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과학 데이터 10권, 기사 번호: 554(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

이 연구에서는 기능적 자기 영상(fMRI)과 뇌파 검사(EEG)를 결합하여 이 두 가지 영상 방식에서 인간의 뇌 기능을 이해하기 위한 리소스로 사용하는 데이터 세트를 제시합니다. 데이터세트는 동시에 수집된 영상 데이터에 대한 전처리 방법을 최적화하는 데에도 사용될 수 있습니다. 데이터 세트에는 다양한 시각적 및 자연적 자극에 걸쳐 22명의 개인(연령: 23~51세)으로부터 동시에 수집된 녹음이 포함되어 있습니다. 또한 이러한 신경영상 데이터와 함께 생리학적, 안구 추적, 심전도, 인지 및 행동 데이터도 수집되었습니다. 시각적 작업에는 MRI 스캐너(EEG 전용) 외부와 내부에서 수집된 깜박이는 체커보드와 동시 EEG-fMRI 녹음이 포함됩니다. 동시 녹음에는 휴식, 시각적 패러다임 Inscapes 및 자연주의적 자극을 나타내는 여러 개의 짧은 비디오 영화가 포함됩니다. 원시 및 전처리된 데이터를 공개적으로 다운로드할 수 있습니다. 우리는 인간 두뇌에 대한 발견과 이해의 기회를 늘리고 전기적 두뇌 활동과 혈중 산소 수준 의존(bold) 신호 사이의 상관 관계를 평가하기 위해 공개 액세스 데이터를 제공하려는 노력의 일환으로 이 데이터 세트를 제시합니다.

뇌파검사(EEG)와 기능적 자기공명영상(fMRI) 데이터를 동시에 수집하는 것은 fMRI의 높은 공간 해상도와 EEG의 높은 시간 해상도를 결합한 매력적인 이미징 접근 방식입니다. 양식을 결합하면 연구자는 단일 이미징 양식의 한계를 극복하면서 공간적 및 시간적 정보를 통합할 수 있습니다1,2. 그럼에도 불구하고, 다중 모드 데이터를 동시에 수집하려면 특정 전문 지식이 필요하며, 연구자는 데이터를 성공적으로 수집하기 위해 다양한 기술적 과제를 극복해야 합니다. 이러한 문제는 연구 커뮤니티에서의 광범위한 사용을 제한할 수 있습니다.

영상 양식을 동시에 수집할 때 직면하게 되는 몇 가지 기술적 과제가 있습니다. EEG의 주요 과제는 기록된 신호에 영향을 미치는 다양한 소음원 때문입니다. 그라데이션 아티팩트는 fMRI 획득 중 자기장 그라데이션으로 인해 발생하는 동시 녹음에서 노이즈의 가장 중요한 소스로, 이는 EEG 전극3에 전류를 유도합니다. 또 다른 소음원은 심장주기4,5에서 혈액의 탄도력을 포착하는 탄도심전도(BCG) 신호입니다. BCG 인공물은 EEG 전극의 움직임을 유발하고 전압을 생성하는 두피 동맥의 맥동으로 인해 발생합니다. BCG 인공물은 강한 자기장에서 더 뚜렷하고 자기장 강도에 따라 증가합니다6. 그라데이션 및 BCG 인공물 외에도 다른 소음원에는 MRI 헬륨 압축기7, 눈 깜박임8, 머리 움직임 및 호흡 인공물9이 포함됩니다. 또한 fMRI 데이터를 수집하는 동안 주요 문제 중 하나는 스캐너에 EEG 캡을 착용하는 동안 환자의 불편함이며 이로 인해 머리 움직임이 증가할 수 있습니다. 마찬가지로 두 데이터 세트를 수집하기 위한 준비 시간도 참가자의 부담을 증가시킬 수 있습니다. fMRI와 EEG를 동시에 수집하려면 다양한 기술적 과제를 극복해야 하지만 이러한 피할 수 없는 아티팩트를 극복하고 보다 깨끗한 신호를 생성하려면 고급 전처리 기술도 필요합니다. 이 논문에서는 데이터 품질을 개선하기 위한 전략을 포함하여 동시 EEG-fMRI를 기록할 때 직면하는 다양한 기술적 문제를 어떻게 해결했는지 자세히 설명합니다.

이 데이터 세트의 경우 참가자가 수행하는 대부분의 작업은 자연주의적인 보기 작업입니다. 자연주의적 자극은 작업 기반 자극보다 더 복잡하고 역동적인 것으로 간주되는 패러다임을 나타냅니다. 자연주의적 시청은 보다 생리학적으로 관련된 조건을 제공하고 실제 뇌 반응에 더 가깝게 생성됩니다. 자연주의적 자극은 또한 내러티브 구조를 포함하고 실제 경험을 반영하는 맥락을 제공합니다14,15. 더욱이, 영화는 높은 주제 간 상관관계와 신뢰성16,17을 갖고, 피험자의 주의를 끌고, 모션 및 각성19과 관련된 규정 준수를 향상시키는 것으로 나타났습니다. 자연주의 영화는 다중 모드 데이터 세트에 대한 이상적인 자극이기도 하며 레벨20,21 및 종22에 걸쳐 반응을 연결하는 데 유용할 수 있습니다.