[칼럼] 학습자의 뇌파를 이해하자!

신재한 국제뇌교육종합대학원대학교 교수

2016년 06월 29일 (수) 11:15
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인간의 사고와 행동은 대뇌의 기능에 의해 조절되고 대뇌의 기능은 많은 뇌 신경세포들의 활동에 달려 있다. 이러한 뇌 신경세포들의 활동을 뇌파(EEG: electroencephalogram) 또는 '뇌전위’라 한다.

이러한 뇌파는 뇌 활동의 변동을 공간적, 시간적으로 파악할 수 있는 지표로 신경생리학 분야에서 사용되고 있다. 뇌 신경세포의 활동에 의해 변하는 것이기 때문에 의식 상태와 정신활동에 따라 변화하는 특정한 패턴을 보인다.

따라서 뇌파를 검사한다는 것은 뇌의 활동수준을 객관적인 지표로 나타내어 뇌의 활동성이 높아지는지 약해지는지를 공간적․시간적으로 파악하는 것을 의미한다.

특히 일반적으로 뇌파는 주파수 대역에 따라 델타파(δ, 0.5~4Hz), 쎄타파(θ, 4~8Hz), 알파파(α, 8~13Hz), 베타파(β, 13~30Hz), 감마파(γ, 30Hz~50Hz)로 분류된다.

또한 알파파를 기준으로 해서 8Hz 미만을 서파(Slow Wave), 13Hz이상을 속파(Fast Wave)라고 구분한다.

뇌파에 의해 연구되어 온 자발뇌파는 일반적 생리현상에서 감각 등 뇌 활동으로 나타나며, 유발뇌파는 뇌 활동 상태를 알아보기 위해 인위적으로 뇌 활동을 유도하여 관찰할 수 있다.

먼저 델타파(Delta Wave)는 두뇌기능이 완전히 이완된 깊은 수면상태에서 우세하게 나타나는 0.5~4Hz 대역의 뇌파로 정상 성인의 경우 각성 시에 델타파가 나타나면 뇌종양, 뇌염 등의 병적 요인의 판단 근거가 되기도 한다.

특히 전방 전두부에서는 안구운동 등의 영향을 받기 때문에 델타파의 활성이 높게 나타난다. 

한편 쎄타파(Theta Wave)는 4~8Hz 대역의 뇌파를 말하며, 일반적으로 몸과 의식이 몽롱한 상태나 졸림과 깨어있음의 중간 상태 정도를 의미한다.

쎄타파 상태에서는 꿈과 같은 이미지를 동반하고 그 이미지는 생생한 기억으로 경험되기도 한다.

각성 시에 나타나는 쎄타파는 주의 각성을 시켜 문제해결의 아이디어를 제공하기도 하고 창조적인 힘으로 연결되기도 한다. 시간과 공간의 제한을 뛰어넘는 영역으로 들어가 번뜩임이나 영감(Inspiration)으로 발생하는 경우가 발생하기도 한다.

또한 쎄타파는 깊이 내면화되고 조용한 상태의 육체, 감정 및 사고 활동과 관련된다. 

다음으로 알파파(Alpha Wave)는 8~13Hz 대역의 뇌파로 신경생리학적으로 두뇌의 안정 상태를 반영하는 기본파이며 잡파의 영향을 적게 받으므로 전통적으로 인간 행동에 대한 두뇌 좌․우반구의 기능상태를 판정하는 데 이용되어 왔다.

베타파는 13~30Hz 대역의 뇌파로 각성상태, 활동상태, 스트레스 상태에서 나타나며 청각, 촉각, 정서적 자극에 의해서도 영향을 받는다.

베타파는 정상적으로 전두엽에서 잘 기록되며 주의를 집중하여 정신활동을 할 때 뇌 전체에서 광범위하게 나타난다.

끝으로 감마파(Gamma Wave)는 30~50Hz 대역으로 외적 의식으로 불안, 흥분의 강한 스트레스 상태에서 전두엽과 두정엽에서 비교적 많이 발생하는 뇌파이다.

또한 감마파는 초월적 마음상태 또는 이완으로 벗어나서 새로운 의식 상태, 신경자원(Neural Resources)을 활성화시켜 총동원할 때, 즉 정신적으로 총력 집중할 때 발생하는 특징적인 뇌파이기도 하다.  

지금까지 살펴본 뇌파의 종류와 특성은 매우 다르기 때문에, 이러한 뇌파의 종류와 특성을 제대로 알고 학습자의 뇌파를 정확하게 진단해 줌으로써 그에 적합한 처방까지도 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.

글. 신재한 국제뇌교육종합대학원대학교 교수   han3645@hanmail.net


▲ 신재한 국제뇌교육종합대학원대학교 뇌교육학과 교수


한국교육개발원(KEDI) 연구위원, 교육부 연구사를 역임했다. 현재 국제뇌교육종합대학원대학교 뇌교육학과 교수이자 국제뇌교육협회 지구시민교육연구회 자문위원이다. 주요 저서는 '뇌기반 자기주도적 학습의 이론과 실제(교육과학사 2016)', '학교폭력예방교육지침서-또래중조 갈등해결의 이론과 실제(명성출판사 2014)', '창의인성교육을 위한 수업 설계전략(교육과학사 2013)' 등이 있다.

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