뇌기능검사-뇌파검사

뇌파검사

뇌파의 정의

뇌파는 뇌 신경세포의 활동에 수반되어 생성되는 전기적 변화를 외부에서 측정하고 기록한 것으로서 두피 상에서 측정되는 뇌파의 전위변동은 수 μV에서 수백 μV로 매우 낮은 전위를 갖고 있습니다. 일반적으로 뇌파는 이 미세한 전위를 증폭하여 기록합니다. 뇌파검사를 통하여 뇌의 기능적, 기질적 변화를 알아낼 수 있습니다. 뇌파검사는 아프지 않고, 객관적, 연속적으로 대뇌기능을 평가할 수 있는 검사법입니다. 최근 발달하고 있는 첨단적인 뇌영상진단법과 함께 대뇌의 기능적 병변을 평가할 수 있는 훌륭한 도구입니다.

뇌파의 발생기전

뇌파에 반영되는 뇌의 전기적 활동은 신경세포(neurons), 교세포(glia cells), 혈액뇌장벽(blood-brain barrier)에 의해 결정되는데 주로 신경세포에 의해 발생합니다. 뇌 무게의 절반을 차지하는 교세포들은 신경세포가 연접해 있는 부위인 시냅스에서 이온, 분자의 흐름을 조정하고 신경세포들 간의 구조 유지, 지탱, 보수 역할 등을 합니다. 혈액뇌장벽은 뇌혈관 속에 있는 각종 물질 중 필요한 물질만 선별해서 통과시키는 역할을 합니다. 교세포와 혈액뇌장벽에 의한 뇌파의 변화는 조금씩 천천히 일어나지만, 신경세포의 활동에 의한 뇌파의 변화는 크고 빠르고 다양하게 발생합니다. 뇌파는 대뇌피질에 있는 신경세포들의 활동에 의해 대부분 결정됩니다. 대뇌피질의 신경세포들이 활동하면서 만들어내는 전기 신호들 중에서도 신경세포들이 연접해 있는 부위인 시냅스에서 형성되는 흥분성 시냅스 전위(EPSP, -10mV)와 억제성 시냅스 전위(IPSP, -80mV)의 합을 가장 우세하게 반영합니다. 따라서 뇌파란 대뇌피질을 구성하는 신경세포들의 시냅스 전위를 대부분 반영한 신호입니다. 대뇌피질은 인간이 지닌 고도의 감각과 지각, 운동과 기술, 사고력, 상상력, 언어 능력 등을 담당하는 중요한 부위로서 인간을 인간답게 만드는 부위라고 할 수 있습니다. 한편 뇌의 심부에 있는 기관인 시상(thalamus)은 대뇌피질과 긴 신경섬유다발에 의해 방사상으로 연결되어 있어 상호간 전기적 신호를 주고 받을 수 있기 때문에 시상의 활동도 대뇌피질에 간접적으로 반영됩니다.

뇌파의 종류

일반적으로 뇌파는 진동하는 주파수의 범위에 따라 델타파(0-4Hz), 세타파(4-8Hz), 알파파(8-13Hz), 베타파(13-30Hz) 감마파(30Hz-50Hz)로 분류합니다. 일반적으로 측정된 뇌파는 델타파, 세타파, 알파파, 베타파, 감마파의 산술적인 합으로 해석되며, 이때 어떤 종류의 뇌파가 더 많은 비중으로 출현했는지를 파악하는 것이 중요합니다.

주파수 뇌파 의식 심신의상태 30Hz이상 GAMMA WAVE 외적의식 불안흥분 14~30Hz BETA WAVE 외적의식 평상시의 뇌파 긴장상태에서 일을 처리하고 있는 상태 8~14Hz / 12~13Hz ALPHA FAST ALPHA WAVE 내적의식 주의 집중력과 약간의 긴장 10~12Hz MTDLE ALPHA WAVE 내적의식 공부능률 향상, 정신통일 상태, 기억력과 집중력 최대 상태, 스트레스 해소 8~9Hz SLOW ALPHA WAVE 내적의식 명상,무념,명상 4~7Hz THETA WAVE 내적의식 좋은상태, 얕은수면 0.5~4Hz DELTA WAVE 무의식 깊은수면

