{{위키데이터 속성 추적}}
{{다른 뜻|뇌전도|파동 형태로 측정되는 뇌의 전기 신호|뇌파의 기록방법}}[[파일:SimulationNeuralOscillations.png|섬네일]]'''뇌파'''(腦波, brain wave, neural oscillation)는 [[신경계]]에서 [[뇌신경]] 사이에 신호가 전달될 때 발생하여 측정 가능한 파동 형태의 신호이다. 심신의 상태에 따라 각각 다르게 나타나며 [[뇌]]의 활동 상황을 측정하는 가장 중요한 지표이다.

뇌파는 [[뇌전도]](EEG)를 통해 전기적으로, [[뇌자도]](MEG)를 통해 자기적으로 측정할 수 있다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 두개부착형 뇌전도(scalp-EEG)로, [[정신과]] 및 [[신경과]]에서 뇌 손상이나 [[뇌전증]] 등 여러 질환을진단하거나 뇌사를 평가할 때 사용된다. 뇌전도는 다른 종류의 [[뇌영상]] 기법과 함께 사용할 수 있다. [[신경과학]]자와 [[생물정신의학]]자들은 사람이나 동물이 실험 중 통제된 행동을 수행하는 동안 뇌파를 측정하여 뇌의 기능을 연구하는 데 뇌전도를 사용한다. 수면에 관한 이론은 종종 잠든 동안 뇌전도 패턴을 바탕으로 한다. 뇌전증 진단에도 사용한다.

== 역사 ==
[[리버풀]]의 개업 내과의사 리처드 카튼(Richard Caton, 1842년~1926년)이 1875년 [[토끼]]와 [[원숭이]]의 대뇌반구에서 발견한 전기적 현상을 기록하여 보고하였는데, 이것이 현재 알려진 뇌파에 대한 가장 최초의 기록이다. 그로부터 40여년 뒤 1913년, [[러시아]] [[생리학]]자 블라드미르 블라드미로비치 프라디치-레민스키(Vladimir Vladimirovich Pravdich-Neminsky)는 최초의 뇌전도와 포유류(개)의 유발 전위(evoked potential)를 보고하였다.

사람의 뇌전도에 대한 연구가 본격적으로 시작한 인물은 [[독일]]의 생리학자 [[한스 베르거]]이다. 그는 1920년 [[인간]] 뇌전도에 대한 연구를 시작하였다. '뇌전도'라는 용어도 그가 처음 제안하였다. 그의 연구는 후에 에드가 더글라스 아드리안(Edgar Douglas Adrian)에 의해 확장된다.

1950년대 [[영국]] [[내과의]]사 윌리엄 그레이 월터(William Grey Walter)는 뇌전도 지도(EEG topography)라는 장치를 만들어냈다. 이것은 뇌의 표면에 걸친 전기적 활동을 지도로 만들어준다. 뇌전도 지도는 [[1980년대]] 짧은 인기를 누렸으며, 정신의학을 위한 것처럼 보였다. 당시 신경학자들은 이것을 받아들이지 않았으나 현재는 신경학자, 심리학자, 신경과 의사 등 각개의 전문가들에 의해 중요한 연구 도구로 사용되고 있다.

== 뇌파의 종류 ==
뇌파는 매우 복잡한 패턴으로 나타난다. 뇌의 영역별로 세포구조(cytoarchitecture) 및 분포하는 신경세포의 종류가 서로 다르기 때문에 주파수의 조성과 각 주파수가 나타내는 기능적인 면이 서로 다르다. 각 주파수별로 서로 다른 종류의 파원을 가지며, 각 파원이 모두 기능적으로 동일한 것이 아니기 때문에 특별한 이유가 없는 한 뇌파는 파형 그대로 관찰하기보다는 주파수에 따라 분류하는 파워 스펙트럼 분석을 이용하거나, [[사건 관련 전위]]를 연구한다. 파워 스펙트럼 분석은 뇌파가 특정 주파수로 진동하는 단순 진동들의 선형적 결합이라고 가정하고, 이 신호에서 각각의 주파수 성분을 분해하여 그 크기(또는 파워)를 표시한 것이다. 이 때 각 주파수 성분마다 나타내는 기능과 생리가 서로 다르다고 여겨진다.

주파수 영역은 저주파 대역부터 델타, 세타, 알파, 베타, 감마파로 주로 구분한다. 감마파를 제외한 나머지 주파수 대역의 신호는 뇌파가 동조할 때 가장 많이 나타나는 것으로 여겨지며, HGA (high gamma activity) 등은 활동전위가 여러 신경세포에서 폭발적으로 나타날 때 관측되는 것으로 여겨진다. 각 주파수를 나누는 기준은 학자마다, 그리고 연구의 목적에 따라 달라진다.

=== 델타파 ===
0 Hz ~ 4 Hz 구간의 뇌파를 [[델타파]]라고 한다. 가장 낮은 주파수이기 때문에 사람의 움직임 등에 의해 신호가 오염되는 경우가 잦다. 수면시 발생하기 때문에 "수면파"라고도 불린다. 의식이 사라질 때 델타파의 진폭이 높아지는 현상이 주로 관찰된다.<ref>{{저널 인용|제목=Consciousness among delta waves: a paradox?|저널=Brain: A Journal of Neurology|성=Frohlich|이름=Joel|성2=Toker|이름2=Daniel|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33693596/|날짜=2021-09-04|권=144|호=8|쪽=2257–2277|doi=10.1093/brain/awab095|issn=1460-2156|pmid=33693596|성3=Monti|이름3=Martin M.}}</ref> 서로 멀리 떨어져 있는 영역 사이의 정보 전달에 사용되는 것으로 여겨진다.

