집중력과 뇌파
우선 뇌파란 뇌파(EEG;Electroencephalogram)는 뇌의 전기적인 활동을 머리 표면에 부착한 전극을 이용하여 측정한 전기신호다.
이렇게 발생한 뇌파는 매우 복잡한 패턴으로 진동하는 파형형태로 보인다. 따라서 뇌파 파형 그대로를 시각적으로 관찰하는 것은 그다지 유용하지 않다. 흔히 뇌파를 관찰할 때 주파수에 따라 분류하는 파워 스펙트럼 분석을 이용하는데, 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. 즉, 전극을 이용하여 나온 파형은 주파수가 여러 가지 섞여 있는 파로 보고, 각 주파수를 분리해서 진단에 이용한다.
일반적으로 뇌파는 진동하는 주파수의 범위에 따라 인위적으로 델타 -δ파(0.2 ~ 3.99 Hz), 쎄타 -θ파(4 ~ 7.99 Hz), 알파 -α파(8 ~ 12.99 Hz), 베타 -β파(13 ~ 29.99 Hz), 감마- g파(30~50 Hz)로 구분하여 부른다.
델타파는 주로 정상인의 깊은 수면 시나 신생아의 경우 두드러지게 나타난다. 만약 깨어 있는 사람에게서 델타파가 평균범위보다 매우 많이 나타난다면 대뇌피질부위의 악성 종양 또는 마취, 혼수 상태관련 질병일 수 있다. 만약 건강한 정상인의 경우인데도 델타파가 두드러진다면 뇌파 측정 시 눈을 깜박이거나 몸을 심하게 움직인 경우가 대부분이다. 이러한 눈움직임이나 몸움직임에 의해 발생하는 잡음(artifact)의 주파수 영역은 델타파 주파수 영역과 거의 일치하므로 마치 델타파가 증가한 것처럼 보일 수 있다. 따라서 보통 장시간 뇌파 측정실험을 할 경우엔 눈움직임과 몸움직임이 필수적으로 발생하므로 보통 델타파의 파워증감은 분석요소로 고려하지 않는다.
쎄타파는 정서안정 또는 수면으로 이어지는 과정에서 주로 나타나는 파로 성인보다는 어린이에게 더 많이 나타난다. 쎄타파는 기억력, 초능력, 창의력, 집중력, 불안해소 등 많은 다양한 상태와 관련되어 있다고 보고되고는 있으나, 연구자들마다 실험프로토콜과 피험자 특성이 조금씩 달라 각 대뇌피질 부위별 증감의 방향이 일치하지는 않는 등 아직은 표준화된 결과들이 다소 부족한 상태이다.
알파파는 긴장이완과 같은 편안한 상태에서 주로 나타나며, 안정되고 편안한 상태 일수록 진폭이 증가한다. 일반적으로 규칙적인 파동의 형태로 연속적으로 나타나며, 두정부와 후두부에서 가장 크게 기록되고 전두부에 가장 작게 나타나는 특성이 있다. 특히 안정된 알파파가 나타나는 때는 눈을 감고 진정한 상태에 있을 때이며, 눈을 뜨고 물체를 주시하거나 정신적으로 흥분하게 되면 알파파는 억제된다. 이 현상을 ‘알파 저지’라고 하며, 알파파는 뇌의 발달과 밀접한 관계가 있고 유아기에는 4 ~ 6Hz에서 측정되나, 그 후 나이가 들수록 주파수도 증가하여 20세 정도 성인의 값에 이르게 된다.
베타파는 주로 전두부에서 많이 나타나며, 깨어 있을 때, 말할 때와 같이 모든 의식적인 활동을 할 때 나타난다. 특히, 불안한 상태나 긴장 시, 복잡한 계산처리 시에 우세하게 나타나기도 한다. 베타파를 주파수에 따라서 SMR(낮은베타파), M Beta(중간베타파), H Beta(높은 베타파)로 세분 하는 경우도 있다.
감마파는 베타파보다 더 빠르게 진동하는 형태로 정서적으로 더욱 초조한 상태이거나 추리, 판단등의 고도의 인지정보처리와 관련이 깊다고 보고되고 있다.
구산한의원에서 사용하는 집중력을 검사하는 기계에서 집중력의 신경생리학적인 지표는
Power Ratio of (SMR + M Beta) / Theta 로 나타낸다.
여기서
1) SMR파는 low 베타파로 12~15Hz 영역의 파이며, 신체의 움직임이 없는 운동 감각피질의 활동을 최소화한 상태에서 주의를 기울이는 비교적 단순한 과제를 수행할 때 우세해지는 파임
2) M Beta파는 middle 베타파로 15~20Hz 영역이며, 계산이나 암산과 같이 한가지 주제에 집중하면서 정신 부하가 동반되는 사고 활동을 수행할 경우에 우세해짐
3) Theta파는 4~8 Hz 영역의 파로 졸리거나 깊은 명상 같이 정신이 이완된 경우에 우세한 파형이다.
