뇌전도

3. 기작

뇌전도(EEG)는 수천~수백만 개의 신경 세포가 동기화되어 활동할 때 발생하는 뇌파를 측정하는 것이다. 개별 신경 세포의 신호는 너무 약해서 측정하기 어렵지만, 대뇌 피질의 원추세포들처럼 같은 방향으로 배열된 신경 세포들이 동시에 활동하면 이온 이동이 증폭되어 뇌파로 기록할 수 있다.^[164] 뇌 심부에서 발생한 신호는 약해져서 측정하기 어렵다.^[165]

뇌파에서는 다양한 주파수 성분이 나타나며, 뇌 상태에 따라 특정 주파수 대역의 세기가 달라진다. 시상의 수면 방추 공명 현상을 제외하면 특정 주파수가 강하게 나타나는 원인은 명확하지 않다. 감마파와 델타파의 상관관계는 비교적 잘 알려져 있다.^[166]

3. 1. 신경 세포의 전기적 활동

3. 2. 뇌전도 신호의 발생

4. 연구 방법론

뇌전도는 사건 관련 전위에 대한 연구에서 애용되므로 신경과학, 인지과학, 인지심리학, 신경언어학, 심리생리학 등 넓은 분야에서 연구 방법론 중 하나로 꾸준히 사용된다.^{[167][168][169]} 그러나 사건 관련 전위에 대한 연구들의 재현성이 낮기 때문에 아직까지 의료계에서 더 다양한 방식으로 임상응용하기에는 충분치 못하다는 평가를 받고 있다.^[170]

뇌전도(EEG) 관련 연구인 사건 관련 전위(ERP)는 신경과학, 인지과학, 인지 심리학, 신경언어학, 정신생리학 연구에 사용된다.^[17][18][19] 하지만, 연구에 사용되는 모든 뇌전도(EEG) 기술은 임상적 사용에 충분히 표준화되지 않았으며, 많은 사건 관련 전위(ERP) 연구에서 데이터 수집 및 감소에 필요한 모든 처리 단계를 보고하지 못하여^[20] 많은 연구의 재현성과 반복성을 제한한다.

뇌파를 활용한 연구 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.

• '''파형을 직접 기록'''하는 방법은 종종 임상 검사로 사용된다. 배경 뇌파(기초 율동)나 돌발 활동(간질 파형 등)을 관찰한다. 각종 간질, 기면증, 퇴행성 질환, 대사성 질환, 신경계 감염증, 뇌 기질적 질환, 의식 장애, 수면 장애, 정신 질환 등의 진단 보조 및 상태 파악 등에 사용된다.
• '''파형에 어떠한 가공을 하여 분석'''하는 방법으로는 가산 평균법, 쌍극자 추정법, 주파수 분석, 코히어런스법, 주성분 분석, 독립 성분 분석 등이 있으며, 일부는 임상에서도 사용되고 있다.

4. 1. 장점

• 외부로 반응이 나타나지 않는 신호에 대해서도 연구할 수 있다.^[178]
• 운동반응을 할 수 없는 피험자에게도 적용 가능하다.^[179]
• 피험자가 자극에 집중하지 않아도 감지할 수 있는 경우도 있다.
• 나이를 먹어감에 따라서 뇌의 신호가 바뀐다.^[180]

4. 2. 단점

• fMRI에 비해 공간분해능이 낮다.^[181]
• 대뇌 피질 밑에서 발생하는 신호는 감지하기 어렵다.
• 양전자 방출 단층촬영(PET)이나 MRS와는 다르게 신경전달물질의 종류를 알 수 없다.^[177]
• 노이즈가 너무 많아 통계적으로 유의미한 정보를 얻기 위해서는 다량의 데이터가 필요하다.^[182]

