- •Российская академия наук
- •Распознавание типа решаемой задачи по нескольким секундам ээг с помощью обучаемого классификатора
- •Арифм. Простр. Ожид.
- •Примечания:
- •В графе "Тест./обучение" в числителе - номер исследования, в котором получены распознаваемые данные; в знаменателе - номер исследования, в котором получены обучающие данные.
- •В графе "Мес.: дней" приведено значение временной задержки между этими исследованиями.
- •Примечания:
- •В графе "Тест./обуч." в числителе - номер исследования, из которого взяты данные для распознавания; в знаменателе - номер исследования, из которого взяты данные для обучения.
- •В графе "Мес.: дней" приведено значение временной задержки между этими исследованиями.
- •Затемнением также отмечены испытуемые, у которых признаки не сохранились или сохранились в недостаточной для успешного распознавания степени (вторая группа).
- •Примечания:
- •В графе "Мес.: дней" приведено значение временной задержки между этими исследованиями.
- •Примечания:
- •Приведены средние по испытуемым и по двум типам задач значения ппр.
- •Затемнением отмечен ппр ниже достоверно неслучайного уровня, который равен 60% для двух классов и 35 векторов.
- •Приложение
Затемнением
выделен ППР ниже достоверно неслучайного,
который для 35 паттернов, двух классов
и р=0,05 равен 60,0%.Примечания:
В графе "Тест./обучение" в числителе - номер исследования, в котором получены распознаваемые данные; в знаменателе - номер исследования, в котором получены обучающие данные.
В графе "Мес.: дней" приведено значение временной задержки между этими исследованиями.
Для четырех испытуемых было проведено повторное исследование через несколько суток (от 4 до 11) после первого исследования. В табл. 7 приведены результаты распознавания данных, полученных через этот промежуток времени, нейросетью, обученной на данных первоначального исследования. Во всех четырех случаях наблюдался ППР выше достоверно неслучайного, в том числе и при распознавании усложненных задач.
|
Таблица
7. Вторая экспериментальная серия.
ППР типа выполняемой мыслительной
операции по единичным реализациям
ЭЭГ в случае, когда тестируемая
выборка составлена из данных,
полученных через несколько дней
после первичного исследования, данные
которого использовали для обучения
нейросети. |
Тест./ обучение |
Мес.: дней |
Пространств, простые |
Вербальные простые |
Пространств, сложные |
Вербальные сложные |
|
1 |
2/1 |
0:11 |
97.3 |
80.7 |
68.8 |
68.4 |
|
2 |
2/1 |
0:09 |
90.6 |
89.5 |
71.1 |
72.7 |
|
3 |
2/1 |
0:04 |
95.0 |
95.0 |
86.7 |
75.0 |
|
4 |
2/1 |
0:07 |
98.1 |
81.7 |
100.0 |
100.0 |
|
Среднее по испытуемым ± станд. откл. |
|
|
95.3±3.4 |
86.7±6.8 |
81.6±14.6 |
79.0±14.3 |
Примечания:
В
графе "Тест./обуч." в числителе -
номер исследования, из которого взяты
данные для распознавания; в знаменателе
- номер исследования, из которого взяты
данные для обучения.
В
графе "Мес.: дней" приведено
значение временной задержки между
этими исследованиями.
ППР
ниже достоверно неслучайного не было.
В табл. 8 приведены результаты распознавания отрезков ЭЭГ, полученных спустя несколько месяцев (от 3 до 5) после проведения исследования, данные которого использовали для обучения классификатора. Из таблицы видно, что ППР оказался достоверно неслучайным для 7 из 12 испытуемых, принявших участие в отсроченных на несколько месяцев исследованиях. Таким образом, испытуемые разделились на две группы: в первой группе (7 человек) электоэнцефалографические признаки решаемой в уме задачи сохранились через несколько месяцев, во второй группе (5 человек) признаки за этот период не сохранились или сохранились в недостаточной для успешного распознавания степени.
Обращают на себя внимание результаты, полученные на испытуемом №1. Очевидно, что у него признаки изменились за время между первым и вторым исследованием, а затем еще изменились за время между вторым и третьим исследованием. Различие в признаках между соседними по времени исследованиями оказалось недостаточно большим, чтобы вызвать неудовлетворительное распознавание (табл. 7 и вторая строчка в графе "1" в табл. 8). Изменение признаков за время между первым и третьим исследованием превысило, однако, ту критическую черту, за которой успешное распознавание оказывается невозможным. Поэтому
тестирование данных третьего исследования нейросетью, обученной на данных первого исследования, дало неудовлетворительные результаты (первая строчка в графе "1" в табл. 8).
