Vowel Speech Recognition Los ntawm Rat Electroencephalography Siv Lub Sijhawm Luv Luv Neural Network Part 3
Dec 28, 2023
Machine Learning classifiers
Qhov kev ua tau zoo ntawm BiLSTM tau muab piv nrog cov qauv kev kawm tshuab tshuab: SVM nrog linear kernel (SVM{0}}lin), SVM nrog radial hauv paus ua haujlwm ntsiav (SVM_rbf), randomforests (RF), NB, thiab KNN.
Random hav zoov yog lub tshuab kev kawm algorithm uas tam sim no tau siv dav hauv ntau yam ntaub ntawv txheeb xyuas thiab kev twv ua ntej. Piv nrog rau lwm cov tshuab kev kawm algorithms, nws muaj kev ruaj ntseg zoo dua thiab qhov tseeb, thaum tseem ua tau zoo txo qis overfitting. Nyob rau hauv xyoo tas los no, daim ntawv thov thaj tsam ntawm random hav zoov tau nthuav dav, thiab nws tuaj yeem siv los kwv yees qee yam tib neeg lub peev xwm nco.
Hauv kev paub txog kev puas siab puas ntsws, kev nco yog qhov kev tshawb fawb tseem ceeb heev. Cov kws tshawb fawb tau nrhiav txoj hauv kev yooj yim thiab siv tau los ntsuas tib neeg lub cim xeeb. Nyob rau hauv xyoo tas los no, qhov tshwm sim ntawm random hav zoov tau coj cov tswv yim tshiab thiab txoj hauv kev rau daim teb no.
Random Forest tuaj yeem cob qhia tus qauv los twv seb qhov sib txawv, uas tuaj yeem yog txhua yam koj xav twv, suav nrog kev muaj peev xwm nco. Cov kws tshawb fawb tuaj yeem pub cov khoom muaj feem cuam tshuam rau hauv cov qauv hav zoov random los kwv yees seb tus neeg yuav tau qhab nia zoo npaum li cas ntawm qhov kev ntsuam xyuas nco. Cov yam tseem ceeb no tuaj yeem yog yam xws li hnub nyoog, qib kev kawm, poj niam txiv neej, qhov hnyav, thiab lwm yam, lossis cov cim qhia txog kab mob xws li lub paj hlwb. Raws li kev tshawb fawb, muaj qee qhov kev sib raug zoo ntawm cov xwm txheej no thiab tib neeg lub peev xwm nco.
Los ntawm kev sau thiab tshuaj xyuas ntau cov ntaub ntawv xeem los ntawm cov ncauj lus, cov kws tshawb fawb tuaj yeem tsim cov qauv uas kwv yees lub peev xwm nco tau hauv cov qauv hav zoov random. Kev kwv yees cov txiaj ntsig tuaj yeem muab cov ntaub ntawv tseem ceeb hais txog qhov kev kawm yav tom ntej ntawm qhov kev sim nco.
Hauv cov ntsiab lus, qhov random hav zoov algorithm muab cov kws tshawb fawb nrog txoj hauv kev tshiab los ntsuas tib neeg lub cim xeeb. Yav tom ntej, nws daim ntawv thov tuaj yeem ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev paub txog kev puas siab puas ntsws, neuroscience, thiab lwm yam. Peb muaj laj thawj ntseeg tias kev sib xyaw ua ke ntawm cov hav zoov random thiab lwm yam txuj ci tuaj yeem muab qhov kev xav dav dav thiab nkag siab tob txog kev tshawb fawb ntawm tib neeg lub hlwb. Nws tuaj yeem pom tau tias peb yuav tsum txhim kho kev nco, thiab Cistanche deserticola tuaj yeem txhim kho kev nco, vim Cistanche deserticola tseem tuaj yeem tswj hwm qhov sib npaug ntawm cov neurotransmitters, xws li nce qib ntawm acetylcholine thiab kev loj hlob. Cov khoom no tseem ceeb heev rau kev nco thiab kev kawm. Tsis tas li ntawd, Nqaij kuj tuaj yeem txhim kho cov ntshav khiav thiab txhawb nqa cov pa oxygen, uas tuaj yeem ua kom lub hlwb tau txais cov as-ham txaus thiab lub zog, yog li txhim kho lub hlwb tseem ceeb thiab kev ua siab ntev.
