[EEG/BCI] 4. 뇌전도(EEG)와 P300

https://www.psypost.org/2019/08/mindfulness-meditation-alters-neurophysiological-characteristics-that-are-linked-to-anxiety-and-depression-54236

뇌파? 뇌전도?

TV나 각종 매체를 통해서 뇌파라는 말을 보았을 텐데요. 뇌파의 뜻은 뇌의 파동이며, 이것은 뇌에서 발생하는 전기의 흐름이라고 보시면 됩니다. 또한 이 전기의 흐름은 신경계 중에서도 '뇌신경' 사이에서 신호가 전달할때 발생하게 되게 되어있습니다.

5개의 파장

뇌에서는 아래 다섯 종류의 파장을 띄고 있으며, 각각의 특징을 지니고 있습니다. 파장들은 신체의 상태에따라 다양한 형태로 발산하며, 발산된 파장을 이용하여 다양한 응용프로그램에 활용을 하게 됩니다. 이 부분이 BCI를 구성하는데 핵심기술인듯 하네요.

1) 감마파
2) 베타파
3) 알파파
4) 세타파
5) 델타파

보다 자세한 설명을 돕기 위해서 뉴스의 내용을 스크랩하였습니다. (출처: 뇌파로 사람의 마음을 읽다)

뇌파의 주파수에 따라 델타(δ)파, 세타(θ)파, 알파(α)파, 베타(β)파, 감마(g)파 5종류로 구분한다.

델타파는 주파수 0.2~4Hz로 1초 동안 0.2~4번 진동하여 5종류의 뇌파 중 가장 적게 진동한다. 델타파는 아주 깊은 수면이나 깊은 명상, 또는 의식 불명 상태일 때 나타난다. 만약 깨어 있는 사람에게서 평균보다 델타파가 많이 나타난다면 대뇌피질 부위에 악성 종양이 있을 수 있다.

세타파는 주파수 4~8Hz로 초당 4~8번 정도 진동한다. 창의적인 생각이 일어나는 순간이나 정서 안정 또는 잠에 빠져드는 과정에서 주로 나타난다. 성인보다는 어린이에게 더 많이 나타나며 명상하는 동안에도 나타난다.

알파파는 주파수 4~8Hz로 초당 8~13회 정도 진동한다. 마음이 편안하고 안정 상태에 있을 때 나타나는 뇌파이다. 특히 눈을 감고 편안한 상태에 있을 때 안정된 알파파가 나타난다. 알파파는 눈을 뜨면 약해지고 감으면 강해지기 때문에 뇌의 시각 영역과 연결된다고 추측된다. 또한, 유아나 노인의 경우에는 알파파의 주파수가 8~9Hz로 비교적 느린 진동을 나타낸다.

베타파는 주파수 13~30Hz로 초당 13~30번 정도 진동한다. 대체로 눈을 뜨고 생각하고 활동하는 동안 나타나는 뇌파이다. 특히, 불안하거나 긴장한 상태, 복잡한 계산을 처리할 때에 자주 나타난다. 생각이 많거나 걱정을 할 때도 나타난다.

마지막으로 감마파는 초당 40회 정도로 가장 빠르게 진동한다. 초조한 상태이거나 깊은 주의집중이 이뤄질 때 잘 나타난다.

흥미로운 신호 P300

앞서 말한 5개의 파장외에도 눈여겨볼 부분은 유별전위 중 하나인 P300입니다. 흥미로운 것은 이 전위는 외부에서 자극이 주어지고 뇌에서 300ms만에 발생이 되는데요. 해당 전위의 이름또한 300ms에서 착안하여 P300이라고 명명하였다고 하네요.

 

이 신호는 거짓말을 하기도 전에 뇌에서 발생하는 신호이기 때문에 사람의 정확한 의사를 도출할때 활용이 되는듯 하네요.  이를 활용해서 다양한 분야에 활용을 하고 연구가 진행중인데 BCI를 공부중인 저에게는 관심이 갈 수 밖에 없는 분야인듯합니다!

* P300  활용사례
   1) 거짓말 탐지기 (관련링크)
   2) 뇌파를 이용한 보안 (관련링크)