4. 3. 다른 신경영상법과 함께

• 뇌전도는 두개골의 반지름, 전기전도도 등 다양한 요소를 고려해야 하지만, 뇌자도는 그렇지 않아 복잡한 계산이 필요 없다.
• 뇌자도와 뇌전도 모두 뇌 심부로 갈수록 정확도가 떨어지지만, 두 기술을 함께 사용하면 노이즈를 더 많이 제거하여 정확한 뇌 심부 이미지를 얻는 데 도움이 된다.
• 뇌자도는 대뇌 피질에서 몇 cm만 내려가도 정확한 영상을 얻기 어렵지만, 뇌전도는 노이즈가 있어도 피질 하부 정보를 얻을 수 있다. 따라서 뇌자도로 신호 발생 위치를 파악하고, 뇌전도로 더 깊은 곳의 신호를 측정할 수 있다.^[189]

5. 방법

뇌전도는 전극을 두피에 부착하여 뇌파를 측정하는 비침습적 검사 방법이다. 뇌전도 전위는 두피에서 측정했을 때 약 100µV, 피질에서 측정했을 때 약 1-2mV이다. 피질에서 측정하는 경우를 피질전도(ECoG), 전극을 깊숙이 꽂아 측정하는 경우를 입체전도(sEEG)라고 한다.

뇌파는 파형을 직접 기록하거나, 파형을 가공하여 분석할 수 있다.

• '''직접 기록'''은 배경 뇌파(기초 율동)나 돌발 활동(간질 파형 등)을 관찰하며, 임상 검사로 자주 사용된다. 간질, 기면증, 퇴행성 질환 등 다양한 질환의 진단 보조 및 상태 파악에 사용된다.
• '''파형 가공'''은 가산 평균법, 쌍극자 추정법, 주파수 분석 등이 있으며, 일부는 임상에서도 사용된다.

5. 1. 전극 부착 및 신호 증폭

5. 2. 전극 연결 방법

• Common reference derivation
• Average reference derivation
• Bipolar derivation

• 순차 몽타주: 각 채널(즉, 파형)은 두 개의 인접한 전극 간의 차이를 나타낸다. 전체 몽타주는 이러한 일련의 채널로 구성된다. 예를 들어, "Fp1-F3" 채널은 Fp1 전극과 F3 전극 사이의 전압 차이를 나타낸다. 몽타주의 다음 채널인 "F3-C3"는 F3과 C3 사이의 전압 차이를 나타내며 전극의 전체 어레이를 통해 계속된다.

• 참조 몽타주: 각 채널은 특정 전극과 지정된 참조 전극 간의 차이를 나타낸다. 이 참조에 대한 표준 위치는 없지만 "기록" 전극과는 다른 위치에 있다. Cz, Oz, Pz 등과 같이 한 반구와 다른 반구에서 신호를 증폭하지 않으므로 정중선 위치가 온라인 참조로 자주 사용된다. 다른 인기 있는 오프라인 참조는 다음과 같다.
• REST 참조: 전위가 0인 무한대에서 오프라인 계산 참조이다. REST(참조 전극 표준화 기술)는 두피 기록 세트의 뇌 내에 있는 등가 소스를 발판으로 사용하여 실제 기록을 온라인 또는 오프라인(평균, 연결된 귀 등) 비제로 참조를 무한대 0으로 새로운 기록에 표준화된 참조로 연결한다.^[64]
• "연결된 귀": 양쪽 귓불 또는 유두돌기에 부착된 전극의 물리적 또는 수학적 평균이다.

• 평균 참조 몽타주: 모든 증폭기의 출력을 합산하고 평균화하며, 이 평균 신호는 각 채널에 대한 공통 참조로 사용된다.

• 라플라시안 몽타주: 각 채널은 전극과 주변 전극의 가중 평균 간의 차이를 나타낸다.^[65]

6. 임상적 활용

뇌전도는 다양한 뇌 질환의 진단과 치료에 활용된다.

