업무와 관련해서 EEG(electroencephalography, 뇌전도) 연구를 진행하게 되었고,
관련 학문에 문외한 전자공학도 닝겐으로서 연구노트를 가름할 블로깅을 시작하게 되었습니다.
시작은 미약하나 끝은 창대하리라.
궁극적인 목표는 뇌파를 이용한 성격 유형 분석 플랫폼 제작입니다. 이를 위해, 뇌파 측정부터 PCB보드, 분석프로그램 제작 및 Web 퍼플리싱까지 폭 넓고 깊게 다뤄보겠습니다.
공학도의 관점에서 뇌파를 측정하고, 이를 분석하는 과정을 담아가며 1일 1블로깅을 목표로 정리하려 합니다. 
끝까지 블로깅을 마칠 수 있길 기대하며 시작하겠습니다.
뇌파
위키백과, 우리 모두의 백과사전.뇌파(腦波, 영어: brainwave) 또는 뇌전도(腦電圖, 영어: electroencephalography, EEG)는 신경계에서 뇌신경 사이에 신호가 전달될 때 생기는 전기의 흐름이다. 심신의 상태에 따라 각각 다르게 나타나며 뇌의 활동 상황을 측정하는 가장 중요한 지표이다.
뇌의 전기적 활동에 대한 신경생리학적 측정방법으로 두피에 부착한 전극을 통해 기록한다. 경우에 따라 전극을 피질에 부착하기도 한다. 이 장치는 뇌 손상, 뇌전증 또는 여러 질환을 평가하는 거나, 법률적으로 뇌사를 진단하는 데 사용한다. 뇌전도는 다른 종류의 뇌영상화 시스템과 함께 사용할 수 있다.
신경과학자와 생물정신의학자들은 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.
일단 위키 백과에는 다음과 같이 나와있네요. 시작부터 뭐라하는건지 
이해할 수는 없지만 일단 그렇구나 하고 넘어갑시다.
지금 저에게 중요한건 뇌전도를 어떻게 측정하고, 이로 얻을 수 있는 데이터가 어떤것인지 그에 관한 측정값이니까요 
그렇다면, 뇌파는 누가 처음 발견했고, 어떻게 현재 측정까지 가능하게 된것일까요?
1875년 영국의 생리학자 R. 케이튼이 처음으로 토끼와 원숭이의 대뇌피질에서 나온 미약한 전기활동을 검류계로 기록한 것이 뇌파 최초의 보고입니다.
사람의 뇌파를 최초로 검출한 사람은 한스베르거(Hans Berger)로 머리에 외상을 입은 환자의 두개골 결손부의 피하에(두개골 = 머리뼈, 결손부 = 갈라진 부분, 피하 = 살가죽 바로 아래) 2개의 백금전극을 삽입하여 기록하였으며, 나중에 두피에 전극을 얹기만 하여도 기록될 수 있다는 것을 관찰하고, 이것을 심전도(ECG: 심박동과 관련된 전위를 신체 표면에서 도형으로 기록한 것)나 근전도(EMG: 근육의 활동전위(생물체의 세포나 조직이 활동할 때 일어나는 전압 변화)를 기록한 곡선)와 같이 뇌전도(EEG)라고 명하였습니다. 이와 같은 그의 공적을 기려 뇌파를 '베르거 리듬'이라고도 합니다. 
* 이미지 출처 : 락싸 홈페이지
Hans Berger는 사람두피에서 최초로 뇌파를 발견한 이후에도,
* 이미지 출처 : 락싸 홈페이지
그렇다면 뇌파는 현재 어느정도까지 측정이 가능하며, 어떻게 측정할까요?
현재까지의 연구 결과 뇌파는 복잡한 패턴으로 진동하며, 이를 시각적으로 관찰하는 것은 유용하지 않다고 합니다. 따라서 이를 주파수에 따라 분류하는 파워 스펙트럼을 이용하여 관찰합니다. 뇌파의 종류는 뇌파를 관찰할 때 그 주파수와 진폭에 따라 분류할 수 있다고 합니다. 인간의 뇌에서 나오는 뇌파의 파장은 기본적으로 0~30Hz의 주파수가 나오며 약 20~200μV의 진폭을 보이고, 이를 임의의 주파수 영역으로 나누었는데 각각을 델타, 세타, 알파, 베타, 감마파로 명하였습니다.
감마(
)파
주파수 : 30Hz 이상
극도의 각성과 흥분시 전두엽과 두정(중심)엽에서 비교적 많이 발생한다.
베타(
)파
주파수 : 13 - 30 Hz
"스트레스파"라고도 한다. 불안, 긴장 등의 활동파
알파(
)파
주파수 : 8 - 12.99 Hz
심신이 안정을 취하고 있을 때의 뇌파. 안정파
특징: 사람 뇌파의 대표적인 성분으로, 뇌의 발달과 밀접한 관계가 있다.