뇌파의 두뇌 활성도

일반적으로 졸리거나 서서히 의식이 없어질수록 빠른 리듬은 서서히 사라지고 알파파에서 세타파, 델타파 방향으로 점차 느려진 서파 리듬이 우세합니다. 반대로, 암산, 추리 등의 작업을 수행하거나 정신적으로 각성된 경우엔 느린 리듬은 서서히 사라지고 알파파에서 베타파, 감마파 방향으로 점차 빠른 속파 리듬이 우세합니다. 대뇌피질 해당부위에 있는 신경 세포군의 전기적 활동이 왕성할수록 그 부위에 혈류량이 많아지고, 포도당, 산소 소모량이 증가하며 베타파, 감마파 같은 빠른 뇌파리듬이 나타납니다. 이러한 원리를 적용하여 대뇌피질의 뇌파를 측정함으로해서 개인의 두뇌 활성도를 알아 볼 수 있습니다. 예를 들어 ADHD 아동의 경우 고위 인지기능을 담당하는 전두엽 부위에 서파인 세타파가 표준치보다 광범위하게 활성화되어있는 양상을 흔히 볼 수 있는데 이는 전두엽 기능의 저하를 나타내는 소견이라고 할 수 있습니다. 또한 학습장애, 언어장애, 의사소통장애 아동의 경우 언어 중추가 있는 뇌부위(Broca area, Wernicke area, angula gyrus)에서 세타파 또는 델타파가 활성화되어 있는 양상을 흔히 관찰할 수 있습니다.

Brain Mapping System

Brain Mapping System이란 대뇌 피질의 신경세포에서 발생하는 뇌파를 주파수에 따라 알파파, 베타파, 세타파, 델타파로 구분하여 32개의 전극을 통하여 측정한 후 분석된 뇌파를 발생되는 위치와 그 크기에 따라 뇌지도 영상으로 표현하는 시스템입니다. 기존 아날로그 방식의 뇌파측정의 경우에는 판독자에 따른 판독 오류가 발생할 가능성이 컸다면, 디지털 방식의 뇌파측정의 경우에는 각 뇌파의 대뇌 피질상의 상대적 분포를 정확히 보여주어 대뇌 피질상의 활성도 평가에 한발 앞선 진단시스템이라고 할 수 있습니다.

Brain Mapping System 평가의 적응증

ADHD 학습장애 틱장애 우울증 강박증 치매 외상성 뇌질환 약물 투여후 뇌기능 변화

Brain Mapping의 일반적인 패턴 해석

1. 전반적으로 정상패턴이 유지되면서 알파맵의 경미한 비대칭 패턴이 나타난 경우

후천적 요인에 의한 불균형적인 뇌기능 발달이 주요 원인이며, 임상적으로 특별한 이상증상이 없다면 정상 범주임.

2. 알파맵에서 좌측은 정상패턴인데, 우측이 심한 비정상 패턴일 때

전반적으로 우뇌가 정상적으로 균형있게 발달하지 못한 상태일 수 있음. 평소 우뇌가 담당하는 기능인 시공간 정보처리능력, 직관력, 예술적(비언어적 능력), 총체적 정보처리의 어려움이 있을 가능성 있으며, 또한 우뇌의 비정상패턴은 감정 및 충동제어 관련 장애와 많은 관련성이 있음.

3. 알파맵에서 우측은 정상패턴인데, 좌측이 심한 비정상 패턴일 때

전반적으로 좌뇌가 정상적으로 균형있게 발달하지 못한 상태일 수 있음. 평소 좌뇌가 담당하는 기능인 언어처리능력, 분석력, 수리논리력, 순차적 정보처리의 어려움이 있을 가능성이 있음.

4. 알파맵에서 머리 앞부분 또는 머리 뒷부분에서만 좌우 비대칭이 심한 경우

우울증, 정신분열, 정서장애 등과 관련 정신관련질환인 경우, 알파파의 좌우 비대칭이 심한 것으로 알려져 있음. 평소 불안하거나 우울한 증상이 있는지 확인이 필요하며 정신관련질환의 경우 해당 약물치료를 하면 좌/우비대칭이 점차 완화되어 정상패턴에 가까워짐을 확인할 수 있음.

