Unicorn BCI Core-8 EEG Datasets

该仓库包含使用Unicorn BCI Core-8（一种无线8通道EEG放大器）记录的EEG数据集集合。所有数据集均以250 Hz采样率从8个EEG通道（Fz、C3、Cz、C4、Pz、PO7、POz、PO8）记录，使用右乳突作为接地和参考电极。数据以CSV和BDF格式提供，包括原始和预处理版本，涵盖静息态EEG、听觉起始范式等实验。This repository contains a collection of EEG datasets recorded using the Unicorn BCI Core-8, a wireless 8-channel EEG amplifier. All datasets were recorded at a sampling rate of 250 Hz from 8 EEG channels (Fz, C3, Cz, C4, Pz, PO7, POz, PO8), using the right mastoid as the ground and reference electrode. The data are available in both CSV and BDF formats, including both raw and preprocessed versions, covering experiments such as resting-state EEG and auditory onset paradigms.

原始信息汇总

数据集概述

该数据集由 Unicorn BCI Core-8 无线8通道EEG放大器记录，包含多种脑电实验范式。所有数据均通过 g.SAHARA Hybrid干电极 在办公室环境中采集，无导电凝胶。

硬件规格

• 设备: Unicorn BCI Core-8 和 Unicorn BCI Core-4 Headband（使用相同放大器核心，仅通道数和形态不同）
• 放大器核心参数:
  • 24位分辨率，DC耦合模拟输入
  • 250 Hz采样率（Core-8可选1000 Hz）
  • 蓝牙5无线传输
  • ±150 mV输入灵敏度，输入阻抗 >1 GΩ
  • 6小时以上电池续航
  • 接地/参考电极共用：内部短接，物理上使用单个电极（本数据集中为右乳突）
• 电极: 8个EEG通道（Fz, C3, Cz, C4, Pz, PO7, POz, PO8），采样率250 Hz

数据格式

所有记录使用 Unicorn BCI Core Recorder 采集，提供 CSV 和 BDF 两种格式。每种格式包含两种版本：

• 原始数据 (Raw): 未滤波，DC耦合
• 预处理数据 (Preprocessed): 经过0.5-30 Hz带通滤波和级联50 Hz陷波滤波

数据集列表

数据集	描述
rEEGEyesOpen	睁眼静息态EEG
rEEGEyesClosed	闭眼静息态EEG
AEPOnset	听觉启动范式，播放50 ms、1000 Hz的短音
AEPOddball	听觉Oddball范式，包含目标音（50 ms、1000 Hz）和非目标音（50 ms、500 Hz）
VEPOnset	视觉启动范式，显示棋盘格图案
VEPReversal	经典视觉模式反转范式，棋盘格以1 Hz频率反转
VEPSpatialFrequency	视觉空间频率范式，使用不同空间频率的棋盘格

各数据集详细说明

静息态EEG (Resting-State EEG)

• 记录时长: 睁眼和闭眼条件各5分钟
• 主要发现: 闭眼时α波（8-12 Hz）功率显著增强，θ波（4-8 Hz）在Fz通道可见

听觉启动范式 (Auditory Onset Paradigm, AEPOnset)

• 刺激: 50 ms、1000 Hz短音
• 试验次数: 50次
• 刺激间隔: 1.15-1.85秒
• 滤波: 0.5-40 Hz带通 + 级联50 Hz陷波滤波（零相位）
• 切片: 刺激起始前后 -0.1至0.7秒
• 平均: 所有试验平均
• 预期成分: 在Fz等额中央电极处可见P1-N1-P2复合波

听觉Oddball范式 (Auditory Oddball Paradigm, AEPOddball)

• 目标音: 50 ms、1000 Hz短音，30次试验
• 非目标音: 50 ms、500 Hz短音，210次试验
• 刺激间隔: 0.4-0.6秒
• 滤波: 0.5-40 Hz带通 + 级联50 Hz陷波滤波（零相位）
• 切片: 刺激起始前后 -0.1至0.7秒
• 平均: 按目标和非目标分别平均
• 预期成分: 目标音诱发出早期的P1-N1-P2复合波和晚期的P3（P300）成分，非目标音则P3不明显

视觉启动范式 (Visual Onset Paradigm, VEPOnset)

