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4 个月前

MIRepNet:一种基于EEG的运动想象分类的流水线与基础模型

Dingkun Liu Zhu Chen Jingwei Luo Shijie Lian Dongrui Wu et al

MIRepNet:一种基于EEG的运动想象分类的流水线与基础模型

摘要

脑机接口(BCI)能够实现大脑与外部设备之间的直接通信。近年来,基于脑电图(EEG)的基础模型致力于在多种BCI范式之间学习通用表征。然而,这些方法忽视了不同范式间本质的神经生理学差异,从而限制了其泛化能力。尤为重要的是,在实际的BCI应用中,具体范式(如用于中风康复的运动想象MI或辅助机器人控制)通常在数据采集之前就已经确定。本文提出MIRepNet,首个专为运动想象(MI)范式设计的EEG基础模型。MIRepNet包含一个高质量的EEG预处理流程,其中整合了基于神经生理学知识的电极通道模板,可适配任意电极配置的EEG头戴设备。此外,我们提出了一种混合预训练策略,结合自监督的掩码标记重建与监督式的MI分类任务,从而在每个类别仅需少于30次试验的情况下,实现对新型下游MI任务的快速适应与高精度解码。在五个公开的MI数据集上的广泛评估表明,MIRepNet始终达到当前最优性能,显著优于各类专用模型与通用EEG模型。我们的代码将发布于GitHub\footnote{此https链接}。

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