뇌전도는 간질 진단의 금 표준으로 사용된다.^[8] 간질 모니터링 유닛(EMU)에서 장기간 뇌전도 검사를 통해 발작을 기록하고 진단 정확도를 높일 수 있다.^[10]

뇌종양, 뇌 손상, 뇌 기능 장애, 뇌염, 뇌졸중, 수면 장애 등 다양한 뇌 질환을 진단하고 치료하는 데 사용될 수 있다.^[12] 혼수 상태인 환자의 뇌사 여부를 판정하거나, 예후를 예측하고, 항간질성 약물 중단을 결정하는 데에도 활용된다.^[12]

뇌파 소견과 의식 장애 정도는 어느 정도 상관관계가 있으며, 의식 장애 정도를 평가하기도 한다.

알츠하이머형 치매 환자의 뇌파는 다음과 같은 변화를 보인다. 콜린 에스테라제 억제제를 사용하면 서파가 감소한다.

• 정상 파형
• α파 빈곤화, θ파 혼재
• 저~중 진폭 θ파 주체의 서파
• 중~고 진폭 θ, δ파에 δ 버스트를 동반하는 대서파
• 대서파의 저진폭화, 불규칙화
• 평탄화

6. 1. 간질 진단

6. 2. 기타 뇌 질환 진단

의식 장애 정도는 다음과 같이 평가하기도 한다.

알츠하이머형 치매 환자의 뇌파는 다음과 같은 변화를 보이는 것으로 알려져 있다. 콜린 에스테라제 억제제를 사용하면 서파가 감소하는 것으로 알려져 있다.

• 정상 파형
• α파 빈곤화, θ파 혼재
• 저~중 진폭 θ파 주체의 서파
• 중~고 진폭 θ, δ파에 δ 버스트를 동반하는 대서파
• 대서파의 저진폭화, 불규칙화
• 평탄화

6. 3. 중환자실에서의 활용

6. 4. 뇌전증 수술 전 평가

6. 5. 가정용 휴대용 뇌전도

7. 정상 뇌파

뇌전도는 일반적으로 리듬 활동과 과도 현상으로 설명된다. 리듬 활동은 주파수에 따라 여러 대역으로 나뉘는데, 이러한 주파수 대역은 특정 분포나 생물학적 중요성을 갖는 것으로 관찰되어 명명되었다. 뇌파의 대부분은 1-20Hz 범위에 속하며, 알파파, 베타파, 세타파, 델타파 파형으로 세분된다.^[79]

과거에는 종이 기록에 전체 사이클만 계산할 수 있었기 때문에 정수만 사용했으나, 현재 표준 참고 문헌에서는 이러한 범위에 대한 합의가 이루어지지 않았다. 알파파의 상한과 베타파의 하한은 12, 13, 14, 15 등 다양하게 정의된다. 임계값을 14Hz로 간주하면 가장 느린 베타파는 가장 긴 스파이크(70ms)와 거의 같은 지속 시간을 갖는다.

일반적으로 건강한 사람은 안정, 눈 감음, 각성 상태에서 후두부를 중심으로 알파파가 많이 나타난다. 건강한 성인의 경우, 안정되고 눈을 감은 각성 상태에서는 후두부 우위로 나타나는 알파파가 기초 율동이 된다. 25~65세의 정상 성인은 9~11Hz의 알파파가 후두부 우위로 나타나며, 눈을 뜨거나 빛, 소리 자극 등에 의해 억제된다. 주파수 변동은 1Hz 이내이다.

알파파를 기준으로 그보다 주파수가 느린 파형을 서파, 빠른 파형을 속파라고 한다. 진폭은 정상인의 경우 20μV - 70μV이며, 이를 중등 전위라고 한다. 20μV 이하를 저전위, 100μV 이상을 고전위라고 하는 경우가 있다. 30mm/sec에서 50μV/5mm로 기록되는 경우가 많다.

"초저속" 또는 "근DC" 활동은 DC 증폭기를 사용하여 기록되는데, 이러한 주파수에서 신호는 여러 인공물에 취약하기 때문에 임상 환경에서는 일반적으로 기록되지 않는다.