Nyem paub txoj hauv kev los txhim kho lub hlwb
SVM [74] aims los txiav txim qhov zoo sib cais hyperplaneby maximizing cov paj, uas yog qhov kev ncua deb ntawm cov kev txhawb nqa vectors. Los ntawm kev siv kernel ua kom yuam kev, SVM muaj peev xwm ntawm daim duab qhia chaw ntawm qhov qis mus rau qhov siab; yog li ntawd, nws muaj peev xwm ua tau zoo nyob rau hauv linear classification thiab non-linear classification.
RF [75] ua haujlwm los ntawm kev tsim ntau qhov kev txiav txim siab ntoo thaum lub sijhawm kev cob qhia thiab tsim cov chav kawm kawg uas sib txuas cov txiaj ntsig ntawm txhua tsob ntoo txiav txim siab. NB [76, 77] yog ib tug probabilistic classifier raws liBayes 'theorem thiab conditional probability uas feem ntau xav tias tag nrho cov nta yog ywj siab ntawm ib leeg.
KNN [78] yog ib txoj hauv kev uas tsis yog parametric uas faib cov tswv yim raws li feem ntau ntawm nws cov neeg nyob ze ze ntawm qhov chaw. Feem ntau, tus nqi k raug xaiv ua tus lej khib kom tsis txhob muaj cov chav kawm khi.
Txhawm rau cob qhia thiab ntsuas cov qauv kev kawm tshuab saum toj no, tib yam 10-CV tau siv raws li hauv BiLSTM. Tag nrho cov qauv kev kawm tshuab tau siv los ntawm Scikit-Learn library [73] hauv Python.
Kev txheeb cais
Txhua qhov kev txheeb cais tau ua tiav siv SPSS software (SPSS version 20.0, SPSS Inc., Armonk, NY, USA) thiab MATLAB software version 2017b (Mathworks, Inc., MA, USA).
Cov ntaub ntawv tau txheeb xyuas nrog cov txheeb cais parametric txij li tag nrho cov ntaub ntawv hauv txoj kev tshawb fawb pom tias muaj kev faib tawm ib txwm nyob hauv kev sim Shapiro-Wilk (p > 0.05). ANOVA tau siv los txheeb xyuas qhov tseem ceeb ntawm TFRs raws li qhov sib txawv vowel stimuli.
Tsis tas li ntawd, ib qho kev ntsuas rov qab ANOVA tau ua los sib piv cov kev ua tau zoo ntawm txhua qhov kev faib tawm. Tom qab ntawd, kev sib piv ua ke siv kev sib tw t-kev xeem tau ua tiav ntawm BiLSTM network thiab lwm cov tshuab kev kawm classical, thiab kev kho Bonferroni tau ua tiav los kho rau hom kuv qhov kev ua yuam kev tus nqi nce nqi.
Qhov tseem ceeb ntawm qhov p-valuewas teem rau ntawm 0.01 thaum muab piv TFR ntawm EEG cov lus teb, thaum qhov tseem ceeb theem ntawm thep-value tau teeb tsa ntawm 0.05 thaum muab piv cov kev ua tau zoo ntawm BiLSTM network thiab lwm yam machine learning classifiers.
Cov txiaj ntsig
Auditory evoked muaj peev xwm teb rau cov suab vowel
Tag nrho ntawm 19 Sprague-Dawley nas tau txais kev phais epidural electrode implantation, thiab allrats dim txoj kev phais. Yog li ntawd, EEG cov lus teb rau tsib lub suab lus Askiv tau kaw los ntawm 19 isoflurane-anesthetized nas. Txhawm rau rho tawm qhov nruab nrab AEP waveforms, tag nrho cov lus teb neural tau nruab nrab ntawm cov ntsiab lus rau txhua qhov kev txhawb nqa. Daim duab 4 nthuav qhia qhov nruab nrab AEP waveforms rau txhua lub suab suab los ntawm ob sab AAF.
