EEG Connectivity Analysis Using Denoising Autoencoders for the Detection of Dyslexia

Francisco Jesus Martinez-Murcia ,
Andrés Ortiz ,
Juan Manuel Górriz ,
Javier Ramírez ,
Pedro Javier Lopez-Perez ,
Miguel López-Zamora ,
Juan Luis Luque
INT J NEURAL SYST 30 (7), 2020, 2050037
2023年11月23日
  • 简介
    这篇文章介绍了时间采样框架(TSF)理论,认为阅读障碍的特征语音困难是由于一个或多个时间频率上的非典型振荡采样引起的。LEEDUCA研究对儿童进行了一系列脑电图(EEG)实验,让他们听带有慢节奏韵律(0.5-1 Hz)、音节(4-8 Hz)或音素(12-40 Hz)频率的幅度调制(AM)噪声,旨在检测可能与阅读障碍相关的振荡采样感知差异。本研究的目的是检查这些差异是否存在,以及它们与儿童在常用于检测阅读障碍的不同语言和认知任务中的表现之间的关系。为此,估计了时间和频谱间的EEG连接,并训练了一个去噪自编码器(DAE)来学习连接矩阵的低维表示。通过相关和分类分析研究了这种表示,发现它能够以高于0.8的准确度和约为0.7的平衡准确度检测出阅读障碍患者。DAE表示的某些特征与儿童在音韵假设类别的语言和认知任务中的表现(如音韵意识和快速符号命名,以及阅读效率和阅读理解)显著相关($p<0.005$)。最后,对邻接矩阵进行了更深入的分析,发现DD患者颞叶电极(大致相当于主听觉皮层)之间的双侧连接减少,而F7电极(大致位于布罗卡区)的连接增加。这些结果为使用更客观的方法(如EEG)对阅读障碍进行补充评估铺平了道路。
  • 图表
  • 解决问题
    论文试图探讨在识别阅读障碍(dyslexia)方面,使用脑电图(EEG)的时间和频谱互连性的低维表示是否有效,以及这种方法如何与传统的语言和认知任务相关联。
  • 关键思路
    论文使用时间采样框架(TSF)来检测阅读障碍的特征,即在一个或多个时间率上出现非典型振荡抽样。研究通过估计脑电图互连性并使用自编码器(DAE)进行低维表示,发现这种方法可以有效地检测阅读障碍的存在并与传统任务相关联。
  • 其它亮点
    论文使用了脑电图实验来探讨阅读障碍的存在,使用自编码器来学习低维表示并检测阅读障碍,发现这种方法可以与传统任务相关联。研究发现,DD患者的颞叶电极之间的双侧连接减少,而F7电极的连接增加。
  • 相关研究
    最近的相关研究主要集中在使用EEG来检测阅读障碍方面,如“EEG-based detection of dyslexia using machine learning techniques”和“Neurophysiological correlates of developmental dyslexia: a review of recent electrophysiological and hemodynamic neuroimaging studies”。
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