뇌파의 일부 특징은 율동적이라기보다는 일시적이다. 스파이크와 급파는 간질이 있거나 간질에 대한 소인이 있는 개인의 발작 활동 또는 발작간 활동을 나타낼 수 있다. 다른 일시적인 특징은 정상인데, 정점파와 수면 방추는 정상적인 수면에서 관찰된다. 통계적으로 드물지만 기능 장애나 질병과 관련이 없는 활동 유형이 있는데, 이것들은 종종 "정상 변이"라고 불린다. 뮤 리듬은 정상 변이의 한 예이다.

7. 1. 주파수 대역별 특징

7. 2. 연령 및 상태에 따른 변화

중뇌-망상체 - 시상 - 피질 연결에 의해 파형 성립이 설명된다. 수면이 깊어지면 중뇌 망상체, 시상, 피질 순서로 구심성 지배가 순차적으로 감소한다고 생각된다.

; 각성 단계 (stageW)

: 폐안 각성에서는 α파 외에도 고진폭의 지속성 근전도, 급속 안구 운동(REMs) 및 눈 깜빡임도 자주 나타난다.

; 수면 제1단계

: 졸음기, 입면기라고 불리며 몽롱한 상태이다. 각성 시에 인정된 α파 연쇄는 리듬을 잃고 점차 평탄해진다. 저전위 서파, 즉 θ파가 불규칙하게 나타나고 β파도 섞인다. α파가 각성기의 50% 이하가 되면 수면 제1기라고 한다. 제1단계 후반이 되면 두정 예파(hump 또는 V파)가 나타난다.

; 수면 제2단계

: 얕은 숨소리를 내는 정도의 상태이다. 수면 방추파(spindle)와 K 복합파(K complex)가 나타난다. 수면 방추파는 두정부에 나타나는 12Hz - 14Hz 정도의 파형이다. K 복합파는 두정 예파와 유사한 2상성의 고진폭 서파와 그에 이어진 속파로 구성된 복합파이다.

; 수면 제3단계

: 2Hz 이하에서 정점 간 진폭이 75μV 이상의 서파(δ파)가 20% 이상 50% 미만을 차지하는 단계이다. 상당히 깊은 수면이며, 매우 강한 자극이 아니면 지각되지 않는다. 제3단계와 제4단계를 합쳐서 서파 수면이라고 한다.

; 수면 제4단계

: 2Hz 이하, 75μV 이상의 서파(δ파)가 50% 이상을 차지하는 상태이다.

; REM 수면

: 렘 수면은 뇌파에 수면 제1단계와 유사한 저진폭 패턴, 급속 안구 운동(REMs), 신체 자세를 유지하는 항중력근 근긴장 저하를 3징후로 한다. 뇌파만으로는 수면 제1단계와 렘 수면의 구별은 어렵다.

; α 혼수

: 뇌간 장애, 저산소성 뇌증, 약물 중독에서 나타난다. 8~12Hz의 α파가 우세하며, 혼수 초기에서 자주 보인다. 뇌간 장애에 의한 것은 후두부에 α파가 나타나지만, 저산소성 뇌증에서는 광범위하고 전두부 우위 경향이 있다. 예후가 불량한 경우가 많다.

; β 혼수

: 모든 유도에서 저진폭 속파가 특징적이다. 척추뇌 기저 동맥 폐색, 뇌간부 출혈 시에 나타난다. 약물 중독에서의 출현례 보고도 있다.

; θ 혼수

: 의식 장애 시에 전두부 또는 전두, 중심부 우위에 나타나는 θ파를 주성분으로 하는 뇌파 소견이다. 시상망상체와 뇌간망상체의 한쪽 또는 양쪽 파괴로 나타난다고 생각된다.

; δ 혼수

: 이 패턴의 뇌파가 가장 흔히 관찰된다. 뇌파 소견과 의식 장애 정도가 상관관계를 보인다. 뇌염, 대사 장애, 중독, 저산소증의 경우 뇌간망상체의 직접적인 손상에 의해, 점유성 병변의 경우 뇌압 항진에 의한 이차적인 망상체의 기능 이상으로 일어난다고 알려져 있다.

