論文の概要: HDND: Hierarchical Dynamic Neural Decoding for Multilingual Word/Character Retrieval from Non-Invasive Brain Recordings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24095v2
- Date: Wed, 30 Sep 2026 04:56:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 18:57:25.289473
- Title: HDND: Hierarchical Dynamic Neural Decoding for Multilingual Word/Character Retrieval from Non-Invasive Brain Recordings
- Title(参考訳): HDND:非侵襲脳記録からの多言語単語/文字検索のための階層的動的ニューラルネットワークデコーディング
- Abstract要約: 本稿では,階層型動的ニューラルデコーディング(Hyerarchical Dynamic Neural Decoding,HDND)を提案する。
本研究では, 英語, オランダ語, マンダリン語, カントン語にまたがる7つの脳磁図および脳磁図データセットを用いたHDNDの評価を行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.0589607847589773
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: While deep learning has enabled language decoding from intracranial brain recordings, extending this capability to non-invasive recordings remains an unresolved challenge. Decoding individual words from non-invasive brain recordings is particularly difficult, as word-level neural evidence is weak, temporally distributed, and entangled with acoustic, lexical, and semantic structure. Existing retrieval pipelines often collapse these factors into a single representation, potentially discarding information available at intermediate temporal scales. Here, we introduce Hierarchical Dynamic Neural Decoding (HDND), a hierarchical dynamic decoding framework that treats word decoding as structured refinement rather than flat label retrieval. HDND combines intermediate neural representations, contextual semantic predictions, and, for selected reading conditions, an auxiliary character-form objective. We evaluate HDND across seven electroencephalography (EEG) and magnetoencephalography (MEG) datasets spanning English, Dutch, Mandarin, and Cantonese listening, reading, and reading-aloud conditions. Across the nine-condition word-retrieval benchmark, the proposed HDND yields a higher participant-averaged balanced Top-10 point estimate than the matched contextual word-decoding baseline in every condition and achieves the highest mean among all compared methods in eight of nine conditions. Across the same nine matched conditions, HDND also yields higher token-micro and pooled word-macro Top-10 point estimates in every setting. Sentence retrieval favors HDND in eight of nine conditions, while auditory speech-segment retrieval is mixed across the six listening conditions. These results show that hierarchical residual refinement can improve multilingual word retrieval from heterogeneous non-invasive brain recordings.
- Abstract(参考訳): 深層学習は頭蓋内脳の記録から言語解読を可能にしているが、この能力を非侵襲的な記録に拡張することは未解決の課題である。
非侵襲的な脳記録から個々の単語を復号することは特に困難であり、単語レベルの神経証拠は弱く、時間的に分布し、音響的、語彙的、意味的な構造と絡み合っている。
既存の検索パイプラインはしばしばこれらの因子を単一の表現に分解し、中間時間スケールで利用可能な情報を破棄する可能性がある。
本稿では,階層型動的ニューラルデコーディング(Hyerarchical Dynamic Neural Decoding,HDND)を提案する。
HDNDは、中間的神経表現、文脈的意味予測、および選択された読解条件に対して補助的な文字形式目的を結合する。
本研究では, 英語, オランダ語, マンダリン語, カントン語にまたがる7つの脳磁図および脳磁図データセットを用いたHDNDの評価を行った。
9条件の単語検索ベンチマーク全体を通して,提案したHDNDは,一致した文脈の単語復号ベースラインよりも平均的トップ10点推定値が高く,9条件中8条件で比較した手法の中で最も高い平均値が得られる。
同じ9つの一致した条件の中で、HDNDは全ての設定において高いトークンマイクロとプールドワードマクロトップ10点の推定値を得る。
文検索は9つの条件のうち8つの条件でHDNDを好ましく、聴覚的音声分割検索は6つの聴取条件で混合される。
これらの結果から,階層的残差改善は異種非侵襲的脳波記録からの多言語単語検索を改善することが示唆された。
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