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Machine Learning in Detecting Auditory Sequences in Magnetoencephalography Data: Research Project in Computational Modelling and Simulation

Spielt Ihr Gehirn Ihre letzten Lebenserfahrungen ab, während Sie sich ausruhen? Eine offene Frage in den Neurowissenschaften ist, welche Ereignisse unser Gehirn wiederholt und gibt es eine Korrelation zwischen der Wiederholung und der Dauer des Ereignisses?

In dieser Studie habe ich versucht, dieser Frage nachzugehen, indem ich Magnetenzephalographie-Daten aus einem Experiment zum aktiven Hören verwendet habe. Die Magnetenzephalographie (MEG) ist ein nicht-invasives Neuroimaging-Verfahren, das verwendet wird, um die Gehirnaktivität zu untersuchen und die Gehirndynamik bei Wahrnehmungs- und kognitiven Aufgaben insbesondere in den Bereichen Sprache und Hören zu verstehen. Es zeichnet das in unserem Gehirn erzeugte Magnetfeld auf, um die Gehirnaktivität zu erkennen.

Ich baue eine Pipeline für maschinelles Lernen, die einen Teil der Experimentdaten verwendet, um die Klangmuster zu lernen und dann das Vorhandensein von Geräuschen im späteren Teil der Aufnahmen vorhersagt, in denen die Teilnehmer untätig sitzen mussten und kein Ton zugeführt wurde. Das Ziel der Untersuchung der Testwiedergabe von gelernten Klangsequenzen in der Nachhörphase. Ich habe ein Klassifikationsschema verwendet, um Muster zu identifizieren, wenn MEG auf verschiedene Tonsequenzen in der Zeit nach der Aufgabe reagiert.

Die Studie kam zu dem Schluss, dass die Lautfolgen über dem theoretischen Zufallsniveau identifiziert und unterschieden werden können und bewies damit die Gültigkeit unseres Klassifikators. Darüber hinaus könnte der Klassifikator die Geräuschsequenzen in der Nachhörzeit mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit vorhersagen, aber um die Modellergebnisse über die Nachhörzeit zu validieren, sind mehr Beweise erforderlich. / Does your brain replay your recent life experiences while you are resting? An open question in neuroscience is which events does our brain replay and is there any correlation between the replay and duration of the event?

In this study I tried to investigate this question by using Magnetoencephalography data from an active listening experiment. Magnetoencephalography (MEG) is a non-invasive neuroimaging technique used to study the brain activity and understand brain dynamics in perception and cognitive tasks particularly in the fields of speech and hearing. It records the magnetic field generated in our brains to detect the brain activity.

I build a machine learning pipeline which uses part of the experiment data to learn the sound patterns and then predicts the presence of sound in the later part of the recordings in which the participants were made to sit idle and no sound was fed. The aim of the study of test replay of learned sound sequences in the post listening period. I have used classification scheme to identify patterns if MEG responses to different sound sequences in the post task period.

The study concluded that the sound sequences can be identified and distinguished above theoretical chance level and hence proved the validity of our classifier. Further, the classifier could predict the sound sequences in the post-listening period with very high probability but in order to validate the model results on post listening period, more evidence is needed.

Identiferoai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:81997
Date17 November 2022
CreatorsShaikh, Mohd Faraz
ContributorsTechnische Universität Dresden
Source SetsHochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden
LanguageEnglish
Detected LanguageGerman
Typedoc-type:conferencePoster, info:eu-repo/semantics/conferencePoster, doc-type:Text
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
Relationurn:nbn:de:bsz:14-qucosa2-821702, qucosa:82170

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