; 삼상파

: 처음에는 간성 뇌증에서 나타난다고 보고되었지만, 그 외의 병태에서도 나타난다. 서파가 주체인 뇌파로, 음-양-음의 삼상 파형이 거의 동기화되어 머리 앞쪽에서 우세하게 나타난다.

; PLEDs

: 극파, 예파, 또는 복합파가 1초 - 2초 간격으로 한쪽 측면에서 반복적으로 나타나는 경우를 PLEDs(플레즈)라고 한다. 양쪽에서 나타나는 경우를 BiPLEDs라고 한다.

; 알츠하이머형 치매 환자의 뇌파 추이

콜린 에스테라제 억제제에 의해 서파가 감소하는 것으로 알려져 있다.

8. 이상 뇌파

이상 뇌파는 비정상적인 뇌 활동을 나타내며, 크게 뇌전증 발작유사 활동과 비뇌전증 발작유사 활동으로 나눌 수 있다. 또한, 발생 위치에 따라 국소적 또는 광범위한 활동으로 구분할 수 있다.^[99]

최근에는 뇌파 신호 분석 기술이 발전하면서, 알츠하이머병과 같은 다양한 질환의 바이오마커로서 이상 뇌파를 활용하는 연구가 진행되고 있다.^[99]

이상 뇌파는 기초 활동의 이상과 돌발성 이상으로 나눌 수 있으며, 기초 활동의 이상은 다시 주파수, 전위, 분포의 이상으로 세분화된다.

; 주파수의 이상

: 기초 율동의 서파화(느려짐) 등이 해당된다. 국소적인 서파는 해당 전극 근처에 종양, 염증, 뇌전증 병소와 같은 병변이 있을 가능성을, 광범위한 서파는 뇌 형성 장애, 광범위한 병소나 뇌증, 다발성 병소, 내분비 대사 이상, 약물 등의 영향, 뇌변성 질환의 가능성을 시사한다.

; 전위의 이상

; 분포의 이상

: 비돌발성 이상과 돌발성 이상으로 나뉜다. 돌발성은 지속적인 기초 율동의 이상이 아니라, 갑자기 시작하여 갑자기 끝나는 일시적인 파형을 의미한다. 비돌발성 이상은 주로 뇌파의 기본 율동과 진폭의 이상이며, 특히 서파가 중요하다.

; α파의 서파화

: 기본 율동의 서파화는 뇌 기능 저하를 나타내는 경우가 많다. 분포를 통해 원인을 추정할 수 있다. 눈을 뜨거나 소리 자극을 주어도 α파가 잘 나타나지 않고 서파가 나타나면 대뇌 피질의 기능 저하를 의심할 수 있다. 성인의 경우 안정 시 δ파가 나타나면 명백한 이상이며, θ파도 뚜렷하게 나타나면 경도의 이상으로 간주한다.

; 이상 속파

: 고진폭 속파가 기본 율동이 되는 경우가 있는데, 약물에 의한 경우가 많지만 내분비 질환 등에서도 나타날 수 있다. 측파가 이상 뇌파로 간주되는 경우는 이상하게 고진폭일 때뿐이다.

; α파를 비롯한 정상 구성 성분의 이상

: 국소적인 진폭 감소나 소실, 증가, 서파화, 위상 혼란 등이 나타날 수 있다. 장애 부위에서는 각성 시 뇌파(α파, 서파, 속파 등)의 진폭이 감소하거나 증가한다. 수면 시 뇌파에서도 속파, 방추파, 서파, K 복합파 등이 환측에서 감소하거나 결여될 수 있다. 이러한 현상을 '''lazy activity'''라고 한다.

; 조직화 불량

: 기본 율동의 주파수 변동이 1Hz를 초과하면 뇌파가 불규칙하게 보이는데, 이를 조직화 불량이라고 한다.