Результаты, полученные на испытуемом №11, отличает та особенность, что решение простых вербальных задач в отсроченном исследовании было распознано неудовлетворительно, а сложных задач того же типа - удовлетворительно.
Визуальное сравнение усредненных спектров в первой группе показало их почти полное воспроизведение в отложенном опыте по сравнению с исходным. Типичным представителем первой группы явился испытуемый №2. В его усредненных спектрах (рис. 13) в качестве наиболее ярких признаков состояний обращают на себя внимание ритм, наиболее выраженный в центральных отведениях при решении пространственных задач (стрелка si), и ритм, наиболее выраженный в заднеправых отведениях при решении логических задач (стрелка s2). Частота каждого из этих ритмов в первом и третьем исследованиях отличалась приблизительно на 0,5 Гц. Это, очевидно, явилось причиной того, что отложенное распознавание у данного испытуемого было несколько хуже, чем распознавание в тот же день (ср. табл. 6 и 8). Действительно, простая ИНС "Pattern Associator" не способна к отслеживанию параллельных сдвигов входных паттернов вдоль линейки рецепторов - в отличие от более сложных сетей с несколькими слоями и перекрестными связями внутри рецепторного слоя. Поскольку в данном случае сдвиг частоты был сравним с шириной спектральных пиков, отложенное распознавание все же состоялось на уровне выше достоверного. Анализ весовых функций (рис. 14) показывает, что упомянутые два признака состояний действительно дают большой вклад в классификацию (стрелки wl и w2). Из хода функций также видно, что другим заметным дифференциальным признаком двух состояний является различие спектральной мощности в диапазоне 5-8 Гц, особенно в затылочных отведениях (стрелка w3).
|
Таблица
8. Вторая экспериментальная серия.
ППР типа выполняемой мыслительной
операции по единичным реализациям
ЭЭГ в случае, когда тестируемая
выборка составлена из данных,
полученных спустя несколько
месяцев после первичного исследования,
данные которого использовали для
обучения нейросети. |
Тест./ |
Мес.: |
Пространств. |
Вербальные |
Пространств. |
Вербальные |
|
№ |
обучение |
дней |
простые |
простые |
сложные |
сложные |
|
1 |
3/1 |
3:19 |
46.3 |
21.4 |
36.8 |
20.0 |
|
|
3/2 |
3:08 |
72.2 |
64.3 |
78.9 |
75.0 |
|
2 |
3/1 |
3:18 |
90.8 |
83.1 |
|
|
|
|
3/2 |
3:09 |
87.7 |
60.6 |
|
|
|
3 |
3/1 |
6:04 |
91.4 |
83.1 |
95.0 |
100.0 |
|
|
3/2 |
6:00 |
86.2 |
93.2 |
95.0 |
100.0 |
|
4 |
3/1 |
3:18 |
91.2 |
95.0 |
95.0 |
100.0 |
|
|
3/2 |
3:11 |
78.9 |
100.0 |
95.0 |
100.0 |
|
5 |
2/1 |
6:00 |
11.7 |
97.2 |
|
|
|
6 |
2/1 |
6:00 |
71.2 |
73.0 |
|
|
|
7 |
2/1 |
5:27 |
84.5 |
82.7 |
|
|
|
8 |
2/1 |
5:28 |
68.0 |
76.7 |
|
|
|
9 |
2/1 |
6:04 |
95.7 |
46.4 |
|
|
|
10 |
2/1 |
5:26 |
0.0 |
100.0 |
0.0 |
94.4 |
|
11 |
2/1 |
2:26 |
93.1 |
44.1 |
90.0 |
80.0 |
|
12 |
2/1 |
2:24 |
100.0 |
24.7 |
|
|
|
Среднее по испытуемым |
|
|
73.1±29.5 |
71.6±25.8 |
73.2±35.7 |
83.7±27.6 |
|
± ст. откл. |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее по испытуемым |
|
|
82.2±9.0 |
81.2±12.9 |
91.5+6.5 |
92.5±11.7 |
|
I группы |
|
|
|
|
|
|
|
± ст. откл. |
|
|
|
|
|
|
