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컴퓨터를 이용한 수면 뇌파 분석 : 스펙트럼, 비경향 변동, 동기화 분석 예시
Linear/Non-Linear Tools and Their Applications to Sleep EEG : Spectral, Detrended Fluctuation, and Synchrony Analyses 원문보기

수면·정신생리 = Sleep medicine and psychophysiology, v.15 no.1, 2008년, pp.5 - 11  

김종원 (시드니 대학교 물리학과 및 웨스트미드 병원 뇌동력학 연구소)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Sleep is an essential process maintaining the life cycle of the human. In parallel with physiological, cognitive, subjective, and behavioral changes that take place during the sleep, there are remarkable changes in the electroencephalogram (EEG) that reflect the underlying electro-physiological acti...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 장에서는 먼저, 일반적으로 널리 사용되는 시계열(time series) 분석 방법론을 간략하게 설명한 후, 그것들을 NPSG나 MSLT를 통해 기록된 뇌파에 적용한 예를 소개한다. 그리고, 그 결과를 토대로 수면장애 진단에 응용한 사례를 소개하려 한다.
  • 하지만, 잠시 눈을 돌려 타 학문 영역을 살펴보면, 컴퓨터 등 첨단 과학 기술 및 수학 등 기초 과학의 비약적인 발전으로 이러한 방대한 양의 자료를 분석할 수 있는 방법론은 이미 많이 개발되어있다. 본 논문에서는 타 학문 영역에서 개발된 다양한 방법론을 소개한 후, 그것들을 실제 뇌파에 적용하고 나아가 수면장애 진단에 이용할 수 있는 가능성에 대해 논의하려 한다.
  • 가령 수면 뇌파를 예로 들어보면, 하룻밤 수면 동안, 약 10억개의 자료가 모아지나, 그 자료가 실제 임상에 주로 이용되는 것은 수면 단계 분류를 위한 기준을 제공하는 것만이 주된 사용처였다. 이에 본 논문에서는, 수학 등 기초 과학 분야에서 오랫동안 개발되어 왔던 시계열 자료 분석 도구들을 NPSG나 MSLT를 통해 기록된 뇌파에 적용하여, 뇌파 분석을 통해 수면단계 분석과 수면장애 또는 수면 관련 현상들을 직접적으로 분석하는 방법론에 대해 기술하였다. 이러한 결과는 의학의 발전이 타 학문 분야와의 활발한 교류를 통해, 그 분야의 성과를 의학 혹은 의공학 분야에 접목함으로써 한층 더 진일보할 수 있음을 시사한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수면 중 생리 변화 가운데 뇌 활동은 무엇을 통해서 뇌전도 시계열로 기록되는가? 수면은 생명 유지에 필수적인 현상이며, 신경계를 비롯한 여러가지 신체 기관들에서 생리 변화가 활발하게 일어나는 과정이다. 수면 중 생리 변화 가운데 뇌 활동은, 야간 수면다원검사(nocturnal polysomnography, NPSG)나 주간 입면시간반복검사(multple sleep latency tests, MSLT) 등을 통해서, 뇌전도 시계열(혹은 뇌파, electroencepha-logram, EEG)로 기록된다. 뇌파는 뇌의 전기적 생리 활동을 정량화한 수치로(1), 일반적으로 두피에 전극을 부착하여 측정한다.
뇌파 측정을 위해 두피에 전극을 부착하여 측정하는 방법의 장점은? 뇌파는 뇌의 전기적 생리 활동을 정량화한 수치로(1), 일반적으로 두피에 전극을 부착하여 측정한다. 이 방법은 인체에 손상을 주지 않으면서 비침 습적(non-invasive)으로 비교적 쉽게 측정할 수 있고, 짧은 시간 동안 변화하는 뇌 활동을 세밀하게 분석할 수 있는 시간 분해능(time resolution)이 크고, 측정 비용이 저렴한 장점이 있다(2). 하지만, 비침습적 방식의 특성 상, 뇌내부에서 발생한 전기적 활동을 직접 측정하는 것이 아니 라, 두피로 전파된 변화를 측정하는 간접 측정 방식이라는 점과 아울러 특정된 한 부위의 변화 뿐만 아니라, 다른 부위에서 발생한 활동에 의한 간섭 영향까지 함께 측정된다는 단점들도 존재한다.
수면이란 어떤 과정인가? 수면은 생명 유지에 필수적인 현상이며, 신경계를 비롯한 여러가지 신체 기관들에서 생리 변화가 활발하게 일어나는 과정이다. 수면 중 생리 변화 가운데 뇌 활동은, 야간 수면다원검사(nocturnal polysomnography, NPSG)나 주간 입면시간반복검사(multple sleep latency tests, MSLT) 등을 통해서, 뇌전도 시계열(혹은 뇌파, electroencepha-logram, EEG)로 기록된다.
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