뇌파

요약 뇌의 활동에 따라 일어나는 전류 또는 그것을 도출(導出)·증폭하여 기록한 것.

1875년 영국의 생리학자 R.케이튼이 처음으로 토끼·원숭이의 대뇌피질(大腦皮質)에서 나온 미약한 전기활동을 검류계(檢流計)로 기록하였으며, 사람의 경우는 1924년 독일의 정신과 의사인 H.베르거가 처음으로 기록하였다.

베르거는 머리에 외상을 입은 환자의 두개골 결손부의 피하에 2개의 백금전극을 삽입하여 기록하였으며, 나중에 두피(頭皮)에 전극을 얹기만 하여도 기록될 수 있다는 것을 관찰하고, 이것을 심전도(心電圖)나 근전도(筋電圖)와 같이 뇌전도(腦電圖 electroencephalogram:EEG)라고 하였다. 이와 같은 그의 공적을 기려 뇌파를 ‘베르거 리듬’이라고도 한다.

뇌파를 관찰할 때 그 주파수와 진폭에 따라 분류하기도 한다. α파는 사람 뇌파의 대표적인 성분이며, 보통 10Hz 전후의 규칙적인 파동이며 연속적으로 나타난다. 진폭은 평균 50μV 정도로, 두정부(頭頂部)와 후두부에서 가장 크게 기록되며, 전두부에서는 작다. α파가 안정하게 나타나는 것은 눈을 감고 진정한 상태로 있을 때이며, 눈을 뜨고 물체를 주시하거나 정신적으로 흥분하면 α파는 억제된다.

이 현상을 ‘α저지(沮止)’라고 한다. 또 α파는 뇌의 발달과 밀접한 관계가 있고 그 주파수는 유아기에는 4~6Hz이며, 그 후 나이가 들면서 주파수도 증가하여 20세 정도에 성인의 값에 이른다. α파보다 빠른 파동을 속파(速波)라고 하는데, β라고 하는 경우가 많다. 중심부나 전두부에 우세하게 나타난다. 진폭은 보통 20μV 정도이다.

α파보다 늦은 주파수를 가진 파동을 서파(徐波)라고 하는데, 4~7Hz의 것을 θ파, 그 이하의 것을 δ파라고 한다. 이것은 처음에는 뇌종양환자에서 관찰되었으나 반드시 이상상태의 뇌에만 특유한 것이 아니고, 유유아(乳幼兒)에서는 정상상태에서도 상당히 나타나며, 그 외에도 정상적인 성인에서는 수면 중에 이 서파가 주성분이 되고 있다.

뇌파는 뇌기능의 일부를 표시한다. 그 내용을 보면 현재로서는 고등한 정신현상, 예를 들면 사고·감정·의지 등은 뇌파의 파형으로부터 판단하기는 어렵다. 다만 뇌 전체의 활동상태, 예를 들면 눈을 뜨고 있는가, 잠자고 있는가 하는 의식수준 정도는 뇌파에 상당히 정확하게 나타난다. 그 밖에 뇌의 기능에 이상이 생기면 그것에 대응하여 이상뇌파가 나타나는 일이 있고, 특히 극파(棘波:스파이크)라고 하는 이상파형은 전간(癲癎)의 진단이나 치료에 불가결하다.

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 유력하다. 또 뇌파의 리듬이 생기는 것은 다수의 신경세포가 동기(同期)하여 활동하기 때문인데, 여기에는 시상(視床)의 비특수핵(非特殊核)이라는 부분과 대뇌피질 사이를 순환하는 회로가 중요한 역할을 한다고 한다.

임상의학면에서 뇌파는 주파수나 진폭 외에 위상(位相)·파형·파동량·분포·연속성 등에 대해서 세밀하게 검토된다. 또 뇌파에는 정상인에서 볼 수 있는 정상뇌파와 병적 상태에서 나타나는 이상뇌파가 있다. 정상뇌파 이외의 것은 어떤 의미에서 볼 때 이상뇌파라고 할 수 있으나 정상뇌파도 개인차가 있고 지문(指紋)과 비교할 수 있을 만큼 다종다양하다. 그러나 결국은 어느 범위 내로 한정된다.

파형 이상 중에서 전형적인 것은 빠른 주기를 가진 선단이 뾰족한 극파, θ파 또는 δ파가 반복하여 나타나는 고진폭의 자파-서파 결합, 파동의 선단은 뾰족하지만 주기가 α파 이하에 속하는 예파(銳波), 이것에 이어 서파가 나타나는 예파-서파결합이 있으며, 모두 각종 전간에 특유한 뇌파이다. 주파수 및 진폭 이상으로는 먼저 서파를 들 수 있다.

정상인에서는 α파보다 늦은 파동이 나타나는 일은 적다. 만일 안정 각성시에 δ파가 나타나거나 반복하여 θ파가 나타나는 경우는 이상이다. δ파는 뇌종양·뇌혈관 장애 등에서 볼 수 있다. 또 β파의 주파수가 8Hz 부근의 파동을 주체로 하는 경우도 이상이며 뇌기능 저하가 나타난다. β파가 전체의 3% 이상을 차지하는 경우도 이상이다. 또한 비정상적으로 높은 진폭 또는 낮은 진폭의 뇌파도 이상으로 여긴다.

이들 이상뇌파는 뇌에 직·간접적으로 자극을 줌으로써 쉽게 유발되는 경우가 있다. 그 자극법으로는 과호흡·섬광자극(閃光刺戟)·음자극(音刺戟)·경동맥 압박시험·약물유발법·조합유발법·수면 등을 들 수 있다.

뇌파는 환자에게 고통을 주지 않고도 검사할 수 있고, 병소(病巢) 부위나 성질 등을 정확하게 알 수 있다는 점에서 뇌의 병변을 진단하는 데 필수이다. 또한 뇌파 정지는 뇌사(腦死)를 의미한다.