅스 가소성에서 중요한 역할을 하며, 이는 학습과 기억에 필수적이다. Arc mRNA의 전사는 자극 후 몇 분 내에 유도되어 신경 활동의 유용한 표지가 된다. 그러나 실시간으로 살아있는 세포에서 mRNA 전사를 관찰하기 어려웠기 때문에 Arc 전사를 시작하는 특정 신경 활동 패턴은 여전히 밝혀지지 않았다.
이 논문의 첫 번째 부분에서, 우리는 다수의 녹색 형광 단백질 (GFP)로 태그된 내인성 Arc mRNA를 발현하는 유전자 인코딩 RNA 지시자(GERI) 마우스 모델을 사용하여 다양한 전기장 자극 패턴에 대한 Arc 전사 활동을 조사했다. GERI 마우스 모델은 Arc mRNA의 3' 비번역 영역(UTR)에 결합 부위가 설계된 Arc-PBS knock-in 마우스와 그 인지 결합 단백질이 GFP와 융합된 형질전환 마우스를 교배하여 생성되었다. 해리된 해마 뉴런에서 우리는 자극 패턴이 Arc mRNA 전사에 상당한 영향을 미친다는 것을 발견했다. 구체적으로, 10 Hz 주파수로 전달되는 고주파(100 Hz) burst로 구성된 theta burst자극은 가장 높은 Arc mRNA전사율을 유도했다. 동시에, 핵에 유입된 칼슘 신호의 진폭도 10 Hz burst 자극에서 최고치를 기록하여 칼슘 농도와 전사 사이의 상관관계를 나타냈다.
이 논문의 두 번째 부분에서 우리는 이중 색상 단일 세포 이미징을 수행하여 10 Hz burst 자극 시 Arc-양성 뉴런과 Arc-음성 뉴런 간의 칼슘 진폭에 유의한 차이가 없음을 밝혀냈으며, 이는 Arc mRNA 전사의 유도에 다른 전사 인자가 관여하고 있음을 시사한다. Arc 코딩 서열을 표적으로 하는 프로브와 CREB/pCREB 단백질을 표적으로 하는 항체를 사용한 IF-FISH 이미징 결과는 Arc-양성 뉴런이 유의하게 더 높은 인산화된 CREB 신호를 갖고 있음을 보여주었다.
이 논문의 세 번째 부분에서 우리는 가상 현실 환경에서 시각적 맥락 A-A-B를 탐색하는 마우스의 뇌를 관찰하여 얻어낸 뉴런의 칼슘 스파이크 데이터와 Arc mRNA 전사 데이터를 사용하여 네트워크 분석을 수행했다. 우리는 kinetic Ising 모델을 사용하여 신경세포 간의 가중치 행렬을 추론하고 Arc-양성 및 음성 신경세포의 중심성을 계산했다. 분석 결과, Arc-음성 뉴런이 다른 뉴런과 강하게 상호작용하는 것으로 나타났다.
이 논문에서 우리는 시험관 조건에서 전기 자극에 의한 신경 활동과 Arc mRNA의 발현 양상 변화와, 가상 현실 자극 속에서 달리는 쥐의 뉴런들이 생체 조건에서 어떻게 상호작용하는지를 연구했다. Kinetic Ising 모델을 이용한 신경 네트워크 분석은 신경세포 간의 내재된 양방향 상호작용 특성에 대한 정보를 유추할 가능성을 제시한다. 우리의 연구는 뉴런에서 Arc 발현과 칼슘 활동에 대한 연구가 시험관 내 조건에서 생체 내 조건까지 확장되어 유전자 발현이 신경 활동 패턴에 의해 어떻게 조절되는지에 대한 포괄적인 통찰력을 제공하고 있다.Abstract i
List of Figures vii
1. Introduction 1
1.1. Synaptic plasticity 1
1.2. Signaling pathway 3
1.3. Immediate early gene 4
1.4. mRNA visualization 5
1.5. Fluorescence imaging 7
1.6. References 10
2. Neural activities and Arc transcription by electrical stimulation 11
2.1. Introduction 11
2.2. Materials and methods 13
2.2.1. Hippocampal neuron preparation 13
2.2.2. Loading cells with calcium indicator dye 14
2.2.3. Electrical stimulation 14
2.2.4. Live-cell imaging 15
2.2.5. Arc transcription analysis 17
2.2.6. Calcium signal analysis 17
2.3. Results and discussion 18
2.3.1. Imaging Arc mRNA transcription in live neurons 18
2.3.2. Calcium activity and Arc transcription induced by TBS and LFS 21
2.3.3. Effect of electrical burst frequency on Arc transcription 25
2.3.4. Discussion 28
2.4. References 31
3. Neural activities and CREB phosphorylation between Arc+/- neurons 35
3.1. Introduction 35
3.2. Materials and methods 36
3.2.1. Arc-calcium imaging 36
3.2.2. IF-FISH 37
3.2.3. Arc-CREB analysis 40
3.3. Results and discussion 40
3.3.1. Calcium activities of Arc+/- neurons 40
3.3.2. Effect of CREB phosphorylation on Arc transcription 43
3.3.3. Discussion 45
3.4. References 49
4. Network inference with neural activity data of live mice 52
4.1. Introduction 52
4.2. Materials and methods 53
4.2.1. Cranial window surgery 53
4.2.2. Virtual reality training 56
4.2.3. Two-photon imaging 58