=== 세타파 ===
4 Hz ~ 8 Hz 구간의 뇌파를 세타파라고 한다. 잠에 빠져들 때 나타나기 때문에 "졸음파" 또는 "서파수면파(徐波睡眠波)"라고도 부른다. 해마에서 세타파의 기능적인 역할이 학계의 주목을 받고 있다. 해마에서 세타파와 감마파의 동조가 기억에 중요한 역할을 한다는 것이 밝혀져 있다.

=== 알파파 ===
8 Hz ~ 13 Hz 구간의 뇌파를 알파파라고 한다. 주로 심신이 안정되어 있고 정신활동이 적을 때 나타난다. 즉, 주의를 집중하거나 고등인지활동을 할 때 알파파가 감소한다. 눈을 감았을 때 후두엽에서 알파파의 진폭이 크게 증가하는데, 이러한 특징 때문에 가장 먼저 정신기능과의 주목되었고 또 기록되었다. 가장 먼저 보고되었기 때문에 알파파라는 이름이 붙여졌다. 운동 영역에서는 알파파를 세분화하여 뮤파와 SMR파(Sensorimoter Wave)를 따로 구분하기도 한다.

알파파의 발생 가설에는 몇 가지가 존재하지만 앤더슨(Andersen) 등의 가설에서는 피질의 알파파는 [[시상]]으로부터의 입력에 의한 것으로 본다. 이 때 시상에 존재하는 일종의 페이스메이커가 뇌파를 형성하고, 시상의 반회성 억제 뉴런의 활동이 주파수를 결정한다고 본다. 즉 시상뉴런군에 발생하는 탈분극, 과분극으로 이루어진 [[시냅스후 전위|시냅스후전위]]의 율동성 진동에 의해 만들어진다. 뇌파율동 주파수는 시상뉴런의 막전위 수준에 의존한다는 것이다.

누네즈(Nunez) 등의 설에서는 피질과 피질 사이를 연결하는 긴 연합 섬유에 의해서 생긴다고 본다.

=== 베타파 ===
13 Hz ~ 30 Hz 구간의 뇌파를 베타파라고 한다.일상적인 각성 상태에서 두드러지게 나타난다. 운동 영역에서는 베타파의 ERD(event-related desynchronization)이 나타난다.

=== 감마파 ===

30 Hz 이상의 뇌파를 감마파라고 한다. 감마파부터는 교류전류로부터 발생한 60 Hz의 정수배 신호의 노이즈가 섞여 들어간다. 고주파로 갈수록 개별 [[활동전위]]를 반영하는 것으로 여겨지며, 이들을 HGA (high gamma activity)라 한다. 100 Hz 이상에서는 두개외 [[뇌전도]]로 측정하는 것이 거의 불가능하다. 병리학적으로는 ripple과 fast ripple로 구분하기도 하는데, 이들을 HFO (high-frequency oscillation)라고 하며 [[뇌전증]] 발작과 연관이 있는 것으로 여겨진다.

== 생리학적 기전 ==
감마파 중 고주파 대역인 HGA를 비롯해 그 이상의 대역인 ripple 및 fast ripple은 [[활동전위]]의 버스팅(bursting)과 연관성이 있다는 점이 널리 받아들여지고 있다. 또한 이 고주파 영역은 [[대뇌 피질]]의 가장 바깥인 Layer 1에 위치한 국소적 회로에서 정보를 처리할 때 발생하는 것으로 여겨진다. 반면 보다 저주파 대역의 신호는 [[피라미드 세포]] 등 피질의 심부에 위치하여 서로 다른 영역끼리 정보를 주고받을 때 관여하는 세포들의 동조에 의해 증가하고, 비동조에 의해 감소한다고 여겨진다. 해마의 세타파의 경우에는 [[연합뉴런]]의 일종인 [[바구니 세포]](Basket cell)의 동조에 의해 발생하는 것으로 여겨지는데, 이들이 여러 세포들의 활동전위 버스팅을 조절하기 때문에 세타-감마 동조가 발생한다는 가설이 제시된 바 있다. 이외에도 주파수가 멀리 떨어진 영역 사이에 신호를 주고받는 빈도와 관련이 있다는 주장이 있으며, 이는 또다시 신호를 주고받는 영역 사이의 거리와도 관련이 있다는 주장이 있다.

== 같이 보기 ==
* [[뇌전증 발작|발작]]
* [[사이버네틱스]]
* [[ThetaHealing]]
* [[연합 신경 세포]]

== 각주 ==
{{각주}}
{{위키공용분류}}{{뇌파}}
{{전거 통제}}

[[분류:신경학]]
[[분류:신경과학]]
[[분류:신경생리학]]
[[분류:뇌]]
[[분류:신기술]]
[[분류:계산신경과학]]
[[분류:신경 회로]]