A Brain-Computer Interface (BCI) speller systems based on Event-Related Potentials (ERPs) enables users to select characters by detecting brain responses to visual stimuli, recorded through electroencephalogram (EEG). One challenge is to accurately identify target-related responses, such as the P300 component. However, existing methods tend to ignore feature selection, perform feature selection without interpretability, or require large computational effort or data manipulation. To address these limitations, we propose a novel Bayesian generative modeling framework to the binary classification of EEG responses to stimuli. Our approach employs a Probit-link Split-and-merge Gaussian Process (P-SMGP) prior to perform spatial-temporal feature selection, effectively capturing the distinctions between target and non-target ERP responses. Through both simulation studies and real EEG data analysis, our approach can reduce computational complexity and provide statistical interpretations on transformed ERP functions while maintaining comparable prediction accuracy. These findings underscore the value of interpretable, stimulus-level modeling for advancing predictive and personalized BCI systems.


翻译:基于事件相关电位的脑机接口拼写系统通过检测视觉刺激诱发的脑电图反应,使用户能够选择字符。其中一个挑战在于准确识别与目标相关的响应,如P300成分。然而,现有方法往往忽略特征选择、在缺乏可解释性的情况下进行特征选择,或需要大量计算或数据操作。为解决这些局限性,我们提出一种新颖的贝叶斯生成建模框架,用于脑电图响应刺激的二分类任务。该方法采用概率链接分裂合并高斯过程先验进行时空特征选择,有效捕捉目标与非目标事件相关电位响应之间的差异。通过仿真实验和真实脑电图数据分析,该方法在降低计算复杂度的同时,能够对变换后的事件相关电位函数提供统计解释,并保持相当的预测精度。这些发现强调了可解释的刺激级建模对于推进预测性和个性化脑机系统发展的价值。

0
下载
关闭预览

相关内容

脑机接口技术和应用
专知会员服务
23+阅读 · 2024年12月28日
脑机接口研究综述
专知会员服务
78+阅读 · 2023年4月18日
自适应脑机接口研究综述
专知会员服务
42+阅读 · 2022年11月27日
 100页!IEEE标准协会《脑机接口神经技术标准路线图》
专知会员服务
35+阅读 · 2022年2月13日
专家报告 | 类脑智能与类脑计算
中国图象图形学报
19+阅读 · 2019年10月9日
类脑计算的前沿论文,看我们推荐的这7篇
人工智能前沿讲习班
21+阅读 · 2019年1月7日
【AAAI专题】论文分享:以生物可塑性为核心的类脑脉冲神经网络
中国科学院自动化研究所
15+阅读 · 2018年1月23日
贝叶斯机器学习前沿进展
机器学习研究会
21+阅读 · 2018年1月21日
从概率论到多分类问题:综述贝叶斯统计分类
机器之心
14+阅读 · 2017年9月28日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
1+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
3+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
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
1+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
3+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员