RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 10. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления // Архив

Вестн. С.-Петербург. ун-та. Сер. 10. Прикл. матем. Информ. Проц. упр., 2025, том 21, выпуск 1, страницы 92–111 (Mi vspui651)

Информатика

Detection of attention state in children with autism spectrum disorder based on neural network classification of electroencephalograms

[Выявление состояния внимания у детей с расстройствами аутистического спектра на основе нейросетевой классификации электроэнцефалограмм]

P. A. Lyakhov, U. A. Lyakhova, V. A. Baboshina, V. V. Baryshev, N. N. Nagornov

North-Caucasus Federal University, 1, ul. Pushkina, Stavropol, 355017, Russian Federation

Аннотация: Расстройство аутистического спектра (РАС) — это неврологическое состояние, характеризующееся нарушениями социального взаимодействия. Такой диагноз имеет экономические и социальные последствия из-за его высокой распространенности и связанной с ним заболеваемости. Данные с датчиков электроэнцефалограммы (ЭЭГ) являются числовыми и служат входными для прогнозов на основе машинного обучения. Входные данные включают характеристики, извлеченные из сигналов ЭЭГ, такие как отношение тета/бета, тета/альфа и другие относительные показатели мощности, которые тесно связаны с когнитивным контролем и динамикой внимания. Эти данные организованы в сбалансированные классы «Внимание» и «Нет внимания», включающие в общей сложности 33 936 образцов. В настоящей статье предлагаются 12 взвешенных и средневзвешенных ансамблевых моделей для повышения точности прогнозирования сигналов внимания у людей с РАС. Для ансамблирования были разработаны и обучены с помощью различных оптимизаторов три многослойные архитектуры персептрона. Точность используемой ансамблевой модели из трех многослойных персептронов достигла 95.90 %. Полученные результаты могут способствовать развитию новых диагностических и образовательных подходов, а также послужить основой для будущих исследований, применяющих методы машинного обучения и создания инновационных технологий для тренировки внимания.

Ключевые слова: электроэнцефалограмма, расстройство аутистического спектра, нейронная сеть, обработка электроэнцефалограмм, ансамблирование, многослойный линейный персептрон.

УДК: 004.891.3

MSC: 68T01

Поступила: 28 июня 2024 г.
Принята к печати: 12 декабря 2024 г.

Язык публикации: английский

DOI: 10.21638/spbu10.2025.107



© МИАН, 2026