BBCI Report 研究预览
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表征对照 · 匹配的冻结编码器

预训练有用吗?

有时有用。CBraMod 在两个任务、两种分类头设置下都有提升;LaBraM 在脑力负荷上有提升,在运动想象/静息上没有。这些是匹配的冻结编码器结果,以任务、数据划分和三次随机初始化为条件——不是通用的模型排名。

预训练贡献的配对对比

预训练减随机初始化,分类头条件保持一致

每个随机初始化的架构都对三个初始化种子取平均。预训练与随机初始化编码器使用相同的数据划分、池化方式和岭回归分类头。

被试平均平衡准确率之差。区间为被试配对 bootstrap 区间,以三次随机初始化为条件。
任务 / 模型固定 alpha 100训练集内选定 alpha
LaBraM运动想象 / 静息 · n=10−2.42 pp−5.94 至 +1.03 pp预训练带来的差值 −2.42 pp−3.56 pp−7.00 至 −0.19 pp预训练带来的差值 −3.56 pp
CBraMod运动想象 / 静息 · n=10+6.39 pp+3.06 至 +9.50 pp预训练带来的差值 +6.39 pp+7.89 pp+4.53 至 +11.11 pp预训练带来的差值 +7.89 pp
LaBraM脑力负荷 · n=36+8.12 pp+4.97 至 +11.40 pp预训练带来的差值 +8.12 pp+7.99 pp+4.74 至 +11.42 pp预训练带来的差值 +7.99 pp
CBraMod脑力负荷 · n=36+5.90 pp+2.31 至 +9.57 pp预训练带来的差值 +5.90 pp+6.73 pp+3.12 至 +10.43 pp预训练带来的差值 +6.73 pp

实测分数

两种分类头设置都完整列出

分类头的超参数只在嵌套交叉验证的内层训练被试上选择。两种设置都列出,避免事后用测试分数来挑选设置。

固定分类头 · alpha 100 · 被试平均平衡准确率。
任务 / 模型预训练编码器随机初始化编码器均值配对差值
LaBraM运动想象 / 静息53.5%55.9%3 次初始化−2.42 pp−5.94 至 +1.03 pp
CBraMod运动想象 / 静息62.9%56.5%3 次初始化+6.39 pp+3.06 至 +9.50 pp
LaBraM脑力负荷64.6%56.5%3 次初始化+8.12 pp+4.97 至 +11.40 pp
CBraMod脑力负荷62.3%56.4%3 次初始化+5.90 pp+2.31 至 +9.57 pp
训练集内选定分类头 · alpha 100 / 10,000 / 1 · 被试平均平衡准确率。
任务 / 模型预训练编码器随机初始化编码器均值配对差值
LaBraM运动想象 / 静息52.9%56.5%3 次初始化−3.56 pp−7.00 至 −0.19 pp
CBraMod运动想象 / 静息62.7%54.9%3 次初始化+7.89 pp+4.53 至 +11.11 pp
LaBraM脑力负荷64.4%56.5%3 次初始化+7.99 pp+4.74 至 +11.42 pp
CBraMod脑力负荷68.4%61.7%3 次初始化+6.73 pp+3.12 至 +10.43 pp

固定的经典方法对照

52.3%
平衡准确率 52.3%

Log-covariance ridge · 运动想象 / 静息

95% 区间 48.5%–56.4%

固定的经典方法对照

61.9%
平衡准确率 61.9%

Log-covariance ridge · 脑力负荷

95% 区间 56.2%–67.6%

训练随机种子敏感性

波动范围不是置信区间

五个已有的 EEGNet 协议在 MPS 后端上用三个固定随机种子重新运行。这个范围只是小样本的训练敏感性检查,不取代已发布的点估计,也不描述总体层面的不确定性。

三个训练随机种子下的平衡准确率。样本标准差与极差的单位为百分点。
协议三次运行均值样本标准差极差
语义 ERPn=30 · 3,600 个试次60.50% / 60.42% / 60.33%60.42%0.08 pp0.17 pp60.33%–60.50%
P300n=21 · 2,520 个试次55.79% / 50.36% / 52.06%52.74%2.78 pp5.44 pp50.36%–55.79%
头皮睡眠分期n=20 · 3,000 个试次57.33% / 54.43% / 51.60%54.46%2.87 pp5.73 pp51.60%–57.33%
BETA · 选定 4 通道n=70 · 11,200 个试次44.77% / 44.42% / 45.03%44.74%0.30 pp0.61 pp44.42%–45.03%
BETA · 选定 8 通道n=70 · 11,200 个试次56.54% / 56.73% / 56.99%56.75%0.23 pp0.46 pp56.54%–56.99%

四个种子敏感性数据集的作者、版本、许可与来源记录,见数据使用与隐私 → 本次发布的来源(英文)

方法与局限

对比值为正能说明什么

这些对照只回答一个更窄的问题:与随机初始化编码器相比,预训练初始化是否对这个冻结架构、这种数据划分和这个分类头有帮助。

固定分类头与选定分类头

主分析把岭回归 alpha 固定为 100。敏感性分析只用内层训练被试,在 100、10,000 和 1 之间选择。两者都报告。

三个种子,一个队列

随机基线是三次编码器随机初始化的平均。这不是三个独立数据集,被试 bootstrap 也不包含完全重新训练带来的不确定性。

证据只对具体任务成立

运动想象/静息有 10 名被试、1,200 个试次;脑力负荷有 36 名被试、2,160 个试次。方法只能在相容的协议内比较排名。

预训练数据是否重叠尚不清楚

这项比较不能证明这些基准数据在预训练时未曾出现,也不能证明预训练在各任务或各适配预算下普遍有益。

运动想象 / 静息 · OpenNeuro ds003810 v2.0.2

Peterson et al. · CC0-1.0.

数据集记录 ↗

脑力负荷 · EEGMAT 1.0.0

Zyma et al. · Open Data Commons Attribution License 1.0.

PhysioNet 记录 ↗

数据来源: 已审核的聚合 JSON · schema bci-report-public-deployment-topics-v1 · 生成于 2026-09-20。