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dc.contributor.author
Gatti, Ramiro Hernán
dc.contributor.author
Atum, Yanina Verónica
dc.contributor.author
Schiaffino, Luciano
dc.contributor.author
Jochumsen, Mads
dc.contributor.author
Biurrun Manresa, José Alberto
dc.date.available
2021-10-07T16:05:44Z
dc.date.issued
2020-01
dc.identifier.citation
Gatti, Ramiro Hernán; Atum, Yanina Verónica; Schiaffino, Luciano; Jochumsen, Mads; Biurrun Manresa, José Alberto; Decoding kinetic features of hand motor preparation from single-trial EEG using convolutional neural networks; Wiley Blackwell Publishing, Inc; European Journal of Neuroscience; 53; 2; 1-2020; 556-570
dc.identifier.issn
0953-816X
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/143154
dc.description.abstract
Building accurate movement decoding models from brain signals is crucial for many biomedical applications. Predicting specific movement features, such as speed and force, before movement execution may provide additional useful information at the expense of increasing the complexity of the decoding problem. Recent attempts to predict movement speed and force from the electroencephalogram (EEG) achieved classification accuracies at or slightly above chance levels, highlighting the need for more accurate prediction strategies. Thus, the aims of this study were to accurately predict hand movement speed and force from single-trial EEG signals and to decode neurophysiological information of motor preparation from the prediction strategies. To these ends, a decoding model based on convolutional neural networks (ConvNets) was implemented and compared against other state-of-the-art prediction strategies, such as support vector machines and decision trees. ConvNets outperformed the other prediction strategies, achieving an overall accuracy of 84% in the classification of two different levels of speed and force (four-class classification) from pre-movement single-trial EEG (100 ms and up to 1,600 ms prior to movement execution). Furthermore, an analysis of the ConvNet architectures suggests that the network performs a complex spatiotemporal integration of EEG data to optimize classification accuracy. These results show that movement speed and force can be accurately predicted from single-trial EEG, and that the prediction strategies may provide useful neurophysiological information about motor preparation.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Wiley Blackwell Publishing, Inc
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
BRAIN COMPUTER INTERFACE
dc.subject
DEEP LEARNING
dc.subject
MOVEMENT PREDICTION
dc.subject
MULTI-CLASS CLASSIFICATION
dc.subject
NEURAL ENGINEERING
dc.subject.classification
Ingeniería Médica
dc.subject.classification
Ingeniería Médica
dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
dc.title
Decoding kinetic features of hand motor preparation from single-trial EEG using convolutional neural networks
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2021-09-07T14:08:46Z
dc.journal.volume
53
dc.journal.number
2
dc.journal.pagination
556-570
dc.journal.pais
Reino Unido
dc.journal.ciudad
Londres
dc.description.fil
Fil: Gatti, Ramiro Hernán. Universidad Nacional de Entre Ríos. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática; Argentina. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Ingeniería en Rehabilitación e Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Atum, Yanina Verónica. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Ingeniería en Rehabilitación e Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Schiaffino, Luciano. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Ingeniería en Rehabilitación e Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Jochumsen, Mads. Aalborg University; Dinamarca
dc.description.fil
Fil: Biurrun Manresa, José Alberto. Universidad Nacional de Entre Ríos. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Investigación y Desarrollo en Bioingeniería y Bioinformática; Argentina. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería. Departamento de Bioingeniería. Laboratorio de Ingeniería en Rehabilitación e Investigaciones Neuromusculares y Sensoriales; Argentina. Aalborg University; Dinamarca
dc.journal.title
European Journal of Neuroscience
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ejn.14936
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/https://doi.org/10.1111/ejn.14936
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