EEG - 뇌파

1. EEG - 뇌파 1203 고수호

2. 뇌파란? • 사람의 뇌세포는 독특한 모양의 규칙적인 전기충격을 일으키는데, 이것을 뇌파라 한다.1875년 영국의 생리학자 R.케이튼이 처음으로 토끼·원숭이의 대뇌피질(大腦皮質)에서 나온 미약한 전기활동을 검류계(檢流計)로 기록하였으며, 사람의 경우는1929년 독일의 정신과 의사인 한스베르거가처음으로 머리에 외상을 입은 환자의 두개골 피하에 2개의 백금 전극을 넣어 뇌파를 기록하고 이를 뇌전도(EEG)라 하였다.

3. 뇌파의 발생 • 뇌파의 발생메커니즘에 대해서는 스파이크 집합전위설(集合電位說)이나 뇌피질 흥분기의 동기적(同期的) 변동설과 같은 가설 등 여러 설이 있지만 정설은 없고, 대뇌피질의 신경세포에서 발생하는 시냅스 전위(電位)가 모여서 일어난다는 설이 가장 유력합니다.

4. 뇌파의 분류 • 델타(δ), 쎄타(θ), 알파(α), 베타(β), 감마(γ) 파는 편리상 작위적으로 분류한 뇌파의 주파수 영역이다. 몇몇 연구자들은 알파파를Low 알파, Middle 알파, High 알파로 나누는 등 좀더 세분화 하기도 합니다. 보통 특정상태의 뇌파의 특징을 분석하고자 하는 연구자들은 0~50Hz의 각 주파수 성분에 대한 파워의 분포를 전체적으로 보여주는 파워스펙트럼 분포를 먼저 관찰 후,  유의미하게 변하는 주파수 성분을 찾아 의미를 부여하기도 합니다.

5. 뇌파의 종류와 특징 - α파 • α파 (8~12Hz): 긴장이완과 같은 편안한 상태에서 주로 나타나며, 안정되고 편안한 상태 일수록 진폭이 증가한다. 일반적으로 규칙적인 파동의 형태로 연속적으로 나타나며, 두정부와 후두부에서 가장 크게 기록되고 전두부에 가장 작게 나타나는 특성이 있다. 특히 안정된 알파파가 나타나는 때는 눈을 감고 진정한 상태에 있을 때이며, 눈을 뜨고 물체를 주시하거나 정신적으로 흥분하게 되면 알파파는 억제된다. 이 현상을 ‘알파 저지’라고 하며, 알파파는 뇌의 발달과 밀접한 관계가 있고 유아기에는 4 ~ 6Hz에서 측정되나, 그 후 나이가 들수록 주파수도 증가하여 20세 정도 성인의 값에 이르게 된다. 알파파를 유도하여 학습 및 업무능률향상효과를 얻기도 한다.

6. 뇌파의 종류와 특징 – β파, γ파 • β파(13~40Hz): 주로 전두부에서 많이 나타나며, 깨어 있을 때, 말할 때와 같이 모든 의식적인 활동을 할 때 나타난다. 특히, 불안한 상태나 긴장 시, 복잡한 계산 처리시에 우세하게 나타나기도 한다. • γ파(41~50): 베타파보다 더 빠르게 진동하는 형태로 정서적으로 더욱 초조한 상태이거나 추리, 판단등의 고도의 인지정보처리와 관련이 깊다고 보고되고 있다. 감마파를 이용하여 긍정/부정 의사를 확인하는 특허 같은 것 또한 나와있다.

7. 뇌파의 종류와 특징 –θ파 • Θ파(4~7Hz): 쎄타파는 정서안정 또는 수면으로 이어지는 과정에서 주로 나타나는 파로 성인보다는 어린이에게 더 많이 나타난다. 쎄타파는 기억력, 초능력, 창의력, 집중력, 불안해소 등 많은 다양한 상태와 관련되어 있다고 보고되고는 있으나, 연구자들마다 실험프로토콜과 피험자 특성이 조금씩 달라  각 대뇌피질 부위별 증감의 방향이 일치하지는 않는 등 아직은 표준화된 결과들이 다소 부족한 상태이다.  최면상태에서 유도할 수도 있다.

8. 뇌파의 종류와 특징 – δ파 • δ파(0~3Hz):델타파는 주로 정상인의 깊은 수면 시나 신생아의 경우 두드러지게 나타난다. 만약 깨어 있는 사람에게서 델타파가 평균범위보다 매우 많이 나타난다면 대뇌피질부위의 악성 종양 또는 마취, 혼수 상태관련 질병일 수 있다. 만약 건강한 정상인의 경우인데도 델타파가 두드러진다면 뇌파 측정시 눈을 깜박이거나 몸을 심하게 움직인 경우가 대부분이다. 이러한 눈움직임이나몸움직임에 의해 발생하는 잡음(artifact)의 주파수 영역은 델타파 주파수 영역과 거의 일치하므로 마치 델타파가 증가한 것처럼 보일 수 있다. 따라서 보통 장시간 뇌파 측정실험을 할 경우엔 눈움직임과몸움직임이 필수적으로 발생하므로 보통 델타파의 파워증감은 분석요소로 고려하지 않는다.

9. 뇌파의 종류와 특징 – 카파파, 람다파, 뮤파 • 카파파: Kennedy, gottsdanker, Armington, 그리고 Gray[11]는 사고와 관련이 있는 듯한 약 10Hz의 파를 발견하였다. 그들은 이 파가 약 30$의 피실험자에게서 방생한다고 보고하였다. • 람다파: Evans[12]와 Gastaut[13]은 인간에서 람다파를 발견하였다. 이 파는 시각피질 위에서 기록되었는데, 이것은 사람의 시야에 존재하는 어떤 대상의 움직이는 상으로부터 초래되는 어떤 형태의 시각반응을 나타내는 것으로 생각된다. 이 파는 모양잉 삼각형이며 진폭은 20~50uV인데 자극에 대한 반응으로서 150~250~msec 동안 지속된다. • 뮤파: 뮤파는gastaut[14]가 보고하였으며, 날카로운 정점과 둥근 음극부위를 가지고 있다. 이것은 전체 인구중 약 7%의 정상적인 EEG에서 나타나며, Rolando열 위에서 기록될 수 있다. 주파수는 보통 9~11Hz이다. Kochino와 Niedermeyer[15]는 인간이 형태자극을 주시할 때 뮤파가 증진된다는 것을 발견하였다. 그리고 이들은 또한 표집된2,284명의 피실험자중182명(8.1%)에서 뮤파의 증거가 나타났다고 보고하였다.

10. 뇌파의변동 • 인간이 휴식을 취할 때 우세한 EEG 리듬의 주파수는 나이에 따라 변화한다. 유아에서는 빠르고 베타파와 유사한 파형이 보이지만 후두 부위에서는 그 리듬이 그리고 0.5~2Hz의 파형이 주를 이룬다. 아동기에서는 이러한 느린 후두부위의 리듬이 속도가 빨라지고 청년기에서는 성인의 앞파파형이 나타나기 시작한다. 알파 리듬의 주파수는 혈당 수준, 체론, 부신의glucocorticoid hormone의 수준이 낮아짐에 따라 감소하며, 동맥의 CO₂분압이높을수록 감소한다. 그 반대의 상황에서는 증가한다.