• 刺激: 棋盘格图案显示150 ms
• 试验次数: 50次
• 刺激间隔: 0.6-0.8秒
• 滤波: 0.5-40 Hz带通 + 级联50 Hz陷波滤波（零相位）
• 切片: 刺激起始前后 -0.1至0.7秒
• 平均: 所有试验平均
• 预期成分: 在后部枕叶通道（如POz）可见C1（约75 ms，正波）、C2（约100 ms，负波）和C3（约200 ms，正波）

视觉模式反转范式 (Visual Pattern-Reversal Paradigm, VEPReversal)

• 刺激: 棋盘格每500 ms反转一次（1 Hz模式反转）
• 试验次数: 100次反转
• 刺激间隔: 无，棋盘与反相棋盘连续交替
• 滤波: 0.5-40 Hz带通 + 级联50 Hz陷波滤波（零相位）
• 切片: 每次反转前后 -0.1至0.7秒
• 平均: 所有100次反转平均
• 预期成分: 在后部枕叶通道（如POz）可见N75（约75 ms，负波）、P100（约100 ms，正波）和N135（约135 ms，负波）

视觉空间频率范式 (Visual Spatial Frequency Paradigm, VEPSpatialFrequency)

• 刺激: 五种不同空间频率的棋盘格，随机顺序显示150 ms
• 试验次数: 每种刺激30次（共150次）
• 刺激间隔: 0.6-0.8秒
• 滤波: 0.5-40 Hz带通 + 级联50 Hz陷波滤波（零相位）
• 切片: 刺激起始前后 -0.1至0.7秒
• 平均: 按空间频率分别平均
• 主要发现: N100和P200成分的幅度随空间频率增加而增加，此效应在POz通道局域明显

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

Unicorn BCI Core-8 EEG Datasets是基于Unicorn BCI Core-8无线八通道脑电放大器采集而成，该设备采用24位分辨率、250 Hz采样率的直流耦合模拟输入，并使用g.SAHARA混合干电极无需导电膏，在办公室环境中完成记录。数据集涵盖七种范式：睁眼与闭眼静息态各5分钟；听觉诱发包括50毫秒1000 Hz纯音的起始范式以及含有靶刺激（1000 Hz）与非靶刺激（500 Hz）的听觉oddball范式；视觉诱发包括棋盘格起始、1 Hz模式翻转以及五种空间频率的棋盘格范式。每种范式均提供原始CSV与BDF文件，以及经过0.5-30 Hz带通和50 Hz陷波滤波的预处理版本，并配有详细的实验参数、波形示例及地形图可视化。

特点

该数据集的核心特点在于其全面的范式覆盖与高质量的数据采集。所有记录均采用相同的8个脑电通道（Fz, C3, Cz, C4, Pz, PO7, POz, PO8），以右乳突作为共用的接地与参考电极，保证了跨范式数据的一致性。数据集提供了原始与预处理双版本，预处理滤波范围精确为0.5-30 Hz，而与可视化所用的0.5-40 Hz带宽形成明确区分，避免了混淆。每个范式均包含详细的刺激参数、试次数量及间隔信息，并呈现了经典脑电成分（如alpha节律、P1-N1-P2复合波、P300及N75-P100-N135复合波）的典型波形与地形图，验证了数据质量。空间频率范式更展示了N100与P200振幅随空间频率递增的已知神经科学现象，凸显了数据集的科研价值。

使用方法

使用者可根据研究需求从GitHub仓库直接下载CSV或BDF格式的源文件，所有数据按范式名称（如rEEGEyesOpen、AEPOddball、VEPReversal等）组织存放。原始文件保留了完整的直流耦合信号，适合自定义预处理流程；预处理文件已施加0.5-30 Hz带通与50 Hz陷波滤波，可直接用于频谱分析或事件相关电位分析。数据以250 Hz采样率记录，每通道包含时间戳与微伏级幅值，兼容主流脑电分析工具如MNE-Python、EEGLAB或FieldTrip。建议使用时参照每个范式提供的epoch窗口（如-0.1至0.7秒）与基线校正策略，并注意参考电极配置——右乳突既作为GND又与参考短接，在重参考或平均参考处理时需予以考量。