; 국소성 서파

: 반구의 백질 또는 피질 손상 시 지속성 다형성 δ 활동(PPDA)이 나타나며, 이는 국소적 뇌 병변의 지표이다. 진폭, 주파수, 지속성, 자극 반응성은 손상 정도를 나타낸다. 지속성 서파는 중증, 간헐적 서파는 가벼운 뇌 손상을 시사하며, 반응성이 없는 서파는 더 심한 손상을 의미한다.

; 광범위 서파

: 광범위하게 나타나는 불규칙한 서파는 반구의 백질 및 피질을 포함하는 큰 병변에서 관찰된다.

; 양측성 동기성 서파

: 전두부 간헐성 율동성 δ 활동(FIRDA)과 같은 율동성 활동이 있다. 과거에는 상부 뇌간, 간뇌, 시상 정중부 병변에 의한 투사성 리듬으로 생각되었으나, 최근에는 피질 및 피질하 회백질 병변이 주요 원인으로 여겨진다.

; 주기성 뇌파 패턴

: PLEDs는 일측성으로 나타나는 고진폭 복합파로, 단순 헤르페스 뇌염이나 중대한 급성 뇌혈관 장애에서 나타난다. 광범위한 피질 흥분성 증가와 피질 하 억제가 주기성 패턴의 원인으로 추정된다. 피질 회백질의 기능 이상으로 급격한 신경 발사 후 과분극이 발생하고, 뉴런이 불응기에 들어가 주기성이 형성된다. 주기성의 유발은 피질 하에서 시작되는 것으로 생각된다. 버스트 서프레션은 심마취, 저산소 뇌증, 광범위한 두부 외상에서 나타나며, 시상 입력이 피질 뉴런의 과분극으로 차단되지만, 내인성 페이스메이커에 의해 시상 피질 뉴런이 재활동하여 피질 활동이 재개되는 주기적인 패턴을 보인다.

돌발파는 갑자기 시작하여 빠르게 최대 진폭에 도달하고 갑자기 끝나는 뇌파를 말하며, 간질의 진단, 분류, 치료 효과 판정에 뇌파가 사용될 수 있다. 돌발파의 이상으로는 파형, 출현 방식, 출현 위치 등이 있다.

; 파형의 이상

: 극파, 예파, 극서파, 다극서파 등이 있다. 극파(spike)는 20~70msec 정도의 뾰족한 파형, 예파(sharp wave)는 70~200msec 정도의 진폭이 큰 뾰족한 파형이다. 극파와 서파가 결합된 극서파 복합(spike-and-slow-wave complex), 예파와 서파가 결합된 예서파 복합(sharp-and-slow-wave complex)도 있다. 다극 복합, 극서파 복합 등도 존재한다.

; 출현 방식

: 단발, 2~3개가 연달아 나타나는 군발(수 초 지속) 등이 있다. 지속적, 빈발, 산발(sporadic), 율동성(rhythmic), 다율동성, 비율동성, 주기성, 돌발성, 양측 동기성, 비동기성 등의 표현도 사용된다.

; 출현 위치

: 국소성, 반구성, 전반성 등이 있다. 광역성, 광범위성, 국재성, 일측성, 양측성, 대칭성, 비대칭성 등의 단어도 사용되며, 좌우 차이가 중요하다.

8. 1. 뇌전증 발작유사 활동

8. 2. 비뇌전증 발작유사 활동

9. 인공물 (Artifacts)

뇌전도(EEG)는 뇌 활동을 연구하는 데 매우 유용하지만, 측정된 신호는 인공물에 의해 오염되어 데이터 분석에 영향을 미칠 수 있다.^[93] 인공물은 뇌에서 발생하지 않는 측정 신호로, 데이터 분석에 영향을 준다. 인공물 제거를 위한 여러 알고리즘이 존재하지만, 이를 완벽하게 처리하는 방법은 아직 연구 과제로 남아 있다.^[93]

