Automatic single-trial discrimination of mental arithmetic, mental singing and the no-control state from prefrontal activity: toward a three-state NIRS-BCI
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Near-infrared spectroscopy (NIRS) is an optical imaging technology that has recently been investigated for use in a safe, non-invasive brain-computer interface (BCI) for individuals with severe motor impairments. To date, most NIRS-BCI studies have attempted to discriminate two mental states (e.g., a mental task and rest), which could potentially lead to a two-choice BCI system. In this study, we attempted to automatically differentiate three mental states - specifically, intentional activity due to 1) a mental arithmetic (MA) task and 2) a mental singing (MS) task, and 3) an unconstrained, "no-control (NC)" state - to investigate the feasibility of a three-choice system-paced NIRS-BCI. RESULTS: Deploying a dual-wavelength frequency domain near-infrared spectrometer, we interrogated nine sites around the frontopolar locations while 7 able-bodied adults performed mental arithmetic and mental singing to answer multiple-choice questions within a system-paced paradigm. With a linear classifier trained on a ten-dimensional feature set, an overall classification accuracy of 56.2% was achieved for the MA vs. MS vs. NC classification problem and all individual participant accuracies significantly exceeded chance (i.e., 33%). However, as anticipated based on results of previous work, the three-class discrimination was unsuccessful for three participants due to the ineffectiveness of the mental singing task. Excluding these three participants increases the accuracy rate to 62.5%. Even without training, three of the remaining four participants achieved accuracies approaching 70%, the value often cited as being necessary for effective BCI communication. CONCLUSIONS: These results are encouraging and demonstrate the potential of a three-state system-paced NIRS-BCI with two intentional control states corresponding to mental arithmetic and mental singing.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle