論文の概要: Evaluating the structure of cognitive tasks with transfer learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02408v1
- Date: Fri, 28 Jul 2023 14:51:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-14 01:49:02.992441
- Title: Evaluating the structure of cognitive tasks with transfer learning
- Title(参考訳): 伝達学習による認知タスクの構造評価
- Authors: Bruno Aristimunha, Raphael Y. de Camargo, Walter H. Lopez Pinaya,
Sylvain Chevallier, Alexandre Gramfort, Cedric Rommel
- Abstract要約: 本研究では,脳波復号処理における深層学習表現の伝達可能性について検討した。
最近リリースされた2つのEEGデータセット上で、最先端デコードモデルを用いて広範な実験を行う。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 67.22168759751541
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Electroencephalography (EEG) decoding is a challenging task due to the
limited availability of labelled data. While transfer learning is a promising
technique to address this challenge, it assumes that transferable data domains
and task are known, which is not the case in this setting. This study
investigates the transferability of deep learning representations between
different EEG decoding tasks. We conduct extensive experiments using
state-of-the-art decoding models on two recently released EEG datasets, ERP
CORE and M$^3$CV, containing over 140 subjects and 11 distinct cognitive tasks.
We measure the transferability of learned representations by pre-training deep
neural networks on one task and assessing their ability to decode subsequent
tasks. Our experiments demonstrate that, even with linear probing transfer,
significant improvements in decoding performance can be obtained, with gains of
up to 28% compare with the pure supervised approach. Additionally, we discover
evidence that certain decoding paradigms elicit specific and narrow brain
activities, while others benefit from pre-training on a broad range of
representations. By revealing which tasks transfer well and demonstrating the
benefits of transfer learning for EEG decoding, our findings have practical
implications for mitigating data scarcity in this setting. The transfer maps
generated also provide insights into the hierarchical relations between
cognitive tasks, hence enhancing our understanding of how these tasks are
connected from a neuroscientific standpoint.
- Abstract(参考訳): 脳波デコード(EEG)はラベル付きデータの限られた可用性のために難しい課題である。
転送学習は、この課題に対処する有望なテクニックであるが、転送可能なデータドメインとタスクが知られていると仮定している。
本研究では,異なる脳波復号タスク間での深層学習表現の転送可能性について検討する。
最近リリースされた2つの脳波データセットであるERP COREとM$3$CVで、140以上の被験者と11の認知タスクを含む最先端デコーディングモデルを用いて広範な実験を行った。
深層ニューラルネットワークを1つのタスクで事前学習し、その後のタスクをデコードする能力を評価することにより、学習した表現の伝達可能性を測定する。
私たちの実験では、線形プローブ転送でもデコード性能が大幅に向上し、最大28%の利得が純粋な教師付きアプローチと比較できることを実証した。
さらに、特定のデコードパラダイムが特定の脳活動や狭い脳活動を誘発する証拠を発見できる一方、幅広い表現の事前学習の恩恵を受けるものもある。
脳波デコードにおけるトランスファー学習の利点を明らかにすることで,本手法におけるデータ不足の軽減に有効であることを示す。
伝達マップは認知的タスク間の階層的関係についての洞察も与えるので、神経科学的な観点からこれらのタスクがどのように接続されているかの理解を深めることができます。
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