Raws li kev cia siab, txhua lub suab suab categorical evoked txawv neural kev ua ub no nyob rau hauv ob sab AAF nrog txawv peak amplitudes thiab latencies. Qhov siab tshaj plaws amplitude ntawm AEPs, txhais tau tias qhov siab tshaj plaws kaw qhov hluav taws xob tom qab lub suab stimuli, yog qhov tsawg tshaj plaws rau /i / (61.74 ㎶ sab laug AAF thiab 61.27 ㎶ nyob rau hauv txoj cai AAF), thaum AEPs teb rau /a / pom qhov loj tshaj plaws ncov amplitudes (92.12 ㎶ sab laug AAF thiab 90.18 ㎶ sab xis AAF).
Lub ncov latency, txhais raws li lub sijhawm los ntawm kev txhawb zog rau qhov siab tshaj plaws amplitude yog kwv yees li {{0}}.39 s rau 0.5 s, luv tshaj hauv /i/(0. 39 s nyob rau sab laug thiab sab xis AAFs), thiab ntev tshaj plaws hauv /o/ suab (0.51 s nyob rau sab laug thiab sab xis AAFs). Raws li pom hauv daim duab 4, cov qauv AEP zoo sib xws tau pom los ntawm sab laug thiab sab xis AAFs.
Lub sij hawm-frequency tsom xam ntawm EEG cov cim
Lub sij hawm-frequency tsom xam yog ib txoj hauv kev muaj zog rau kev txheeb xyuas cov teeb meem tsis nyob hauv EEG dhau lub dav hlau zaus thiab siv los muab cov ntaub ntawv zoo rau kev faib tawm ntawm EEG [79, 80]. Yog li ntawd, TFR ntawm qhov loj-qhov nruab nrab EEG raug xam rau txhua lub suab toidentify vowel recognition-hais txog kev hloov pauv hauv qhov loj thiab theem ntawm EEG oscillations atspecific frequencies (Fig 5A).
Los ntawm kev tshuaj xyuas TFR, lub zog ua kom muaj zog tau pom nyob ib puag ncig lub delta (1–4 Hz), theta (4–8 Hz), thiab alpha (8–12 Hz) band ntawm 0.3–{{8} }.6 s los ntawm qhov pib tshwm sim, tsis hais txog kev hais lus suab stimulation.
Tsis tas li ntawd, qhov kev sim ANOVA nrog kev kho Bonferroni tau ua los tshuaj xyuas cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm TFR raws li txhua lub suab stimulus.
Tom qab ntawd, lub zog ntawm thaj chaw tseem ceeb (p < {{0}}}01) tau sawv cev los ntawm F-tus nqi (Daim duab 5B). Hauv kev tsom xam, feem ntau ntawm EEG zaus bands los ntawm 0.2-0.8 s tau txawv txav raws li lub suab stimuli.
Tsis tas li ntawd, ib feem ntawm TFR los ntawm {{0}}.8–1 s kuj tau txheeb cais rau txhua qhov kev txhawb nqa. Xav txog AEP waveforms thiab cov txiaj ntsig ntawm ANOVA cov kev sim, nws tau pom tias AEPs los ntawm 0.2–0.8 s tom qab lub suab stimulus yog cov lus teb ntawm neural tshaj plaws thiab muaj feem xyuam nrog lub suab nrov.
Kev cob qhia qauv thiab kev ntsuam xyuas ntawm BiLSTM tes hauj lwm
Raws li cov txiaj ntsig ntawm Fig 5B, EEG cov ntaub ntawv uas yog band-pass filtered ntawm 1–60 Hz nrog atime qhov rai ntawm 0.2–0.8 s raug xaiv. Tom qab ntawd, z-cov qhab nia ntawm cov ntaub ntawv EEG xaiv tau raug siv los ua cov tswv yim rau BiLSTM network.
Tag nrho cov ntaub ntawv EEG tau muab faib ua 10 zaug hauv txhua qhov kev kawm los ntsuas BiLSTM tes hauj lwm. Yog li ntawd, qhov kev xeem ua tau zoo tau txais ib qho kev sib tw ntawm cov qauv kev cob qhia nrog cov seem seem hauv 10- CV scheme.
