<머리말>
기하급수적으로 늘어난 인류의 지식은 모든 분야에서 방대합니다. 그러나 아직 우주와 뇌에 대한 지식에 대해서는 인류의 지식은 초보단계라고 합니다. 뇌파는 두피전극을 통해서 뇌에서 진동하는 전위를 기록합니다. 하나의 두피전극은 1억 개 내지 10억 개의 신경세포를 포함하는 조직 안의 시냅스에서 발생하는 활성을 기록합니다. 다수의 두피전극을 통해 기록하는 두피뇌파는 대뇌겉질의 넓은 부위의 역동적 기능을 반영합니다. 과학자들은 뇌파에 기록된 디지털자료를 분석하여 뇌에 대한 새로운 정보를 얻으려고 노력합니다.
사람에서 뇌파를 처음으로 기록한 사람은 Hans Berger (1873-1941)입니다. 그는 사람의 정신에너지를 관찰하고 싶어서 뇌파를 연구했습니다. 뇌파의 특성에 대한 그의 생각이 당시에는 비과학적으로 받아들여져서 인정도 받지 못했습니다. 1929년에 논문으로 발표한 알파리듬도 마찬가지였습니다. Adrian과 Mattews가 1934년에 사람에서 알파리듬을 확인하고 특성을 자세하게 밝힌 논문을 발표한 후에야 Berger의 업적이 인정을 받았습니다. 정신에너지 근원에 관심을 가지고 뇌파를 연구한 Berger의 생각은 당시에는 엉뚱하게 받아들여졌지만, 꼭 그런 것은 아닌 것 같습니다. 우리가 뇌파의 디지털자료를 분석하여 뇌과학을 연구해서 그의 생각을 현실로 만들어 주고 있는 것 같습니다.
임상에서는 질병을 진단할 때 뇌파는 보조적인 역할을 합니다. 이런 경우에는 뇌파를 잘못 판독하면 엉뚱한 진단을 하여 환자에게 큰 피해를 줄 수가 있습니다. 뇌파가 진단에 가장 도움이 되는 질환이 뇌전증입니다. 뇌전증의 진단에 뇌파에서 관찰되는 극파(spike)가 진단에 도움이 됩니다. 그러나 극파가 뇌파에서 발견된다고 모두 뇌전증은 아닙니다. 이런 고려가 없이 뇌파에서 관찰되는 극파를 보고 판단하여 뇌전증이라고 진단을 내리면 환자에게는 많은 피해가 발생합니다. 병이 없는 환자가 뇌전증이라는 만성질환을 가지고 있는 것으로 오인됩니다. 환자는 본인에게는 필요 없는 항뇌전증약을 처방을 받아서 장기간 복용하면서 비용을 부담하고 때로는 약의 부작용으로 고통을 받기도 합니다. 아직까지는 성숙하지 못한 사회적 편견 때문에 피해를 입기도 하고 사회생활에 지장을 받기도 합니다. 이러한 오류를 최소화하기 위해 의사들은 긴 시간의 수련과정을 거칩니다. 이 수련과정 동안 뇌파를 판독하는 훈련뿐 아니라 임상신경생리학에 대한 수련을 합니다. 이에 더해서 뇌파를 판독하는 의사는 뇌파뿐 아니라 임상적인 모든 측면에 대해서 제대로 훈련을 받아야 진단을 제대로 할 수 있습니다.
연구를 위해 뇌파를 적용할 때에는 다양한 학문 분야에서 활용할 수 있습니다. 더구나 두피뇌파는 방법적인 면에서 간편하고, 연구자들이 쉽게 접근할 수 있고, 뇌의 전반적인 기능을 파악하는 도구라는 장점들이 있습니다. 인지과학, 신경학, 생리학, 물리학, 공학, 수학, 컴퓨터와 같은 다양한 분야가 뇌파의 발전에 역할을 하고 있습니다. 이 책은 뇌과학, 심리학, 뇌공학, 응용생리학, 응용수학을 공부하는 학생들에게 뇌파를 이용한 연구에 한 걸음 다가갈 수 있는 지침서로서 역할을 하도록 구성하였습니다. 뇌파를 이용하여 연구를 하고 싶은데 뇌파를 임상적인 측면에서만 다루어 와서 연구를 선뜻 시작하지 못하는 의사들에게도 도움이 될 수 있을 것입니다.
연구를 위해 뇌파를 연구할 때에도 주의해야 할 점들이 있습니다. 뇌에서 발생하는 미세한 전위를 증폭하여 기록하는 것이 뇌파입니다. 그러나 뇌파를 기록할 때 머리 주위 신체에서 발생하는 잡파들과 주위 환경에서부터 나오는 잡파들이 뇌의 신호와 섞이는 것을 피할 수 없습니다. 뇌파를 분석하기 위해서는 기본적으로 이런 잡파들이 있는 부분을 피하거나 제거해야 합니다. 또한 뇌파의 신호도 각성의 정도에 따라서 파형이 다양하게 변하므로 뇌의 기능에 따른 뇌파의 변화도 고려하고 신호분석을 해야 합니다. 이러한 사항들은 임상에서도 뇌파를 판독할 때에도 기본이 되야 하지만, 연구를 위해 뇌파를 분석할 때에도 기본적으로 알아 두어야 합니다. 따라서 이 책의 내용에는 뇌파의 기본원리, 정상파, 잡파, 그리고 각성상태에 따른 뇌파변화에 대한 기본적 지식을 포함시켰습니다. 이 책의 1부는 뇌파분석을 위해 뇌파자료를 전처리를 할 때 필요한 기본적인 지식에 해당합니다. 임상에서만 중요한 점들을 빼고 연구를 할 때 필요한 내용들로 구성하여 장황하지 않게 구성하려고 하였습니다. 특히 임상뇌파를 전공하지 않은 연구자분들에게 도움이 되었으면 하는 부분입니다. 이 책의 2부에는 뇌파를 이용한 신호분석법에 대한 내용으로 실제 연구를 하는 과정에서 수시로 참고가 될 수 있는 부분으로 구성하였습니다. 제 3부에는 뇌파분석을 응용한 연구들을 소개하여 자신의 연구를 설계하는데 도움이 될 수 있는 부분으로 구성하였습니다.
이 책은 ‘대한뇌파연구회’라는 작은 연구 단체에서 마음과 머리를 모아 만들었습니다. 대한뇌파연구회는 뇌파분석을 통해 연구를 하고 싶어하는 신경과와 소아청소년과 선생님들이 모여 2003년도부터 활동하였습니다. 그 동안 공부를 하고 논문들도 만들어 왔지만, 이제는 소통도 필요하다고 느낀 것이 이 책을 시작했던 동기였습니다. 이 책은 두피뇌파에서 얻은 디지털자료를 연구에 응용하는 것에 대한 내용으로 이루어져 있습니다. 이 책을 쓰면서, 대한뇌파연구회는 뇌파의 순수과학적인 측면과 임상적인 측면 사이에 있는 틈을 채우고 싶었습니다. 뇌과학, 인지과학, 의학을 포함한 다양한 분야에서 연구하시는 분들께 이 책이 도움을 드렸으면 하는 바람입니다.
