The momentary global functional state of the brain is reflected in its electric field configuration and cluster analytical approaches have consistently shown four configurations, referred to as EEG microstate classes A to D. Changes in microstate parameters are associated with a number of neuropsychiatric disorders, task performance, and mental state establishing their relevance for cognition. However, the common practice to use eye-closed resting state data to assess the temporal dynamics of microstate parameters might induce systematic confounds related to vigilance levels. Here, we studied the dynamics of microstate parameters in two independent data sets and showed that the parameters of microstates are strongly associated with vigilance level assessed both by EEG power analysis and fMRI global signal. We found that the duration and contribution of microstate class C, as well as transition probabilities towards microstate class C were positively associated with vigilance, whereas the sign was reversed for microstate classes A and B. Furthermore, in looking for the origins of the correspondence between microstates and vigilance level, we found Granger-causal effects of vigilance levels on microstate sequence parameters. Collectively, our findings suggest that duration and occurrence of microstates have a different origin and possibly reflect different physiological processes. Finally, our findings indicate the need for taking vigilance levels into consideration in resting-sate EEG investigations.

中文翻译：

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警觉水平调节 EEG 微状态序列的证据

大脑的瞬时全局功能状态反映在其电场配置中，集群分析方法一直显示四种配置，称为 EEG 微状态 A 到 D 类。微状态参数的变化与许多神经精神疾病、任务表现有关，以及建立它们与认知相关性的精神状态。然而，使用闭眼静息状态数据来评估微状态参数的时间动态的常见做法可能会引起与警惕水平相关的系统混淆。在这里，我们研究了两个独立数据集中微状态参数的动态，并表明微状态参数与通过 EEG 功率分析和 fMRI 全局信号评估的警觉水平密切相关。我们发现微状态 C 类的持续时间和贡献，以及向微状态 C 类的转移概率与警惕性呈正相关，而微状态 A 和 B 类的符号相反。 此外，在寻找两者之间对应关系的起源时微观状态和警戒水平，我们发现警戒水平对微观状态序列参数的格兰杰因果效应。总的来说，我们的研究结果表明，微观状态的持续时间和发生有不同的起源，可能反映了不同的生理过程。最后，我们的研究结果表明，在静息态 EEG 调查中需要考虑警惕水平。而微观状态 A 和 B 类的符号相反。此外，在寻找微观状态和警戒水平之间对应关系的起源时，我们发现了警戒水平对微观状态序列参数的格兰杰因果效应。总的来说，我们的研究结果表明，微观状态的持续时间和发生有不同的起源，可能反映了不同的生理过程。最后，我们的研究结果表明，在静息态 EEG 调查中需要考虑警惕水平。而微观状态 A 和 B 类的符号相反。此外，在寻找微观状态和警戒水平之间对应关系的起源时，我们发现了警戒水平对微观状态序列参数的格兰杰因果效应。总的来说，我们的研究结果表明，微观状态的持续时间和发生有不同的起源，可能反映了不同的生理过程。最后，我们的研究结果表明，在静息态 EEG 调查中需要考虑警惕水平。我们的研究结果表明，微观状态的持续时间和发生有不同的起源，可能反映了不同的生理过程。最后，我们的研究结果表明，在静息态 EEG 调查中需要考虑警惕水平。我们的研究结果表明，微观状态的持续时间和发生有不同的起源，可能反映了不同的生理过程。最后，我们的研究结果表明，在静息态 EEG 调查中需要考虑警惕水平。