뇌파

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뇌파(腦波, 영어: brainwave) 또는 뇌전도(腦電圖, 영어: electroencephalography, EEG)는 신경계에서 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름이다. 심신의 상태에 따라 각각 다르게 나타나며 의 활동 상황을 측정하는 가장 중요한 지표이다.

뇌의 전기적 활동에 대한 신경생리학적 측정방법으로 두피에 부착한 전극을 통해 기록한다. 경우에 따라 전극을 피질에 부착하기도 한다. 이 장치는 뇌 손상, 뇌전증 또는 여러 질환을 평가하는 거나, 법률적으로 뇌사를 진단하는 데 사용한다. 뇌전도는 다른 종류의 뇌영상화 시스템과 함께 사용할 수 있다.

신경과학자와 생물정신의학자들은 사람이나 동물이 실험 중 통제된 행동을 수행하는 동안 뇌파를 측정하여 뇌의 기능을 연구하는 데 뇌전도를 사용한다. 수면에 관한 이론은 종종 잠든 동안 뇌전도 패턴을 바탕으로 한다. 뇌전증 진단에도 사용한다.

방법[편집]

보통 방해물(impedance)을 줄이기 위해 머리를 가볍게 깎고, 전도성 젤을 바른 부위에 전극을 부착한다. 각각의 전극은 앰프에 연결한다. 앰프는 전압을 1천배에서 10만배까지 증폭한다. 이렇게 증폭된 전류는 스크린에 표시되거나 컴퓨터에 입력된다. 뇌전도의 전위는 두피에서 측정했을 때 약 100µV, 피질에서 측정했을 때 약 1-2 mV이다.

전극과 앰프를 연결하는 방법에는 다음 세 가지가 있다.

  • Common reference derivation
  • Average reference derivation
  • Bipolar derivation

뇌파의 종류[편집]

뇌파는 매우 복잡한 패턴으로 진동하는 파형형태로 보인다. 따라서 뇌파 파형 그대로를 시각적으로 관찰하는 것은 그다지 유용하지 않다. 흔히 뇌파를 관찰할 때 주파수에 따라 분류하는 파워 스펙트럼 분석을 이용한다. 파워 스펙트럼 분석은 뇌파가 특정 주파수로 진동하는 단순 진동들의 선형적 결합이라고 가정하고, 이 신호에서 각각의 주파수 성분을 분해하여 그 크기(또는 파워)를 표시한 것이다. 파워스펙트럼을 이용한 뇌파의 종류는 뇌파를 관찰할 때 그 주파수와 진폭에 따라 분류할 수 있다. 인간의 뇌에서 나오는 뇌파의 파장은 기본적으로 0~30Hz의 주파수가 나오며 약 20~200μV의 진폭을 보인다. 델타, 세타, 알파, 베타, 감마파는 편리상 임의적으로 분류한 뇌파의 주파수 영역이다. 어떤 연구자들은 Low 알파, Middle 알파, High 알파 등 더욱 세분화하여 분석하기도 한다. 보통 특정상태의 뇌파특징을 분석하고자 하는 연구자들은 0-50Hz의 각 주파수 성분에 대한 파워의 분포를 전체적으로 보여주는 파워스펙트럼 분포를 먼저 관찰한 후, 유의미하게 변하는 주파수 성분을 찾아 의미를 부여하기도 한다. 이러한 파워스펙트럼 분포는 머리표면의 각 측정부위마다 조금씩 다른 양상을 나타낸다. 머리표면 아래의 대뇌피질은 다음 그림과 같이 전두엽, 두정부엽, 측두엽, 후두엽 등으로 크게 나뉘며 담당 역할이 조금씩 다르다. 예를 들면 뒤통수에 해당하는 후두엽엔 일차시각피질이 있어 일차적인 시각정보 처리를 담당하며, 정수리근처에 해당하는 두정부엽엔 체성감각 피질이 있어 운동/감각관련 정보처리를 담당한다.

감마(\gamma)파[편집]

- 주파수 : 30Hz 이상 - 극도의 각성과 흥분시 - 전두엽과 두정(중심)엽에서 비교적 많이 발생한다. - 2 - 20 μV

베타(\beta)파[편집]

  • 주파수 : 13 - 30 Hz
  • "스트레스파"라고도 한다. 불안, 긴장 등의 활동파

알파(\alpha)파[편집]

  • 주파수 : 8 - 12.99 Hz
  • 심신이 안정을 취하고 있을 때의 뇌파. 안정파
  • 특징: 사람 뇌파의 대표적인 성분으로, 뇌의 발달과 밀접한 관계가 있다.

세타(\theta)파[편집]

  • 주파수 : 4 - 7.99 Hz
  • "졸음파" 또는 "서파수면파(徐波睡眠波)"라고 불림. 잠에 빠져들 때 통과하는 뇌파

델타(\delta)파[편집]

  • 주파수 : 0.2 - 3.99 Hz
  • "수면파"라고도 함. 수면 시 발생.

역사[편집]

[[1913년, 러시아 생리학자 블라드미르 블라드미로비치 프라디치-레민스키(Vladimir Vladimirovich Pravdich-Neminsky)는 최초의 뇌전도와 포유류(개)의 유발 전위(evoked potential)를 보고하였다.

독일 생리학자 한스 베르거(Hans Berger) (1873년~1941년)는 1920년 인간 뇌전도에 대한 그의 연구를 시작하였다.그는 '뇌전도'라는 말을 만들었으며, 다른 사람들도 비슷한 실험을 했지만 뇌전도의 창시자로 불린다. 그의 작업은 후에 에드가 더글라스 아드리안(Edgar Douglas Adrian)에 의해 확장된다.

1950년대 영국 내과의사 윌리엄 그레이 월터(William Grey Walter)는 뇌전도 지도(EEG topography)라는 장치를 만들어냈다. 이것은 뇌의 표면에 걸친 전기적 활동을 지도로 만들어준다. 뇌전도 지도는 1980년대 짧은 인기를 누렸으며, 정신의학을 위한 것처럼 보였다. 신경학자들은 이것을 받아들이지 않았으며 중요한 연구 도구로 지금까지 사용되고 있다.

같이 보기[편집]