<div dir="ltr">Hi all,<div><br></div><div>I would like to get some expert opinions on the use of the average reference when investigating phase-based connectivity (e.g., PLV, PLI, etc), and a potential problem when using this approach.</div><div><br></div><div>While no referencing scheme is optimal, it is often argued that the average reference offers "the best" solution given a sufficient amount of electrodes (we use 60). The reference can be interpreted as the "height" from which the topographical landscape of voltage amplitudes is viewed. While any perspective is valid, average referencing places the viewpoint at the average of all electrodes, which is declared zero. Importantly, this is done on a sample-by-sample basis, meaning that the average is always zero.</div><div><br></div><div>Enter widespread synchronous oscillations. I've often noticed that when strong in-phase alpha activity is present over posterior cortex, the average reference results in equally strong and anti-phase alpha oscillations over anterior regions (with a small region in between where alpha activity is relatively absent). Similarly, during deep sleep there are very strong frontal slow oscillations that are inverted in polarity over posterior regions.</div><div><br></div><div>Now, any phase-based metric will return beautiful long-range (anti-phase) connectivity, which is entirely (or at least largely) an artefact of the referencing.</div><div><br></div><div>When using average mastoids as a reference (also not perfect - I know), it is evident that there is no phase reversal from anterior to posterior areas: alpha activity is (visually) absent from frontal regions, and sleep oscillations are synchronous (in-phase) across most of cortex (but, by necessity, relatively small close to the sites used for referencing).</div><div><br></div><div>In sum, while I'm sure the average reference is valid on a sample-by-sample basis, problems seem to arise when time enters the equation and widespread large negativities have to be matched by widespread positivities to keep the average zero.</div><div><br></div><div>I imagine amplitude-envelope correlations could also suffer from spurious, average reference-induced, oscillations.</div><div><br></div><div>This is all terribly hand-wavy and non-mathematical, so it would be great if someone could comment on this to support or disprove my reasoning.</div><div><br></div><div>Roy</div></div>