뇌파(EEG : electroencephalogram)란 뇌에서 자발적으로 발생하는 전위변동(電位變動), 뇌전도(腦電圖)라고도 말한다.
1875년 영국의 생리학자 R.케이튼이 최초로 동물의 뇌전위변동을 기록하였다. 그는 토끼의 대뇌피질에서 전기활동을 기록하고, 소리를 들려주거나 고통스러운 자극을 가한 후의 변화를 검류계로 기록하였다.
사람의 경우는 1924년 독일의 정신과 의사인 H.베르거가 처음으로 기록하였다. 베르거는 머리에 외상을 입은 환자의 두개골 결손부의 피하에 2개의 백금전극을 삽입하여 기록하였으며, 나중에 두피에 전극을 얹기만 하여도 기록될 수 있다는 것을 관찰하고, 이것을 심전도(心電圖)나 근전도(筋電圖)와 같이 뇌전도라고 하였다.
뇌파는 그 주파수와 진폭에 따라 분류된다.
alpha파는 사람 뇌파의 대표적인 성분이며, 보통 10Hz 전후의 규칙적인 파동이며 연속적으로 나타난다. alpha파가 안정하게 나타나는 것은 눈을 감고 진정한 상태로 있을 때이며, 눈을 뜨고 물체를 주시하거나 정신적으로 흥분하면 α파는 억제된다.
alpha파보다 빠른 파동을 속파(速波)라고 하는데, beta파라고 하는 경우가 많다. 중심부나 전두부에 우세하게 나타난다. 깨어있을 때나 정신적인 활동을 할 때 주로 나타난다.
alpha파보다 늦은 주파수를 가진 파동을 서파(徐波)라고 하는데, 4~7Hz의 것을 theta파, 그 이하의 것을 delta파라고 한다. theta파는 얕은 수면상태에서, delta파는 깊은 수면상태에서 나타난다.
뇌파의 발생메커니즘에 대해서는 스파이크 집합 전위설이나 뇌피질 흥분기의 동기적변동설과 같은 가설 등 여러 설이 있지만 정설은 없고, 대뇌피질의 신경세포에서 발생하는 시냅스 전위가 모여서 일어난다는 설이 가장 유력하다. 또 뇌파의 리듬이 생기는 것은 다수의 신경세포가 동기하여 활동하기 때문인데, 여기에는 시상의 비특수핵이라는 부분과 대뇌피질 사이를 순환하는 회로가 중요한 역할을 한다고 한다.
사람의 뇌파는 보통 두피에 지름 10㎜ 이하의 원형 은판을 접착시켜 기록한다. 이 때 피부와 전극의 접촉을 돕고, 전기저항을 감소시키기 위해 전극풀(electrode paste)을 사용한다. 이렇게 하여 두피에서 기록된 뇌파는 그 전압이 매우 작아 10∼100μV의 전압을 측정하게 되므로 약 10만 배의 배율을 가진 증폭기와 바로 눈으로 볼 수 있는 오실로그래프 및 열펜식 등의 직기방식이 필요하다. 이것을 뇌파계라고 한다. 전극을 설치하는 위치는 국제식 10∼20법이 가장 널리 사용되고 있다. 뇌파의 진폭은 곡저에서 정상까지의 크기를 μV로 나타낸다.
1) 정상뇌파
① 잠에서 깼을 때, 안정을 취했을 때, 눈을 감았을 때의 뇌파는 주파수 10Hz 전후이고, 진폭 50μV 정도가 오르내리면서 후두부에서 거의 좌우대칭으로 연속해서 나온다. 이 파가 α파이고 정상인의 표준이다.
② 눈을 떴을 때, 생각을 할 때, 감각에 자극 받을 때 뇌파는 변한다. α파의 상태를 기준으로 해서 눈을 뜨기도 하고 암산을 하기도 하고, 불을 껐다켰다 하는 자극을 주면 α파가 없어지고 저진폭의 속파가 된다.
③ 뇌파는 의식수준에 의해 변화하기 때문에 잠들기 시작하면서 점점 깊은 잠에 빠짐에 따라 파형이 변화한다. 따라서 수면의 깊이를 측정하는 데 뇌파는 중요한 수단이 된다.
④ 뇌파는 연령과 함께 변화한다. 신생아에게서는 뇌파다운 것은 아직 보이지 않는다. 어린이는 어른에 비해 서파(徐波;α파보다 주파수가 느린 것)가 많다. 이 경향은 연령이 증가함에 따라 감소해 4세경에는 7∼8Hz 전후의 α파가 후두부에 나타나고, 9세경에는 10Hz 전후의 α파가 후두부에 나타나고, 15세경부터 성인의 뇌파와 거의 비슷해진다. 15세부터 60세기 경까지는 뇌파적으로 성인이라고 하는데 그 동안에도 연령에 따라서 파가 감소하고, 속파가 증가하는 경향을 보인다. 60세 이상이 되면 다시 서파가 증가하고, α파의 주파수가 감소한다. 성인의 α파 주파수는 평균 10Hz 정도인데, 60세가 넘으면 9Hz, 80세를 넘기면 8Hz가 된다. 그러나 90세가 넘더라도 지적능력이 있는 경우에는 9∼10Hz를 나타낸다.
2) 이상뇌파
정상에서 볼 수 없는 파형의 뇌파로, 뇌의 병상진단에 응용된다. 예를 들면 간질 발작시에 특징적인 뇌파가 보인다. 약 10초 동안 의식이 잠깐 끊기는 소발작에서는 극파와 서파가 약 3Hz의 주기로 반복된다. 전신의 경련과 함께 갑자기 의식을 잃는 대발작에서는 고진폭의 극파가 연속해서 나타나고, 그 뒤를 이어 계속해서 서파가 뇌 전체에 나타난다. 의식불명 상태를 야기한 정신발작에서는 측두엽에 극파가 나타난다. 발작적으로 편두통·고민감·심계항진 등을 호소하는 시상하부성 간질에서는 두정부·후두부에 6Hz 또는 14Hz의 양성 극파가 나타난다. 뇌종양·두부외상·뇌출혈 등에서 깨어났을 때에는 국부성 δ파가 나타난다.
이상과 같이 의식수준·연령 등에 따라서 뇌파는 변화하는데 이밖에 마취제에 의해서도 뇌파가 변화한다. 예를 들면, 바르비탈계 마취제에서는 처음에는 13∼15Hz의 방추파(紡錘波)가 나타나고 점점 서파가 되어서 고진폭의 δ파가 나타나며 마지막에는 뇌파가 평탄해진다. 또 산소결핍, 저혈당 등일 경우에 뇌파는 서파화한다. 가쁜 호흡으로 생기는 저 탄산가스 상태에서는, α파가 감소하고 불규칙해지며, 나아가 고진폭의 서파가 나타나게 된다.(참고자료:네이버백과사전)
출처 : 사이언스올 - 생명과학
