Curry7을 이용한 뇌파분석법(1): reference & baseline correction

지난 게시글에서는 Curry 7을 이용한 뇌파 전처리의 개요와 폴더 구조에 대해서 설명을 드렸습니다. 이제 뇌파를 통계 분석하기 위해 거쳐야 하는 첫 절차부터 다뤄보도록 하겠습니다.

파일 로드

1. 뇌파를 분석하려면 우선 뇌파 신호가 기록되어 있는 파일(raw data)을 로드해야 합니다. [File]-[Open]을 순서대로 클릭하고 나서 분석하고자 하는 파일을 선택해주시면 됩니다.

Curry 7 UI

참조(Referencing) 개요

1. 뇌파의 전위(voltage)는 절대적이지 않습니다. 다시 말해, 즉 참조전극의 값을 기준으로 해서 음과 양의 전위값이 정해집니다.
2. Neuroscan에서 제공하는 32채널 Quik-cap에서는 양쪽 귀 뒤의 유양돌기(mastoid)가 참조전극이며, 64 채널 Quik-cap에서는 중앙 두정부 전극 근처에 참조전극이 부착되어 있습니다.
3. Curry7에서는 파일을 로드했을 때 전위의 기준값을 common average reference (CAR)을 이용해서 계산합니다. 이 방법을 아주 단순하게 설명드리면 64개의 채널에서 기록된 뇌파 신호를 모두 고려하는 것입니다.
4. 하지만 잡음이 제거되지 않은 뇌파에 대해 CAR 방식으로 기준을 정하면 잘못된 결과를 산출할 수 있습니다. 그래서 참조를 CAR이 아닌, 다른 전극으로 재설정하고 진행합니다(재참조, re-referencing).

재참조 하는 법

1. 연구 목적에 따라 다르겠지만, 저희 연구에서는 M1(좌측 유양돌기)과 M2(우측 유양돌기)의 평균신호를 재참조합니다. 
2. 이는 [Channel Groups/Referencing]을 한번 클릭한 후 아래 그림에서 빨갛게 표시된 영역의 값을 바꿔주면 됩니다. 화살표(▶)를 클릭한 후 나오는 창에서 컨트롤키를 누른 채로 M1과 M2를 클릭해도 됩니다.

Channel Groups/Referencing.

기준선 교정하는 법

1. 뇌파를 기록하고 나면 측정 전극마다  기준값(0)이 달라지는 현상이 있습니다.
2. 기준선 교정은 채널별로 baseline의 평균값을 빼줌으로써 이런 문제를 교정하는 절차입니다.
3. 특별하게 어려운 것은 없고 Baseline/Bad Blocks를 한번 클릭한 후 Constant에 체크를 해주시면 됩니다. 아래 그림에서 기준선 교정 후 전위값이 변한 것을 확인해주세요(2295 → -8)

Baseline/Bad Blocks.

마치며

  Curry7을 이용하여 뇌파의 전처리 중 첫 단계인 재참조와 기준선 교정에 대해 다뤘습니다. 여기까지는 정말 손댈 부분이 없어서 크게 어렵지 않으리라 생각됩니다. 다음에 다룰 잡음 구간 제거가 정말 중요한 파트입니다. "쓰레기가 들어가면 쓰레기가 나온다"는 말이 있듯이, 실험과 관련없는 요소들을 제거하는게 정말 중요한 절차이기 떄문입니다. 이 과정에서 수많은 참가자들의 자료를 버리기도 합니다. 

  이런 불상사를 방지하기 위해서는 처음부터 자료를 제대로 수집하는게 중요합니다. 참가자들에게 실험에 대해 충분히 설명하고 이들이 의욕을 갖고 실험을 진행할 수 있도록 북돋워줄 필요가 있습니다. 졸음을 방지하고, 지시를 성실하게 이행하도록 유도해야 하죠. 수백명의 자료를 분석해서 얻은 결론은 아이러니하게도 뇌파 자료를 잘 처리하는 법"을 찾는 것보다 과제 설계를 잘 하는 법"이 더 중요하다는 것입니다.