5. 알파맵 상하패턴이 뒤바뀐 경우

이런 경우 보통 치매나 정신지체장애 등의 고도의 인지/판단/정보처리능력의 장애가 있는 경우데 흔히 나타나는 패텀임. 상하패턴이 뒤바뀐 정도가 클수록 증상의 강도가 심한 경우가 많음.

6. 알파맵에 같은 계열의 색상이 넓게 나타난 경우

알파맵이 전체적으로 푸른색이거나 또는 붉은 색으로 같은 계열의 색상이 넓은 영역에 퍼져 나타난 경우 학습장애를 동반한 우울증 또는 주의력장애 가능성이 있음.

7. 알파맵의 비정상 국소부위가 좌/우 전전두엽(Fp1, Pp2)근처인 경우

보통 주의력 또는 정서관련 장애 가능성이 있음. 만약 이 부위에 알파, 베타파가 감소하고 세타파가 증가했다면 보통 단순 주의력 장애일 가능성이 높음. 반면 이 부위에 알파, 세타파가 감소하고 베타파가 증가한 경우 충동이나 감정제어가 어려운 정서장애일 가능성이 높음. 이 부위에 알파파가 감소하고 세타, 베타파가 증가한 경우 ADHD 중에서도 신경질적이고 감정변화가 심한 경우일 가능성이 높음.

8. 알파맵의 비정상 국소부위가 왼쪽 전두엽(F3)인 경우

보통 언어표현능력에 어려움이 있을 수 있음. 이 부위는 Broca 영역으로 알려져 있으며 언어를 조합/생산하는 기능을 주로 담당함. 해당부위에 알파, 베타파가 감소하고 세타파가 증가할수록 장애의 증상이 심한 것으로 알려져 있음.

9. 알파맵의 비정상 국소부위가 왼쪽 두정엽(P3)인 경우

보통 언어이해능력에 어려움이 있을 수 있음. 이 부위는 Wernicke 영역으로 알려져 있으며 언어를 분석/이해하는 기능을 주로 담당함. 해당부위에 알파, 베타파가 감소하고 세타파가 증가할수록 장애의 증상이 심한 것으로 알려져 있음. 참고로 난독증의 경우 Broca 영역과 Wenicke 영역 둘다 알파, 베타파가 감소하고 세타파가 비정상적으로 증가하는 패턴이 나타남.

10. 알파맵의 비정상 국소부위가 오른쪽 앞부분 (F4 또는 T4)인 경우

감정이나 충동의 일시적 제어장애가 나타나기도 함

11. 알파맵의 비정상 국소부위가 오른쪽 뒷부분 (P4 또는 O2)인 경우

시공간 분석에 어려움이 있으며 사람 표정의 세밀한 부분을 잘 이해하지 못하는 것과 같은 사회적 암시에 대한 올바른 인식에 어려움이 있을 가능성이 있음.

12. 알파맵의 비정상 국소부위가 측두엽(T3 또는 T4)인 경우

단순 청각정보처리나 순차적인 정보처리에 어려움이 있어 언어장애나 학습장애가 나타날 수 있음.

ADHD의 Brain Mapping소견

<쎄타파의 활성도> <정상> <ADHD>

ADHD는 집중력, 충동조절능력 등을 담당하는 전두엽의 기능이 떨어지면서 발생합니다. 이러한 점은 전두엽에서 베타파의 활동성이 감소하면서 쎄타파나 델타파와 같은 서파의 활동성이 증가되는 방식으로 나타납니다. 특히 쎄타파의 증가가 두드러집니다. 상기 Brain Mapping System에서는 좌측에 있는 정상학생에 비해, 우측에 있는 ADHD학생의 전두엽에서 쎄타파가 넓은 부위에 걸쳐 활성화 되어 있는 특징적인 소견을 볼 수 있습니다. 본원에서는 이러한 최첨단 Brain Mapping System을 이용하여 ADHD학생들의 뇌기능을 정확하게 평가하여, 진단 및 치료과정에 보조도구로 활용하고 있습니다.