Kev ua tau zoo ntawm lub network tau soj ntsuam siv cov ntsuas qhov tseeb, f{{0}} cov qhab nia, thiab Cohen's kappa statistic κ (Fig 6 thiab Table 1). Qhov nruab nrab tsib-chav EEG kev ntxub ntxaug raug ntawm BiLSTM network yog 75.18 ± 7.06% thiab cov qhab nia f1- yog 0.74 ± 0.08 . Cohen's κ yog 0.68 ± 0.09, uas tau txhais raws li kev pom zoo nruab nrab [81].
Txhawm rau txheeb xyuas qhov ua tau zoo ntawm BiLSTM network hauv kev nthuav dav ntxiv, qhov tsis meej pem matrix hauv Daim duab 7 tau npaj tseg. Qhov no tau qhia tias ntau qhov yuam kev yog vim qhov tsis zoo ntawm EEG cov lus teb rau /u/ li /a/ thiab /e/ li /o/. Txawm li cas los xij, BiLSTM network tau faib feem ntau ntawm EEG cov lus teb nrog ntau dua 50% qhov tseeb, qhov tseeb siab hauv tsib chav kawm EEG.
Kev sib piv ntawm BiLSTM network nrog rau lwm txoj kev kawm tshuab
Txhawm rau txheeb xyuas qhov ua tau zoo ntawm BiLSTM tes hauj lwm hauv kev faib EEG rau kev lees paub lub suab, cov txiaj ntsig tau muab piv nrog rau lwm txoj hauv kev kawm tshuab. Daim duab 6 thiab Table 1 qhia txog kev ua tau zoo ntawm cov tshuab kev kawm classifiers.
RF tau ua pov thawj pom qhov tseeb ntawm kev faib tawm siab tshaj plaws ntawm cov qauv siv tshuab kev kawm (qhov tseeb: 63.21 ± 7.41%, f1- qhab nia: 0.62 ± 0.09, thiab Cohen's : 0.52 ± 0.1). Hauv kev txheeb xyuas kev txheeb xyuas, qhov kev faib tawm ntawm RF tsis yog siab dua li ntawm SVM_lin thiab SVM_rbf, thaum nws pom tias muaj kev ua tau zoo dua thaum piv nrog cov NB thiab KNN.
Txawm li cas los xij, thaum qhov kev ua tau zoo ntawm cov tshuab kev kawm algorithms, suav nrog RF, tau muab piv nrog BiLSTM, nws pom tseeb tias BiLSTM network tau zoo dua rau txhua qhov kev ntsuas siv hauv txoj kev kawm (p < 0.01).
Hauv kev tsis meej pem matrix, cov qauv siv tshuab-kev kawm algorithms tsis tuaj yeem cais tawm EEG cov lus teb zoo. Hauv particular, tag nrho cov pa tshuab kev kawm algorithmshad nyuaj qhov txawv ntawm lub suab /u/. Nws tau raug sau tseg tias cov algorithms tau pom tias muaj kev xav tsis zoo rau kev sib faib suab /u / raws li /a / qhov nruab nrab 30% ntawm lub sijhawm (25.96% hauv NB txog 36.97% hauv KNN), ua rau txo qis ntawm tag nrho cov kev faib tawm (Daim duab 7) .
