Online classification of imagined speech using functional near-infrared spectroscopy signals
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: Most brain-computer interfaces (BCIs) based on functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) require that users perform mental tasks such as motor imagery, mental arithmetic, or music imagery to convey a message or to answer simple yes or no questions. These cognitive tasks usually have no direct association with the communicative intent, which makes them difficult for users to perform. APPROACH: In this paper, a 3-class intuitive BCI is presented which enables users to directly answer yes or no questions by covertly rehearsing the word 'yes' or 'no' for 15 s. The BCI also admits an equivalent duration of unconstrained rest which constitutes the third discernable task. Twelve participants each completed one offline block and six online blocks over the course of two sessions. The mean value of the change in oxygenated hemoglobin concentration during a trial was calculated for each channel and used to train a regularized linear discriminant analysis (RLDA) classifier. MAIN RESULTS: By the final online block, nine out of 12 participants were performing above chance (p < 0.001 using the binomial cumulative distribution), with a 3-class accuracy of 83.8% ± 9.4%. Even when considering all participants, the average online 3-class accuracy over the last three blocks was 64.1 % ± 20.6%, with only three participants scoring below chance (p < 0.001). For most participants, channels in the left temporal and temporoparietal cortex provided the most discriminative information. SIGNIFICANCE: To our knowledge, this is the first report of an online 3-class imagined speech BCI. Our findings suggest that imagined speech can be used as a reliable activation task for selected users for development of more intuitive BCIs for communication.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».