세타(
)파
주파수 : 4 - 7.99 Hz
"졸음파" 또는 "서파수면파(徐波睡眠波)"라고 불림. 잠에 빠져들 때 통과하는 뇌파
델타(
)파
주파수 : 0.2 - 3.99 Hz
"수면파"라고도 함. 수면 시 발생.
어떤 연구자들은 Low 알파, Middle 알파, High 알파 등 더욱 세분화하여 분석하기도 하고, 이를 측정하는 장비도 시중에 많이 나와있습니다. (하지만 정확한 측정값을 가지는지는 의문 
) 보통 특정상태의 뇌파특징을 분석하고자 하는 연구자들은 0-50Hz의 각 주파수 성분에 대한 파워의 분포를 전체적으로 보여주는 파워스펙트럼 분포를 먼저 관찰한 후, 유의미하게 변하는 주파수 성분을 찾아 의미를 부여하기도 한다고 합니다. 각각의 측정 데이터를 가지고 임상실험을 통한 데이터 축적 후, 이를 논문 혹은 과학저널에 싣는 형식으로 어느정도 결과값에 대한 신빙성이 뒷받침 되어야 하지만 실제 뇌파가 해당 국가, 지역, 날씨, 환경에 따라 차이가 심해서 사소한 차이로도 큰 결과값의 차이를 만드는 것이죠. (그럼 측정을 해도 결과값에 대한 보증은 누가 해준단 말인가 
)
* 이미지 출처 : 락싸 홈페이지
어쨋든 이러한 파워스펙트럼 분포는 머리표면의 각 측정부위마다 조금씩 다른 양상을 나타내고, 머리표면 아래의 대뇌피질은 전두엽, 두정부엽, 측두엽, 후두엽 등으로 크게 나뉘며 담당 역할이 조금씩 다릅니다.
* 이미지 출처 : 락싸 홈페이지
예를 들면 뒤통수에 해당하는 후두엽엔 일차시각피질이 있어 일차적인 시각정보 처리를 담당하며, 정수리근처에 해당하는 두정부엽엔 체성감각 피질이 있어 운동/감각관련 정보처리를 담당한다고 합니다. 부위에 따른 뇌의 역할에 대한 정리가 필요하겠네요. 이와 관련된 자료는 추후에 업데이트 하도록 하겠습니다.
(일단은 전두엽의 기본적인 뇌파 측정부터 진행할 예정입니다. 
)
그렇다면 뇌파 측정 결과값의 정상과 비정상은 어떻게 구분할까요?
정상뇌파는 각 연령 군에서도 다르게 보일 수 있고, 나이가 다른 집단에서는 더 심하다고 합니다. 일반적으로 각성 상태의 뇌파 측정 기록은 수면 중에서 보다 더 다양하게 나타납니다. 그러므로 모든 정상 모양과 그들의 다양성 및 구성요소를 나열함으로써 정상 뇌파를 정의한다는 것의 의미가 없다고 합니다.
그럼 어떻게 하느냐 .... 
하지만 방법이 없는 것은 아닙니다. 사람이 죽으라는 법은 없군요. 뇌파를 정의 내리는 문제는 다른 방식으로 접근해야합니다.
각 연령 군에서 이상이라고 알려져 있는 극파(Spikes: 지속시간이 80 msec 이하인 날카로운 파형)와 예파(Sharp wave: 지속시간이 80~200 msec 이며 극파처럼 날카롭지 않은 파형), 확실한 서파와 진폭의 변화와 같은 몇개의 구성 요소로 나뉠 수 있습니다.
그러므로 정상 뇌파는 정상 뇌파의 모형의 존재에 있기보다는 이상 뇌파의 출현 유무와 정도에 의해 정의하는 것이 효과적이라 할 수 있겠습니다. 역으로 비정상 뇌파는 정상 뇌파의 구성요소 유무에 관계없이 이상 뇌파의 구성 요소가 있다고 합니다. 따라서, 정상뇌파인지를 보는것이 아니라 비정상뇌파를 먼저 구분하여 판단하는 것이죠. 이를 위해서 뇌파는 각 연령군의 정상뇌파의 주요한 모습을 알아야 하고, 그를 정확히 평가함으로써 이상 뇌파의 구성 요소와 구별할 수 있어야합니다. 이렇게 정상파형과 비정상파영의 주요모습을 알고, 판단하기 위해서는, 당연히 뇌파에서 측정되는 기본적인 파형을 식별할 수 있어야 되겠죠?
이는 다음 블로깅을 통해서 공부해보도록 하겠습니다. 시작부터 너무 어렵네요. 
하지만 측정 장비 및 진단 알고리즘 개발을 위해서 오늘도 열공모드 !
다음에서는 뇌파의 측정과 파형의 분석에 관해서 블로깅하도록 하겠습니다.
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