Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) provides portable and spatially localized measurements of cortical hemodynamics, but differences in channel count, probe layout, signal distribution, and task type hinder joint pretraining across datasets. We introduce GeoNIRS, a geometry-aware framework that uses source-detector locations as a shared spatial reference across heterogeneous probe layouts. GeoNIRS compresses variable-size channel sets into a fixed-size latent representation and employs bidirectional HbO/HbR cross-reconstruction with contiguous temporal masking. GeoNIRS-base is pretrained on eight heterogeneous datasets, while GeoNIRS-large scales to 22 datasets. Neither downstream data nor labels are used during pretraining, enabling evaluation under a strict cross-task setting. To our knowledge, GeoNIRS is the first fNIRS framework to explicitly model physical channel geometry during joint pretraining across heterogeneous channel configurations, and the first to provide complete source code and downloadable pretrained checkpoints. We evaluate GeoNIRS on eight held-out tasks spanning clinical and auditory assessment, pain and affective processing, semantic decoding, and motor function. GeoNIRS achieves the highest task-averaged balanced accuracy among the evaluated conventional machine-learning, fNIRS-specific, general time-series, and fNIRS pretraining baselines. Compared with random initialization, pretraining improves average balanced accuracy by 4.12 percentage points under linear probing and 3.30 points under full fine-tuning, with larger benefits when labels are scarce. GeoNIRS also remains robust to missing input channels. Geometry perturbations and pretraining ablations further show that both channel geometry and cross-chromophore reconstruction contribute to the learned representations.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Nat. Biotechnol. | 用机器学习预测多肽质谱库
专知会员服务
18+阅读 · 2022年9月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
2018-Geoffrey Hinton-深度学习基础
深度学习与NLP
10+阅读 · 2018年9月23日
论文浅尝 | 基于知识图谱子图匹配以回答自然语言问题
开放知识图谱
26+阅读 · 2018年6月26日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2021年7月26日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
7+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
7+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
6+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
10+阅读 · 10月10日
相关VIP内容
Nat. Biotechnol. | 用机器学习预测多肽质谱库
专知会员服务
18+阅读 · 2022年9月12日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
2018-Geoffrey Hinton-深度学习基础
深度学习与NLP
10+阅读 · 2018年9月23日
论文浅尝 | 基于知识图谱子图匹配以回答自然语言问题
开放知识图谱
26+阅读 · 2018年6月26日
读书报告 | Deep Learning for Extreme Multi-label Text Classification
科技创新与创业
48+阅读 · 2018年1月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员