Kev sib tham
Nyob rau hauv txoj kev tshawb no, nas epidural EEG cov lus teb rau tsib lub suab categorical vowels (/a/, / e/, /i/, /o/, thiab/u/) raug ntxub ntxaug siv BiLSTM network. Tsib-chav kev faib tawm ntawm epidural EEGsignals tau ua nyob rau hauv ib qho kev sim, uas paub tias nyuaj. Txhawm rau ua kom muaj txiaj ntsig zoo tshaj plaws, txoj kev tshawb fawb no tau sim txiav txim siab txog EEG cov ntsiab lus uas yuav cuam tshuam rau kev lees paub ntawm cov suab hais lus hauv lub hlwb nas thiab siv cov EEG cov ntsiab lus ntawm cov tswv yim. Yog li ntawd, qhov ua tau zoo heev hauv kev faib AEPs rau hauv tsib lub suab sib txawv tau ua tiav siv BiLSTM. Kev sib piv ntawm kev faib ua haujlwm ntawm BiLSTM network nrog rau lwm cov tshuab kev kawm algorithms tau pom tias BiLSTM network ua tau zoo dua lwm cov kev faib ua classical. Cov txiaj ntsig no qhia tau hais tias BiLSTM network tau kawm nrog kev paub txog kev hais lus hais txog EEG cov ntsiab lus ntseeg tau muab faib ua AEPs rau txhua lub suab categorical suab nrog qhov raug siab. Rau peb txoj kev paub, LSTM tes hauj lwm tsis tau siv rau kev faib tawm ntawm EEG cov lus teb rau auditory stimuli, thiab qhov no yog thawj qhov kev kawm siv qhov kev kawm sib sib zog nqus los txheeb xyuas EEG cov cim los ntawm nas AAF.
Tam sim no, tsuas yog qee qhov kev tshawb fawb tau siv LSTM architecture kom ua tiav cov txiaj ntsig ntawm EEG-raws li kev faib tawm. Lub LSTM architecture tsim nyog rau EEG-raws li kev faib tawm vim nws cov qauv zoo li cov saw hlau tuaj yeem ntes lub cev ntu ntawm EEG cov ntaub ntawv [82]. Thaum pib, kev tshawb fawb tau tsom mus rau kev txhim kho cov txiaj ntsig kev faib tawm los ntawm ntau yam LSTMarchitectures; Txawm li cas los xij, cov ntsiab lus tawm tswv yim tseem raug muab rho tawm ntawm tus kheej, xws li hauv cov qauv kev kawm tshuab [83, 84].
Tsiouris et al. soj ntsuam kev ua tau zoo ntawm kev sib xyaw ua ke ntawm LSTM network cov ntsiab lus kom pom qhov ua tau zoo tshaj plaws LSTM architectures fordetecting epileptic qaug dab peg, yog li tau txais txiaj ntsig ze-zoo hauv kev kwv yees qaug dab peg (100% rhiab heev thiab 99.86% tshwj xeeb) [83]. Vim tias LSTM yog cov qauv muaj zog rau kev ua cov ntaub ntawv txuas ntxiv, qee qhov kev tshawb fawb siv cov ntaub ntawv EEG raw li cov khoom siv nrog kev ua haujlwm tsawg. Raws li LSTM network ncaj qha kawm cov yam ntxwv los ntawm raw cov ntaub ntawv EEG, qhov kev ua tau zoo hauv kev paub txog kev xav tau zoo dua los ntawm tsawg kawg yog 12% [85], thiab cov txiaj ntsig ntawm cov kev tshawb fawb txog kev faib cov motorimagery kuj tau txhim kho [86], thaum piv nrog lwm cov tsoos feature extraction cov txheej txheem.
Ntxiv mus, BiLSTM architecture tau siv rau EEG-based classification vim nws tuaj yeem nkag tau cov ntaub ntawv los ntawm ob lub xeev yav dhau los thiab yav tom ntej. Yog li ntawd, indetecting ntau lub hlwb lub xeev muaj kev cuam tshuam nyob rau hauv EEG cov ntaub ntawv, xws li qaug dab peg, pw tsaug zog, thiab lwm yam Vim li no, kev ua haujlwm siab tau tshaj tawm hauv kev faib tawm EEG-raws li kev siv BiLSTM networks tsis ntev los no. Sharma et al. ua tiav 82.01% kev faib tawm qhov tseeb rau plaub hom kev xav raws li BiLSTM algorithm thiab kev txiav txim siab dua [87]. Tsis tas li ntawd, BiLSTM tes hauj lwm tau ua tiav cov kab mob vwm thiab theem pw tsaug zog [88, 89].