4.2.4. Data processing 60
4.2.5. Network inference 61
4.3. Results and discussion 63
4.3.1. Inferring connectivity among neurons with kinetic Ising model 63
4.3.2. Discussion 67
4.4. References 68
5. Conclusion and outlook 69
Abstract in Korean 71
Acknowledgement 74박
부유식 버티포트의 계류선 거동 해석
No full text학위논문(석사) -- 서울대학교 대학원 : 공과대학 건설환경공학부, 2024. 8. 김호경.Recently, several countries have been exploring the commercialization of Urban Air Mobility (UAM) as an alternative to congested ground transportation infrastructure. To facilitate this, the expansion of infrastructure such as vertiports for vertical take-off and landing is essential. In this context, floating vertiports have gained attention as a solution to spatial constraints within urban areas. To effectively utilize floating vertiports, a mooring system that controls the movement of the vertiport is necessary. This study adopts the design criteria proposed by HCA2023 for evaluating the validity of mooring system and establishes design strengths to prevent mooring line failure. The research involves dynamic analysis of the floating vertiport model, previously proposed in earlier studies, subjected to regular waves with various periods. The findings indicate that snap loading phenomenon are not due to resonance but are determined by the initial configuration of the mooring lines. Additionally, the environmental conditions of the southern coast of South Korea are investigated, and a mooring system that meets the design criteria is proposed for corresponding irregular waves. Finally, the study ensures the safety of the mooring system against current loads by simultaneously considering irregular waves and currents.최근 여러 국가에서는 혼잡한 지상 교통 인프라의 대안으로 도심 항공 교통(UAM)의 상용화를 시도하고 있으며, 이를 위해서는 수직이착륙을 위한 버티포트와 같은 기반시설의 확충이 필수적이다. 버티포트 설치 시의 도심 내 공간적 제약을 해결하기 위한 대안으로 부유식 버티포트가 주목받고 있다. 부유식 버티포트를 효과적으로 활용하기 위해서는 버티포트의 움직임을 제어하는 계류 시스템이 필수적이다. 계류선의 적합성을 판단하기 위해 HCA2023에서 제시하고 있는 버티포트로 기능하기 위한 설계 기준을 도입하였으며, 계류선의 파단이 일어나지 않도록 하기 위한 설계 강도를 제시하였다. 본 연구는 선행 연구에서 제시된 부유식 버티포트 모델에 대해 다양한 주기의 정규파를 가햐여 동수역학적 해석을 수행하였으며, 이 때 시스템의 응답을 통해 스냅 로딩 현상의 발생은 공진에 의한 것이 아니며, 계류선의 초기 형상에 따라 결정됨을 확인하였다. 또한, 한국 남해안의 환경 조건을 조사하고 제시된 환경 조건에 대응하는 비정규파를 가하여 설계 기준을 만족하는 계류 시스템을 제안하였다. 마지막으로, 비정규파와 조류를 동시에 고려하여 계류 시스템의 조류에 대한 안전성을 확보하였다.Abstract i
Table of Contents iii
List of Figures v
List of Tables vii
Chapter 1. Introduction 1
Chapter 2. Analysis Procedure 5
2.1 Hydrodynamic Analysis Method 5
2.2 Consideration of Design Criteria 7
Chapter 3. Analysis Condition 10
3.1 Environmental Condition 10
3.2 Physical Properties of the Target Structure 13
3.3 Structure Parameters 16
iv
Chapter 4. Analysis of a Floating Vertiport with Mooring System 18
4.1 Study on the Response to Regular Waves 18
4.2 Study on the Response to Irregular Waves 28
4.3 Study on the Response to Current Load with Regular Waves 35
Chapter 5. Conclusion 40석