인공물은 기기 문제(결함 전극, 전선 잡음, 높은 전극 임피던스 등) 또는 생리적 현상(눈 깜빡임, 움직임, 심장/근육 활동)에서 발생한다. 생리적 인공물은 제거가 더 복잡하다.^[93]

이러한 인공물은 뇌전도 데이터 해석을 왜곡하고, 알츠하이머병이나 수면 장애 진단에 영향을 줄 수 있는 뇌 활동을 모방하기도 한다. 따라서 뇌전도 데이터에서 인공물 제거는 매우 중요하다.^[93]

9. 1. 생리적 인공물

• 눈 깜빡임 및 움직임: 눈은 각막(양전하)과 망막(음전하) 사이에 쌍극자를 형성하여 움직일 때마다 두피의 전기장에 영향을 준다. 눈꺼풀 움직임 역시 전압 변화를 유발한다.^[95] 과거 카파 리듬(또는 카파 파)이라고 불렸던 특징적인 눈꺼풀 떨림 인공물은 현재는 눈꺼풀 떨림 인공물이라고 불린다.^[96]
• 심장 활동: 심장 활동으로 인한 전위는 뇌파 검사에서 심전도 오류를 발생시킬 수 있다.^[98]
• 근육 활동: 신체 근육 움직임은 근원성 활동으로 인해 두피 전극에 기록된다. 이 인공물은 다양한 근육 그룹에서 발생하며, 성별, 근육 조직, 수축 정도에 따라 달라진다. 주파수 범위는 넓지만, 주로 20~300 Hz에 집중되어 감마 대역에 영향을 준다.^[97] 이갈이나 코골이도 뇌전도에 영향을 줄 수 있다.
• 혀 움직임: 혀의 기저부와 끝 부분 사이 전위차로 인해 발생하며, 특히 파킨슨병 및 떨림 질환에서 뇌전도를 오염시킬 수 있다.

9. 2. 환경적 인공물

9. 3. 인공물 제거

10. 뇌파 판독

뇌파 판독은 임상 신경생리학자나 신경과 전문의가 수행한다. 뇌파의 파형을 시각적으로 검사하여 정상 및 비정상 활동을 판별한다.^[1]

뇌파 판독에서 가장 중요한 것은 간질이며, 간질의 진단, 분류, 치료 효과 판정에 뇌파가 사용될 수 있다. 돌발파의 이상으로는 파형의 이상, 출현 방식, 출현 위치 등이 알려져 있다.^[1]

• 파형의 이상: 극파, 예파, 극서파, 다극서파 등이 있다.
• 극파(spike): 지속 시간 20~70msec 정도의 뾰족한 파형이다.
• 예파(sharp wave): 지속 시간 70~200msec 정도의 진폭이 큰 뾰족한 파이다.
• 극서파 복합(spike-and-slow-wave complex): 극파 하나에 서파 하나가 결합된 것이다.
• 예서파 복합(sharp-and-slow-wave complex): 예파 하나와 서파 하나가 결합된 것이다.
• 다극 복합, 극서파 복합 등도 존재한다.
• 출현 방식: 단발, 2~3개가 연달아 나타나는 군발(수 초 지속) 등이 알려져 있다. 지속적, 빈발, 산발(sporadic), 율동성(rhythmic), 다율동성, 비율동성, 주기성, 돌발성, 양측 동기성, 비동기성 등의 표현도 사용된다.
• 출현 위치: 국소성, 반구성, 전반성 등이 알려져 있다. 광역성, 광범위성, 국재성, 일측성, 양측성, 대칭성, 비대칭성 등의 단어도 사용된다. 좌우 차이에 주목하는 것이 중요하다.

