RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Математика. Механика. Физика» // Архив

Вестн. Южно-Ур. ун-та. Сер. Матем. Мех. Физ., 2023, том 15, выпуск 1, страницы 34–42 (Mi vyurm545)

Эта публикация цитируется в 1 статье

Математика

Автокодировщик электрической активности головного мозга человека

Р. В. Мещеряков, Д. А. Вольф, Я. А. Туровский

Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН, г. Москва, Российская Федерация

Аннотация: С помощью искусственной нейронной сети и глубокого машинного обучения производится поиск скрытых параметров функции, описывающей электрическую активность головного мозга человека, полученную по методу электроэнцефалографии. Осуществляется формулировка задачи сжатия прикладной информации, необходимой для понижения размерности пространства признаков прикладных данных с целью дальнейшего получения модели искусственной нейронной сети - автокодировщика. Приводится новизна общего решения, освещаются теоретические аспекты и проблематика существующих методов сжатия. Исследуется экспериментальное получение модели автокодировщика с помощью прикладных данных - последовательностей ЭЭГ, содержащих зрительные вызванные потенциалы. Решение задачи сжатия проводится путем понижения размерности многомерного вектора, ассоциируемого с исследуемым образцом. C помощью полученного автокодировщика осуществляется кодирование исходного многомерного вектора в вектор меньшей размерности. С применением глубокого машинного обучения находится такая функция кодирования, что может быть выполнено обратное декодирование в исходный вектор. В итоге эмпирического подбора размерности вектора выбрана наилучшая экспериментальная модель автокодировщика, сжимающая пространство признаков, размерностью, равной 1260 (в исходном смысле ЭЭГ-сигналы длительностью 0,2 с) до пространства размерности, равного 24, с последующей возможностью реконструкции исходного сигнала с потерями не более 10 %.

Ключевые слова: интерфейс «мозг-компьютер», электроэнцефалограмма, управление, уменьшение размерности признаков, вызванные потенциалы, автокодировщик, кодирование.

УДК: 004.5: 004.89

Поступила в редакцию: 03.10.2022

DOI: 10.14529/mmph230104



© МИАН, 2024