뇌파 리듬이란?
뇌파(EEG)는 뇌신경세포들의 전기적 활동을 두피에서 비침습적으로 측정한 생체전기신호이다. 이와 비슷한 것으로는 심장이나 근육의 전기적 활동을 측정하는 심전도(ECG)나 근전도(EMG)를 예로 들 수 있다.

이러한 생체신호들은 여러 빠르기의 리듬들이 진동하는 형태를 보이는데, 뇌파의 리듬은 심전도보다는 빠르고 근전도보다 느린 편이다.

뇌파는 1초에 50회 이내 진동하는 다양한 리듬들의 조합이다. 이를 느린 리듬에서 빠른 리듬 순서인 델타, 쎄타, 알파, 베타, 감마 리듬 등 다섯 가지 영역으로 구분하여 구성비율 형태에 따라 관찰하기도 한다.

이들 중 가장 느린 델타리듬은 1초에 4번 이하 진동하는 리듬으로 깊은 수면이나 마취상태와 같이 의식이 매우 저하된 상태에서 많이 출현하며, 그 다음 느린 리듬인 쎄타리듬은 졸리거나 깊은 명상 시 다소 우세한 것으로 알려져 있다.

중간 빠르기인 1초에 8~13회 정도 진동하는 알파리듬은 뇌파의 고유리듬대역으로 눈을 감아 안정을 취하거나 대뇌피질이 휴식을 취하는 뇌 이완상태에서 주로 우세해지는 반면, 상대적으로 빠른 베타리듬은 경계, 주의, 불안, 긴장과 같이 정서적인 부하가 동반될 때 활성화된다.

가장 빠른 감마리듬은 복잡한 수식 계산, 추리, 판단과 같은 고도의 인지활동 수행 시에 우세해지는 특징을 보인다. 요약하면 안정 시의 알파리듬을 중심으로 의식이 저하될수록 상대적으로 느린 리듬이 우세해지며 정서적, 인지적 뇌 부하가 커질수록 상대적으로 빠른 리듬이 우세해진다.

한편 눈감은 안정상태에서 출현하게 되는 알파리듬들 중 가장 비중을 많이 차지하는 리듬 주파수를 고유주파수라 부르는데, 보통 성인의 경우 10Hz 근처의 값을 가지며 노화로 인해 뇌기능이 감퇴되면 고유주파수 값도 서서히 낮아진다. 이를 ‘노화가 되면 알파리듬이 느려진다’라고 표현하기도 한다.

참고로 치매환자의 경우엔 고유주파수가 매우 낮은 특징을 보이고, IQ가 높은 사람들은 고유주파수가 높은 특징을 보인다는 연구결과들도 나와 있다. 이처럼 뇌파에서 기본적인 리듬 분석만으로도 뇌기능 건강과 관련된 정보를 간접적으로 얻을 수 있다.

뇌파 리듬을 활용한 뇌파-바이오피드백 훈련법
최근엔 이러한 뇌파 리듬과 뇌기능의 관련성을 토대로, 뇌기능 항진 훈련 등 그 활용범위를 넓혀가고 있다. 보통 ‘뇌파-바이오피드백’ 또는 ‘뉴로피드백’ 훈련이라고 부른다.

이는 행동인지요법의 일종으로 인간이 원하는 변화에 관한 정보를 얻으면 변화를 일으키려는 행동이 강화되어 원하는 변화가 일어나기 쉬워진다는 작동이론에 근거를 둔 프로토콜이다.

즉 사람에게 거울을 보여주면 옷매무새를 원하는 모습으로 더 빠르고 정확하게 다듬을 수 있듯이, 훈련자의 개선노력의 결과를 실시간 뇌파정보로 확인시켜줌으로써 스스로에게 잘 맞는 노력방향을 좀더 정확하고 빠르게 찾아 목표를 효율적으로 달성할 수 있도록 도와준다.

이때 훈련 노력에 대한 실시간 뇌파응답은 숫자, 그래프, 그림, 게임 등의 다양한 형식으로 보여진다. 보통 무미건조한 숫자나 그래프 형식은 자신의 상태를 좀더 정량적으로 파악하기 원하는 훈련자들이 선호하는 응답형식이며, 재미있는 그림이나 동적 게임형식은 지루함을 싫어하는 훈련자들이 선호하는 형식이다.

훈련 진행에 있어서 이러한 실시간 피드백 뇌파장치는 단지 거울과 같은 도구역할만 담당하므로, 뇌파-바이오피드백 훈련의 성공여부는 무엇보다도 훈련자 본인의 능동적인 참여의지와 적극적인 노력에 의존하게 된다.

다행히 바이오피드백 훈련에 의해 습득된 자율적 조절능력은 자전거 배우기와 같이 몸으로 익힌 감각적 기술이어서 한번 체득하면 상당히 오랜 기간 동안 그 감각을 기억하고 유지하는 것으로 알려져 있다.

뇌파-바이오피드백의 주요 활용분야
임상에서는 다음과 같이 이완, 집중, 좌우균형 프로토콜에 의한 뇌파-바이오피드백 훈련이 주로 선호된다.

즉 만성통증(Chronic Pain), 외상 후 스트레스장애(PTSD), 뇌졸중(Stroke), 만성피로(CFS), 고혈압(Hypertension), 정서장애(Mood Disorders), 섭식장애(Eating Disorder) 등에는 각성과 긴장을 풀어주기 위한 목적으로 느린 리듬인 쎄타 또는 알파리듬들을 강화시키는 동시에 빠른 리듬들을 약화시키는 이완 프로토콜(Relaxation Protocol)이 권장된다.

주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 학습장애(Learning Disabilities), 각성장애(Arousal Disorder)등과 같은 임상 분야에서는 주의와 각성을 높이기 위한 목적으로 빠른 리듬인 베타리듬들은 강화시키고 상대적으로 느린 리듬들은 약화시키는 집중 프로토콜(Attention Protocol)이 권장되고 있다.

전두엽 부위의 좌우 불균형 패턴을 보이는 우울증(Depression)의 경우, 좌우 뇌파활성의 균형을 맞추는 좌우균형 프로토콜(Asymmetry Protocol)이 기존 약물치료와 비슷한 수준의 치료효과를 얻었다는 연구 보고들도 제시되고 있다.

여기서는 다양한 뇌파 훈련지표들 중 기본적인 리듬성분만을 활용한 훈련법 위주로 소개하였으나, 뇌파-바이오피드백의 임상 분야 활용은 1970년대에 처음 시작된 이래 다양하고 세부적인 뇌기능 분야로 확대되고 있다.

또한 각 세부 기능별로 어떤 뇌파정보를 강화시키는 것이 뇌기능 개선에 더 효과적인지에 대한 발전적인 연구들이 매년 꾸준히 늘고 있는 추세이다.






글·최정미 생체계측전문기업 ㈜락싸,
락싸기술연구소 소장 www.laxtha.com