뇌파에 대해서

뇌파 (brain wave)

 신경계에서 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름이다. 심신의 상태에 따라 각각 다르게 나타나며 뇌의 활동 상황을 측정하는 가장 중요한 지표이다. 뇌의 파형(brain waves)은 뇌세포들의 생 화학적 상호작용에 의해 발생하는 이온 흐름으로 인해 생성 되는 뇌의 전기적 활동이다. 

 

뇌파의 생성 원리

뇌파의 발생원은 대뇌 피질 그 자체이지만(voltage generator), 피질에서 발생하는 뇌파의 전반적인 리듬은 뇌간 및 기저 전뇌(basal forebrain) 로부터 영향을 받는다(rhythm generator).뇌파에서 사인파 모양으로 변화하는 율동은 피질과 더 깊 은 피질 하부의 구조 사이에서 일어나는 변동성 소통(oscillatory communications)으로 여겨진다. 이러한 소통 고리는 피질이 휴식 중이거나 특정 작업을 수행하지 않을 때 발생 한다.

 

 

여러가지 파형 (Wave patterns)

두피 뇌파에서 관찰되는 대뇌 신호의 대부분은 1~20 Hz의 범위에 있다(이 범위 아래 또는 그 이상의 활동은 표준 임 상 기록 기술에서 인공물일 가능성이 큼). 파형은 임상 실습 에 사용되는 대부분의 뇌파인 알파, 베타, 세타 및 델타로 알 려진 대역폭으로 세분된다

 

 

델타파(Delta wave) 델타는 4 Hz까지의 주파수 범위에 해당되며 진폭이 가장 크고 속도가 가장 느린 경향이 있다. 이는 서파수면을 하는 성인에게서 정상적으로 나타난다. 델타는 어린아기에서는 정상적으로 보이며 대뇌 피질하 병변과 함께 국소적으로 나 타난다. 분산된 병변, 대사성 뇌병수두증 또는 심부중앙 병 변 시 전반적인 분포를 나타낸다. 대개 성인(예 : frontal intermittent rhythmic delta activity ; 전두엽 간헐적 율동성 델 타 활동, FIRDA)은 전두부 그리고 어린이(예 : OIRDA - 후 두엽 간헐적 율동성 델타, occipital intermittent delta activity)는 후두부에서 가장 두드러지게 나타난다.

 

 

 

세타파(Theta wave) 세타는 4~7 Hz까지의 주파수 범위에 해당한다. 세타는 어린아이들에서 정상적으로 보인다. 나이가 든 어린이와 성인 의 졸음이나 각성, 명상 중에 볼 수 있다. 연령대의 초과 세타는 비정상적인 활동을 나타낸다. 또한 세타는 국소적 피질하 병변의 초점 장애로 나타날 수 있다. 그것은 확산성 장애 또는 대사성 뇌증 또는 심부 중심부 장애 또는 수두증의 일부 사례에서 볼 수 있다. 반대로 이러한 대역은 편안하고 명상적 이며 창조적인 상태라는 연구 보고와 연관이 있다. 

 

 

 

알파파(Alpha wave) 알파는 8~13 Hz까지의 주파수 범위로 보통 9~11 Hz의 율동성 리듬을 갖는 파형이며 20~50 μV의 진폭을 보인다. 성인기에는 각 개인이 고유한 알파 리듬 주파수를 가지고 있으며 노년이 되기 전까지 거의 변하지 않는다. Hans Berger는 ‘알파파(alpha wave)’를 최초로 관찰하고 명명하였다. 이는 양측의 머리 뒤쪽에서 우세한 측에서 더 높은 진폭을 보이는 ‘후반부 기본 리듬(후반부 지배 리듬 또는 후반부 알 파 리듬 ; posterior basic rhythm, 이하 PBR)’이다. 그것은 눈 감기와 이완 시 나타나며, 눈의 열림이나 정신적인 노력 이 있을 경우 감쇄한다. 후반부 기본 리듬은 실제로 어린 아 동에서 8 Hz보다 느리다(따라서 기술적으로 세타 범위). 후반부에서 주로 나타나지만 두정엽과 후측두엽까지 넓게 퍼진 전위분포를 나타내기도 한다

 

 

 

감각운동리듬(Sensorimotor rhythm, mu rhythm) 후반부 기본 리듬 외에도 손과 팔이 유휴 상태일 때 나타 나는 뮤 리듬(반대쪽 감각 및 운동 피질 영역의 알파 활성) 과 같은 다른 정상적인 알파 리듬이 있다. 즉 ‘제3의 리듬’(측 두엽 또는 전두엽의 알파 활동)이 있다. 알파는 비정상 일 수 있다. 예를 들어 혼수상태에서 발생하는 확산성 알파가 있고 외부 자극에 반응하지 않는 ‘알파 혼수상태(alpha coma)’가 있다

 

 

 

베타파(Beta wave) 베타는 14~약 30 Hz의 주파수 범위이다. 그것은 일반적 으로 대칭적 분포로 양측에서 보이며 전두부에서 분명하게 나타난다. 베타 활동은 운동 행동과 밀접한 관련이 있으며 일반적으로 활동적인 운동 중에 약화된다. 다양하고 변화 가 있는 주파수를 가진 저진폭 베타는 종종 활동적이고 바 쁘거나 불안한 생각과 적극적인 집중과 관련이 있다. 두드러진 주파수를 가진 율동성 베타는 Dup15q 증후군과 같은 다 양한 병리학 및 약물 효과, 특히 벤조디아제핀과 관련되어 있다. 그것은 민감한 상태에 있거나 불안하거나 눈을 뜨게 되는 환자에서 주로 나타난다. 

