Влияние выбора стратегии формирования обучающего множества и способа фильтрации на эффективность ИМК, основанного на спектрометрии в ближнем инфракрасном диапазоне

Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2022. Т. 72. № 5. С. 728–738.

Исаев М. Р., Бобров П. Д.

В работе предлагается алгоритм работы интерфейса мозг–компьютер, основанного на регистрации гемодинамической активности с помощью спектрометрии в ближнем инфракрасном диапазоне (БИКС), который адаптирован для применения в целях реабилитации двигательных нарушений. Алгоритм включает способ фильтрации, учитывающий частоту предъявления инструкций с целью минимизации временной задержки в целевом частотном диапазоне, последовательную классификацию состояния покоя и выполняемых мысленных задач, а также дообучение классификатора интерфейса на ранее полученных данных. Влияние предложенного способа фильтрации, дообучения и выбора меньшего числа каналов на точность распознавания воображаемых движений оценивается на данных трех серий экспериментов, проведенных ранее в лаборатории с участием здоровых добровольцев. Показано, что удаление шумовых низкочастотных составляющих сигнала БИКС с помощью предложенной фильтрации значимо увеличивает точность классификации, как и дообучение на предыдущих сессиях того же человека, а число каналов регистрации можно уменьшить без потери точности распознавания.

Ключевые слова: фильтрация, filtration, motor imagery, brain-computer interface, интерфейс мозг-компьютер, воображение движений, near-infrared spectroscopy, спектрометрия ближнего инфракрасного диапазона