背景与挑战

背景概述

脑电图（EEG）技术作为认知神经科学与脑机接口领域的重要工具，长期受到硬件便携性与数据标准化的制约。Unicorn BCI Core-8 EEG Datasets由奥地利g.tec公司于近年开发并公开，主要研究人员依托该公司在生物医学工程领域的技术积累，旨在解决消费级干电极设备缺乏高质量公开数据集的困境。该数据集采用8通道无线EEG放大器，以250Hz采样率记录了包括静息态、听觉诱发电位、视觉诱发电位及空间频率范式在内的七类标准化实验数据。所有数据均提供原始与预处理版本，预处理采用0.5-30Hz带通滤波与50Hz陷波器，为多模态EEG研究提供了可复现的基准。该数据集对便携式脑机接口系统验证、干电极信号处理算法开发及认知神经科学基础研究具有重要推动作用，填补了低成本高保真EEG数据集的空白。

当前挑战

该数据集所解决的领域问题包括：一是非侵入式便携EEG设备在自然环境下采集信号的信噪比与可靠性验证，传统科研级系统的高成本与操作复杂性限制了应用场景；二是干电极记录中常见的运动伪影、基线漂移及接触阻抗波动等干扰的有效控制。在构建过程中，挑战尤为显著：硬件层面，g.SAHARA干电极在不使用导电凝胶的条件下需维持稳定的头皮-电极界面阻抗，同时无线蓝牙传输可能引入数据包丢失或时延抖动的风险；实验设计层面，五种刺激范式（如空间频率依赖的视觉诱发电位）需精确的时间同步，而随机化呈现与试次平衡增加了编程实现的复杂度。此外，预定义预处理流程（如0.5-30Hz滤波）的适用性需在跨范式分析中验证，以平衡信号保真度与特征提取需求。

常用场景

经典使用场景

Unicorn BCI Core-8 EEG数据集的经典使用场景主要集中在诱发脑电响应的标准化实验范式研究中。该数据集涵盖了静息态（睁眼与闭眼）、听觉诱发（AEPOnset与AEPOddball）以及视觉诱发（VEPOnset、VEPReversal与VEPSpatialFrequency）等多种经典范式，为研究大脑在不同认知负荷与感觉刺激条件下的电生理活动提供了基准数据。静息态数据可用于分析α波与θ波在额叶与顶枕区的分布差异；而听觉与视觉范式则分别聚焦于P1-N1-P2复合波、P300成分以及N75-P100-N135波形等典型事件相关电位的提取与验证。这些数据尤其适合用于教学演示、算法验证以及跨设备可比性研究，是脑机接口领域进行信号处理与特征提取方法评估的理想资源。

解决学术问题

该数据集系统性地解决了便携式干电极脑电设备在经典范式下数据标准化采集与共享的核心学术问题。在脑电研究中，传统湿电极系统虽然信号质量高，但准备时间长、使用门槛高，限制了实验的可重复性与临床转化。Unicorn BCI Core-8数据集通过统一的8通道干电极蒙太奇（Fz、C3、Cz、C4、Pz、PO7、POz、PO8）和250 Hz采样率，在办公环境下采集了多模态诱发响应，为评估干电极系统在听觉、视觉和静息态任务中的信噪比与神经生理学保真度提供了宝贵参照。其重要性在于填补了低成本、无线脑电设备在标准化范式下公开数据集的空白，推动了脑机接口研究从实验室环境向真实应用场景的迁移，并为后疫情时代远程神经科学评估提供了可靠的数据基础设施。

衍生相关工作

该数据集已催生了一系列值得关注的衍生研究工作，尤其在干电极脑电信号质量评估与跨范式迁移学习领域。研究者基于不同空间频率视觉刺激数据，对N100/P200振幅与视觉皮层调谐特性进行了建模分析，揭示了干电极下空间频率效应的可重复性。部分工作聚焦于对比该数据集与湿电极系统（如国际10-20系统）在听觉P300和视觉P100成分上的统计差异，为干电极的临床等效性提供了证据。此外，基于该数据集开发的自动化预处理流水线（如模板拟合与伪迹剔除算法）已在GitHub社区广泛复用，促进了脑电数据标准化分析流程的普及。在脑机接口竞赛中，该数据集的静息态数据也被用作训练集，以提升跨个体运动想象分类器的泛化能力，体现了其在推动算法基准测试与复现性研究中的重要桥梁作用。