Zoo ib yam li cov kev tshawb fawb yav dhau los, txoj kev tshawb no tau ua tiav cov txiaj ntsig zoo sib piv siv BiLSTMnetworks. Lub tswv yim algorithm tau ua tiav kev ntxub ntxaug EEG cov lus teb rau tsib lub suab nrog cov txiaj ntsig siab ntawm qhov raug, f{{0}} cov qhab nia, thiab Cohen's κ ntawm 75.18%, 74.43%, thiab 0.68, raws li. Tus nqi ntawm Cohen's κ rau tsib chav kawm yog siab dua qhov pom hauv kev tshawb fawb tam sim no [90]. Raws li tau piav qhia hauv daim duab 6, txoj kev BiLSTM ua rau muaj txiaj ntsig zoo tshaj plaws rau txhua qhov kev ntsuas piv nrog rau lwm txoj kev kawm tshuab. Tsis tas li ntawd, txhawm rau txiav txim siab qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv hauv kev faib tawm, rov ntsuas ANOVA cov txiaj ntsig tau txheeb xyuas ntawm BiLSTM thiab lwm yam kev kawm tshuab classical siv tag nrho cov txiaj ntsig themetric. Los ntawm kev txheeb xyuas kev txheeb cais, nws tau txiav txim siab tias qhov kev faib tawm ntawm BiLSTM network tau nce siab dua li lwm txoj kev kawm tshuab classical (p <0.01). Cov txiaj ntsig no kuj tau ua raws li qhov tsis meej pem matrix. Raws li pom hauv daim duab 7, BiLSTM network tau kwv yees cov ntawv tseeb ntawm tsib lub suab zoo, qhov kev kawm tshuab classical tsis tau.
Qhov kev twv ua ntej tau txais los ntawm cov qauv kev kawm tshuab tshuab yog qhov tshwj xeeb tsis zoo ntawm kev faib cov /u/ suab; lub /u/sound mas yog misinterpreted li /a/. Txawm hais tias RF, uas tau pom qhov ua tau zoo tshaj plaws ntawm tsib lub tshuab kev kawm tshuab ua ke, muaj kev faib tawm ntawm 34.48% rau /u / suab, nrog rau 33.89% misclassification tus nqi ntawm /u / suab raws li /a / suab. Raws li tuaj yeem pom hauv daim duab 4, lub /a/ thiab /u/ suab muaj qhov zoo sib xws ncov latency, uas yog ib qho ntawm cov yam ntxwv tseem ceeb ntawm AEP waveforms (nruab nrab latency ntawm suab /a/: 0.448, ncov latency ntawm lub suab /u/: 0.444).Thaum kev faib tawm tau ua raws li qhov tsawg kawg nkaus ua ntej ua ntej ib qho kev sim EEG cov teeb liab, nws zoo li qhov zoo sib xws tsis tuaj yeem sib txawv los ntawm cov qauv siv tshuab kev kawm, qhov twg BiLSTM network tuaj yeem paub qhov txawv ntawm lawv.
Muab hais tias BiLSTM network tuaj yeem nkag mus rau tag nrho cov ntsiab lus yav dhau los thiab yav tom ntej, cov ntaub ntawv nplua nuj tuaj yeem kawm los ntawm lub network no. Tsis tas li ntawd, txawm hais tias cov yam ntxwv uas cuam tshuam txog cov yam ntxwv ntawm EEG cov lus teb rau txhua lub suab suab tau raug rho tawm ncaj qha los ntawm kev taw qhia rau pem hauv ntej thiab rov qab ntawm LSTM txheej, qhov kev faib tawm tau zoo dua. Hauv txoj kev tshawb no, peb tuaj yeem muab cov txiaj ntsig kev faib tawm zoo siv cov qauv BiLSTM yooj yim yam tsis muaj cov txheej txheem kev rho tawm cov khoom siv tes ua ntxiv.