 

 

 

감마파(Gamma wave) 감마는 약 30~100 Hz의 주파수 범위이다. 감마 리듬은 특정한 인지 또는 운동 기능을 수행할 목적으로 여러 집단의 뉴런이 네트워크로 결합하는 것으로 여겨진다

 

 

 

뮤 리듬(mu rhythm) 뮤의 범위는 8~13 Hz이며 다른 주파수와 부분적으로 겹 친다. 이는 움직임과 관련된 체성감각과정과 관련이 있다고 알려져 있다. 이것은 안정 상태에 있는 운동 뉴런의 동시적 발화(firing)를 반영한다. 뮤 억제는 운동성 거울뉴런체계 (mirror neuron system)를 반영하는 것으로 생각된다. 왜냐 하면 행동이 관찰될 때, 정상 및 거울뉴런체계가 동기화되지 않고 서로를 간섭하기 때문에 패턴이 소멸된다. 정상 뇌파의 5% 미만에서 드물게 관찰되며 주로 젊은 성인에게서 보인 다. 중앙부인 C3나 C4에서 최대값을 나타내는 중앙부-두정 부에서 관찰되는 알파(central alpha) 리듬으로 연달아 수초 이상, 좌우를 번갈아 가면서 독립적이거나 대칭적일 수 있으 며 율동적이기 보다 아치형태의 7~12 Hz로 후두부 알파 리 듬보다 진폭이 크다

 

 

 

람다파(Lamda wave) 소아와 청소년에서 잘 나타난다. 진폭은 40~60 μV 정도 로 나타나며 톱니형태의 예파(λ, 람다 모양)를 보인다. 각성 상태에서 물체를 볼 때 후두부에서 관찰된다. 양측에서 나타 나며 수면 시 보이는 양극후두부일시수면예파(positive occipital sharp transient of sleep, 이하 POSTs)와 유사하다

 

 

 

저진폭 뇌파 일부 뇌파에서는 모든 전극이 20 μV 이하의 낮은 진폭의 배경을 나타낼 수 있다. 정상 소아에서 일정한 저진폭 뇌파 가 보이지 않으나 나이가 들면서 점차 저진폭의 배경파가 증가한다. 재검사를 실시한 뇌파에서 이전에 실시한 뇌파에 비해 저진폭 10 μV의 초저진폭(very low voltage)은 대부분 비정상으로 간주한다

 

 

사용

뇌파는 뇌전증을 진단하기 위해 아주 흔히 사용되는데 뇌 전증은 뇌파에서 이상 소견을 나타내기 때문이다. 뇌파는 수면장애, 마취의 깊이, 혼수상태, 뇌병증과 뇌사를 진단하기 위해 종종 사용된다. 뇌파는 종양, 뇌졸중, 그리고 기타 국소적 뇌의 장애를 진단하기 위한 1차적 방법으로 사용된다.

 

중환자실의 지 속적 뇌파 모니터링(continuous EEG monitoring)

수술 중 뇌파 감시(Intraoperative EEG monitoring)

자동화된 사건 감지(Automated event detection)

지속적 뇌파 비디오 감시(Continuous EEG monitoring, cEEG)

이동형 뇌파 감시(Ambulatory EEG monitoring)

진폭통합뇌파(Amplitude integrated EEG, aEEG)

 

 

여담

델타파는 아주 깊은 수면이나 깊은 명상, 또는 의식불명일때 나타난다. 만약 깨어 있는 사람에게서 평균보다 델타파가 많이 나타나면 대뇌피질 부위에 악성 종양이 있을 수 있다

 

세타파는 창의적인 생각이 일어나는 순간이나 정서 안정, 잠에 빠져드는 과정에서 주로 나타나며 성인보다는 어린이에게 더 많이 나타나며 명상하는 동안에도 나타난다

 

알파파는 마음이 편안하고 안정 상태에 있을 때 나타나는 뇌파이다. 눈을 감고 편안한 상태에 있을때 안정된 알파파가 나타난다.

 

베타파는 대체로 눈을 뜨고 생각하고 활동하는 동안 나타난다.  특히 불안하거나 긴장한 상태 복잡한 계산을 처리할 때 생각이 많거나 걱정을 할 때 나타난다

 

감마파는 초조한 상태이거나 깊은 주의집중이 이뤄질때 나타난다.

 

 

설치류에서는 세타파가 왕성하다고 한다.

 

 

영재들의 뇌파에는 공통점이 있다고 한다.

좌우 뇌의 균형이 잡혀있다.

뇌파가 안정적이다

다른 아이들과 비교해 뇌를 적게 쓰며서 더 많은 일을 해낸다

좌우 뇌파 균형이 깨졌을 때도 스스로 바로잡는 능력이 있다