近日,脑机团队大二本科生陈荣滔、谢楚雯和张嘉慧在潘家辉教授、游琪副研究员指导下的研究成果“A Progressive Multi-Domain Adaptation Network with Reinforced Self-Constructed Graphs for Cross-Subject EEG-Based Emotion and Consciousness Recognition”被中国人工智能学会(CAAI)的B类推荐期刊IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering(中科院康复医学一区,IF=5.2)录用。本论文于2025年3月7日投稿,2025年8月23日录用。
情绪识别技术在脑机接口领域能发挥重要作用,但受限于个体差异与数据跨域特性,存在两大核心瓶颈:一是难以提取既保留情绪信息又具跨域普适性的特征,二是不同个体间的联合概率分布难对齐。为此,我们提出了一种创新的基于强化学习的自构图多域适应网络(如图1所示),为该领域带来突破性进展。
我们引入强化自构图模块,基于强化学习机制,动态构建适应性图表示,精准捕捉脑电图数据特征,实现领域不变神经特征的高效提取,如图2所示。同时,开创性地提出EEG-CutMix策略,融合余弦相似性筛选相似个体、通道保留动态CutMix技术生成混合样本,并巧妙融入高斯噪声,全方位提升数据鲁棒性。此外,搭建增强数据驱动的PMDA框架,借助动态调度机制逐步对齐分布,配合多目标损失函数实现个体间联合概率分布精准对齐,从多维度攻克技术难关。更值得一提的是,该域适应框架已成功应用于南方医科大学珠江医院12位意识障碍患者的意识水平检测中,为临床神经康复领域开辟全新技术路径,彰显了其在实际医疗场景中的巨大潜力。
图1:模型整体框架图
图2:强化自构图模块详细结构
为了直观地展示模型的分类性能,该论文绘制了模型的AUC和ROC曲线(如图3所示)。从图中可以看出,该模型展现出快速的学习能力和强大的分类性能,其AUC分数在训练过程中迅速收敛至较高水平。最终的ROC曲线也进一步验证了这一结果。具体来说,在SEED数据集上获得0.983的平均分数,在SEED-IV数据集上获得0.961的平均分数。
图3:AUC和ROC曲线