Kev faib tawm ERP cov lus teb rau kev hais lus stimuli hauv ib qho kev sim yog qhov nyuaj heev vim muaj cov yam ntxwv ntawm SNR qis ntawm EEG. Txawm hais tias ib qho ntawm cov txiaj ntsig tseem ceeb ntawm txoj kev kawm tob yog nws lub peev xwm los kawm cov qib siab yam tsis muaj kev tshem tawm cov ntsiab lus nyuaj, peb tau sim xaiv cov teeb meem tseem ceeb tshaj plaws ntawm EEG ntsig txog kev paub hais lus kom ua tiav kev ua tau zoo. Hauv txoj kev tshawb no, qhov sib txawv ntawm AEP waveforms sib thooj rau txhua qhov kev hais lus txhawb nqa tau pom nrog lub zog ua kom muaj zog ntawm cov suab qis, suav nrog cov delta, theta, thiab alpha bands, hauv TFR kev tshuaj xyuas. Neural oscillations nyob rau hauv thealpha band tau dav lees paub los ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev soj ntsuam.Mazaheri li al. tau tshaj tawm tias qhov txo qis ntawm kev ua haujlwm alpha muaj feem cuam tshuam nrog kev ntxub ntxaug ntawm kev mloog lub hom phiaj [91].
Staruß et al. ua pov thawj tias cortical alpha oscillations yog ib qho pivotalmechanism rau kev xaiv inhibiting kev ua suab nrov los txhim kho lub suab xaiv xaiv rau lub hom phiaj teeb liab [92]. Yav dhau los, peb kuj pom tias lub zog alpha tau ua kom muaj zog hauv ob sab ntawm lub cev tom qab lub suab stimuli uas tau txheeb xyuas qhov sib txawv ntawm hom suab [48]. Tsis tas li ntawd, cov delta thiab theta bands paub tias muaj feem cuam tshuam nrog kev tsim cov segmentation thiab kev nkag siab ntawm cov ntaub ntawv acoustic [93].
Txawm hais tias txoj kev tshawb no yog ua raws li cov ntaub ntawv sim tsiaj, cov ntsiab lus hais txog kev hais lus zoo sib xws, piv rau cov kev tshawb fawb yav dhau los ntawm tib neeg cov kev kawm, tau pom nyob rau hauv TFR analyses. Tsis tas li ntawd, hauv kev tshuaj ntsuam xyuas, tag nrho cov EEG bands tau pom tias muaj qhov tseem ceeb hauv 1 ruaj ntseg cov stimuli thiab sawv cev rau EEG cov khoom muaj feem xyuam rau lub suab xaav. Cov txiaj ntsig tau sib txawv me ntsis ntawm cov kev tshawb fawb yav dhau los, qhia tias tsuas yog cov kab EEG tshwj xeeb, xws li alpha band, muaj feem cuam tshuam rau kev nkag siab zoo. Nws cia siab tias qhov kev hloov pauv tseem ceeb thoob plaws txhua qhov kev ua haujlwm ntawm EEG band tau kaw los ntawm epidural EEGrecording vim nws muab SNR ntau dua los ntawm kev txo cov ntim ntim thiab tshem tawm cov khoom cuav uas muaj nyob rau hauv cov ntaub ntawv kaw tseg EEG extracranial.
Hauv txoj kev tshawb no, kev hais lus suab paub txog EEG cov khoom hauv nas tau txiav txim siab thiab AEP cov khoom tau raug faib ua tiav siv BiLSTM network. Txawm li cas los xij, qhov kev tshawb fawb no muaj qee qhov kev txwv. Ua ntej, tus naj npawb ntawm cov kev kawm suav nrog tsawg dhau, tshwj xeeb tshaj yog rau kev kawm tob. Tsis tas li ntawd, txoj kev tshawb no tsis tau ntsuas txhua qhov kev ua tau zoo nrog rau kev siv tau sab nraud, tab sis siv 10-CV los kov yeej cov qauv qis. Tsis tas li ntawd, peb tsis tuaj yeem txiav txim siab qhov ua tau tias tus nas lub suab teb tsis tu ncua vim tias tsuas yog ib qho lus hais ntawm txhua lub suab tau siv hauv txoj kev tshawb no. Tsis tas li ntawd, qhov tau txais EEG cov lus teb tau cuam tshuam los ntawm cov tshuaj loog. Txawm hais tias siv tshuaj loog tsawg kawg nkaus, kev qeeb qeeb nrog kev nce hauv lub zog delta yog ib qho kev tshawb pom ntawm EEG hloov tom qab isoflurane inhalation [94]. Yog li, cov lus lees paub EEG cov ntsiab lus qhia hauv qhov kev tshawb fawb no yuav txawv ntawm EEG cov cim tau los ntawm cov nas uas ua rau thaj tsam. Txawm li cas los xij, peb ntseeg tias qhov zoo ntawm EEG teeb liab yog qhov zoo txaus txij li tau kaw EEG los ntawm kev cog qoob loo ntawm epidural electrode, thiab nws tsis muaj kab mob los ntawm cov khoom cuav.
