뇌파

뇌파는 두뇌를 구성하는 신경세포들의 전기적 활동을 두피에서 전극을 통해 간접적으로 측정할 수 있는 전기신호다. 영어로 electroencephalography, 줄임말으로 EEG라고 한다. Pyramidal neuron에서 생성하는 흥분성 시냅스 후 전위(EPSP)와 억제성 시냅스 후 전위(IPSP)의 합이다. 가시적인 뇌파를 생성하기 위해서 대뇌피질 6㎠ 이상의 규모로 동기화가 필요하다.


뇌파의 역사

1875년, Richard Carton이 최초로 동물 뇌파를 측정했다. 토끼와 원숭이의 노출된 뇌에서 전기현상이 있음을 발표한 것이다. 이후, 1924년 Hans Berger가 머리뼈가 파손된 환자를 대상으로 최초로 인간의 뇌파를 기록했다. 1925년에는 scalp 위에서 알파리듬을 측정했고, 대뇌전도(electrocerebrogram)를 작성했다. 첫번째 발견한 뇌파를 알파, 그 다음 발견한 뇌파를 베타라고 불렀다. EEG라는 용어를 만든 것도 Hans Berger다.


Waves are emitted from the brain.



뇌파의 구성요소

파형

파동의 형태학을 기숭하는 용어로, 모양과 위상에 따라 구분한다. 파형의 모양에 따라 사인곡선모양, 아치형모양, 톱니형모양, 불규칙한모양 등으로 구분한다. 위상(phase)에 따라서 구분할 때에는 기준선에서 위로 그려지는 파형을 음성파, 아래로 그려지는 파형을 양성파라고 한다. 파형의 위상에 따라 단상성, 이상성, 삼상성, 다상성으로 구분한다.

배경활동과 돌발파

뇌파 기록 중 전반적으로 지속성을 가진 활동이 안정되게 나타나는 것을 배경활동(Background activity), 또는 기초리듬이라고 한다. 이에 반해 배경활동과 이질적인 파형들이 돌발적으로 출현하는 것을 돌발파(Burst)라고 한다. 돌발파에는 극파, 예파, 다극파, 예서파 복합, K복합이 있다. 극파는 끝이 뾰족하며 날카로운 형태의 돌발파로 지속시간이 1/12인 파를 칭한다. 간질에서 많이 관찰되며, 극서파 복합의 형태로 출현하는 경우가 많다. 예파는 극파에 비해 폭이 약간 럽고 지속시간이 1/5 ~ 1/12초로 나타난다. 다극파는 두개 이상의 극파가 군발하여 나타나는 극파다. 예서파복합은 예파 출현 후 바로 느린파가 출현하는 complex를 의미한다. K-복합은 수면뇌파 stage 2에 잘 관찰되는 2~3상성의 고진폭 느린파를 칭한다.

진폭

파의 골과 골을 연결한 선과 그 파의 정점에서 기준선으로 수직을 그어 정점까지의 높이를 잰 것이다. 20μV 미만을 저진폭, 20~70μV를 중등도 진폭, 70μV 초과하는 진폭을 고진폭이라고 한다.

강도

주어진 일정 시간 동안의 평균 진폭을 의미한다. QEEG에서 사용하는 주요 측정값이다.

주파수

1초 동안 반복하여 나타나는 파의 수로 단위는 Hz를 사용한다. 1초에 5cycle의 파(wave)가 반복된다면 5Hz라고 한다. 즉, 주파수는 1초/주기이다. 사람의 뇌파는 일반적으로 0.5~60Hz정도이다. 알파파를 기준으로 그보다 주파수가 낮으면 느린파(세타, 델타파), 주파수가 높으면 빠른파(베타, 감마파)라고 한다.

위상관계

여러 개의 채널에서 기록한 파형이 한 시점에서 정점과 정점, 골과 골이 일치할 때 동위상(in phase)라고 한다. 한 시점에서 정점과 골, 골과 정점이 일치하여 파의 방향이 180도의 차이가 있는 경우르 위상역전(phase reversal)이라고 한다.

분포

뇌파의 활동이 뇌의 어느 부위에서 나타나는지 표현한 것이다. 특정파가 한 엽에 국한하여 발생하면 국소성, 두 개 이상의 엽에 걸쳐서 발생하면 영역성, 좌반구 또는 우반구 한쪽 반구에서만 발생하면 편측성, 전체적으로 발생하면 전반성이라고 한다.

동기성

2개의 채널에서 파가 동시에 출현하여 일정한 위상관계를 나타내는 것을 동기성(synchronous)이라고 한다. 반대로 각 채널마다 파가 시간적으로 동일하지 않게 출현하는 경우를 비동기서(asynchronous)라고 한다. 이상파가 2개 이상의 채널에서 동시에 출현하는 것을 동시성(simultaneous), 이상파가 각 다른 채널에서 시간적으로 동시에 출현하지 않는 경우를 독립성(independent), 또는 비동시성(asimultaneous)이라고 한다.



뇌파의 장점

뇌 활동을 평가하는 검사로는 기능자기공명영상법(fMRI), 자기뇌파검사법(MEG), 양전자방출단층촬영(PET), 단일광자방출 컴퓨터단층촬영(SPECT) 등이 있다. 이 중 뇌파의 장점이 여러가지 있다. 첫째, 시간해상도(temporal resolution)가 매우 높다. 뇌파는 1ms 이하도 측정 가능하며, 24시간 측정 가능하다. 둘째, 경제적(저비용)이다. 셋째, 비침습적이다. 뇌파 검사는 PET, SPECT와 달리 방사리간드(radio ligand)에 노출되지 않는다.