The Changes of EEG Nonlinear Parameter in Sleep and Wakefulness States

오늘날 수면의학 분야에서 널리 사용되는 수면기( s l e e p stage) 구분은 1 9 6 8년도에 뇌파(EEG), 안전도( E O G ) , 근전도( E M G )를 중심으로 정리된 기준으로서 이 기준에 의 해 각성-수면 상태를 각성-수면1기-수면2기-수면3기-수면4 기R E M수면으로 구분한다. , 2 이 기준에 따른 구분은 어느 정도의 생리적 상태를 반영하기도 하고 기초 수면의학 연구 와 임상 수면장애 진료에 도움을 주지만 이것은 수면의 각 상태를 눈에 보이는 뇌파 파형에 따라 분류하고 이름짓고 정 리하는 것이고, 뇌에서 일어나는 생리적 상태와 의미를 직접 적으로 반영하는 구분은 아니다. Coenen은 의식과 신경계 에 대한 고찰에서 이러한 측면을 고려하여 각기 다른 의식 상태를 생리적으로 반영할 수 있는 지표로서 카오스-비선형 지수인 상관차원(correlation dimension)을 설명하였다. 이러한 설명은 1 9 8 0년대 후반부터 이루어지고 있는 뇌파에 대한 카오스-비선형 이론 도입과 1 9 9 0년대의 수면 상태에 대한 비선형적 이해 연구 등에 기반을 두고 있다. 기존의 생리상태 분석은 기록된 뇌파 파형의 시각적 모양에 근거하 고 있는데 반하여 비선형 지수 분석은 물리량 이론에 근거한 의미가 내포된 변수를 통해 상태를 해석한다는 차이가 있다. 즉, 기존 방법으로는 두 상태가 다르다고 말할 수 있으나 엔 트로피, 상호 정보량 등의 물리량을 적용한 방법을 도입하면 한 상태가 다른 상태보다 더 ‘어떠하다’는 해석이 가능하고 이용된 이론에 따라 ‘어떠한’ 성질을 다양하게 분석할 수 있 다. 본 연구에서는 각성 상태, 수면상태에 대한 뇌파 시계열 을 분석하여 카오스-비선형 지수의 하나이고 해당 계의 카오 스 정도를 표현하는 최대 리야푸노프 지수( L a r g e s t Lyapunov Exponent, LLE)를 뇌파 상태별로 구하여 각 상태의 신경생리적 특성을 알아보았다.