Cov lus xaus
Hauv kev xaus, qhov kev tshawb fawb no tau muab cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm neural ntsig txog categoricalspeech perception. Tsis tas li ntawd, raws li cov yam ntxwv ntawm LSTM tes hauj lwm, nws tau ua pov thawj tias BiLSTM network tsim nyog rau kev faib EEG cov lus teb nrog cov AEPs ua ntej tsawg kawg nkaus. Txij li txoj kev tshawb fawb no yog kev tshawb fawb pioneer nrog tsiaj cov ntaub ntawv, nws yuav tsis ncaj qha mus rau lwm yam kev siv xws li lub hlwb-lub computer interfaces los yog lwm yam kev sib txuas lus pab rau tib neeg.
Yog li ntawd, cov kev tshawb fawb yav tom ntej nrog tib neeg EEG cov ntaub ntawv yuav tsum tau ua kom paub tseeb qhov ua tau zoo ntawm BiLSTM network hauv kev faib cov auditory EEG-basedspeech recognition. Tsis tas li ntawd, nws yuav tsum tau rov ntsuam xyuas rau qhov zoo tshaj plaws parameter tuning thiab feature extraction. Nws cia siab tias txoj kev tshawb no yuav muab txoj hauv kev tshiab rau kev txheeb xyuas EEG cov cim thiab cov ntaub ntawv tseem ceeb hais txog cov txheej txheem ntawm kev xav thiab kev paub hauv lub hlwb.
Cov ntaub ntawv
1. Wernicke C. Cov tsos mob ntawm aphasia. Hauv: Cohen RS, Wartofsky MW, editors. Kev Ua Haujlwm ntawm Boston Colloquium rau Philosophy of Science 1966/1968. Dordrecht: Springer Netherlands; 1969. Ib., 34–97.
2. Shi Z, Yan S, Ding Y, Zhou C, Qian S, Wang Z, et al. Lub auditory teb anterior yog xav tau rau lub suab categorization nyob rau hauv lub ntshai txias ua hauj lwm ntawm cov laus nas. Pem hauv ntej Neurosci. 2019; 13:1374 : kuv.
3. Liberman AM, Harris KS, Hoffman HS, Griffith BC. Kev ntxub ntxaug ntawm kev hais lus suab nyob rau hauv andcross phoneme ciam teb. J Exp Psychol. 1957; 54: 358–368.
4. Johnson K. Acoustic thiab auditory phonetics. Chichester: Wiley-Blackwell; 2012.
5. Green PA, Brandley NC, Nowicki S. Categorical perception in animal communication and decision-making. Behav Ecol. 2020; 31: 859–{5}} : kuv.
6. Craik A, He Y, Contreras-Vidal JL. Kev kawm tob rau electroencephalogram (EEG) kev faib ua haujlwm: Kev tshuaj xyuas. J Neeb Eng. 2019; 16:28.
7. Na¨a¨ta¨nen R, Paavilainen P, Rinne T, Alho K. Lub mismatch negativity (MMN) hauv kev tshawb fawb ntawm central auditory processing: Kev tshuaj xyuas. Clinical Neurophysiology. Elsevier; Xyoo 2007. p. 2544–2590.
8. Garrido MI, Kilner JM, Stephan KE, Friston KJ. Lub mismatch negativity: Kev tshuaj xyuas ntawm cov txheej txheem hauv qab. Clinical Neurophysiology. Elsevier; 2009, pp. 453–463
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