• α파의 서파화: 기본 율동의 서파화는 많은 경우 뇌의 기능 저하를 나타낸다. 눈을 뜨거나 소리 자극을 가해도 α파의 출현이 좋지 않고 서파가 출현하는 경우에는 대뇌 피질의 기능 저하로 생각된다. 성인에서는 안정 시에 δ파가 출현하면 명백한 이상이며, θ파라도 뚜렷하게 눈에 띌 정도로 출현하면 경도의 이상이다.
• 이상 속파: 고진폭 속파가 기본 율동이 되는 경우가 있다. 약물성이 많지만, 내분비 질환 등에서도 일어날 수 있다.
• α파를 비롯한 정상 구성 성분의 이상: 국소성 진폭의 감소나 소실, 국소성의 진폭의 증가, 국소성의 서파화, 위상의 혼란 등이 인정되는 경우가 있다.
• 조직화 불량: 기본 율동의 주파수 변동은 1Hz 이내가 정상이며, 그것을 초과하면 뇌파는 불규칙하게 보인다. 이 때 조직화 불량이라고 한다.
• 국소성 서파: 반구성에 백질 또는 피질이 손상된 경우에는 지속성 다형성 δ 활동(PPDA)이 출현한다. PPDA는 국소성 뇌 병변의 마커이다.
• 광범위 서파: 광범위하게 출현하는 불규칙한 서파는 반구성의 백질 및 피질을 포함하는 큰 병변에서 관찰된다.
• 양측성 동기성 서파: 전두부 간헐성 율동성 δ 활동(FIRDA)에 대표되는 율동성 활동이 있다.
• 주기성 뇌파 패턴: PLEDs는 일측성으로 출현하는 고진폭 복합파이며, 단순 헤르페스 뇌염이나 중대한 급성 뇌혈관 장애에서 나타난다.

11. 경제성

저렴한 뇌전도(EEG) 장치는 연구 및 소비자 시장을 위해 개발되었다. 최근 몇몇 회사들은 의료 등급 뇌전도 기술을 소형화하여 일반 대중이 접근할 수 있는 버전을 만들었다.

12. 미래 연구

뇌전도(EEG)는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI), 신경 마케팅, 약물-뇌파도학 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

초기 뇌전도는 제2차 세계 대전 중 미국 육군 항공대가 발작 위험이 있는 조종사를 선별하는 데 사용되었고,^[116] 오늘날에는 발작 예측을 위해 간질 환자에게 사용된다. 신경 피드백은 뇌-컴퓨터 인터페이스의 기반 기술로도 시도되고 있다.^[117]

혼다는 뇌전도를 이용하여 운전자가 아시모 로봇을 제어할 수 있는 시스템을 개발하려 하고 있으며,^[118] 이는 결국 자동차에 통합하기를 희망하는 기술이다. 인도 마하라슈트라 주에서는 형사 재판의 증거로 뇌전도가 사용되기도 했으나,^[119][120] 뇌 전기 진동 신호 프로파일링(BEOS)이라는 뇌전도 기술의 신뢰성과 과학적 근거는 논란의 대상이다.^[121]

현재는 더 작고, 휴대하기 쉽고, 사용하기 쉬운 뇌전도 장치 개발이 활발히 진행 중이다. '웨어러블 뇌전도'는 저전력 무선 수집 전자 장치와 전도성 젤이 필요 없는 '건조' 전극을 만드는 것을 기반으로 한다.^[122] 웨어러블 뇌전도는 귀-뇌전도와 같이 간질과 같은 만성 질환의 진단에 획기적인 변화를 가져올 수 있다.^[123]

최근 연구에서는 머신 러닝과 뇌전도를 결합하여 조현병,^[125] 간질,^[126] 치매^[127]와 같은 다양한 질병을 인식하도록 훈련하는 연구도 진행 중이다.^[124]

브래드 가튼(Brad Garton)과 데이브 솔저(Dave Soldier)는 뇌전도 신호를 이용하여 즉흥 작곡을 하는 브레인웨이브 뮤직 프로젝트(Brainwave Music Project)를 진행했다. 앤 드루얀(Ann Druyan)의 뇌파는 보이저 골든 레코드에 포함되어 외계 지능에게 전달되기도 했다.

12. 1. 뇌-컴퓨터 인터페이스 (BCI)

12. 2. 신경 마케팅

12. 3. 약물-뇌파학

12. 4. 기타 연구

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