Исследование посвящено изучению возможности сокращения площади электрокортикографических (ЭКоГ) сеток без потери точности классификации движений кисти с целью создания более безопасных и менее инвазивных имплантируемых ИМК.

В экспериментах приняли участие девять пациентов с эпилепсией, у которых с помощью высокоплотных ЭКоГ-сеток от 32 до 128 каналов регистрировалась нейронная активность сенсомоторной коры.

Анализ проводился на четырех наборах данных, включавших задачи классификации на 4, 5 и 8 классов при выполнении сгибаний пальцев, жестов и их комбинаций в сравнении с состоянием покоя. Для оценки эффективности декодирования высокочастотной спектральной мощности в диапазоне 60–130 Гц ученые провели исчерпывающий перебор всех возможных прямоугольных подсеток внутри исходных матриц с использованием метода опорных векторов.

В качестве ключевой метрики качества в исследовании использовался взвешенный F1-score (чтобы учесть дисбаланс между классами), в то время как процент правильных ответов (%correct / accuracy) авторы отдельно не вычисляли и не приводили, отдавая предпочтение F1 из-за особенностей набора данных.

Результаты показали, что площадь ЭКоГ-сеток может быть уменьшена на 75–94% от исходного размера без ощутимой потери качества классификации, если электроды расположены над наиболее информативными зонами коры.

Качество декодирования оставалось стабильным при уменьшении размеров подсеток вплоть до критического порога около 60 мм², ниже которого наблюдался резкий спад показателей. Небольшие подсетки площадью чуть выше этого порога демонстрировали высокие показатели F1-score в диапазоне 81.64–99.71%, что полностью сопоставимо с результатами полноразмерных сеток площадью свыше 230 мм², где F1-score составлял 82.85–96.75%.

Анализ каналов показал, что наиболее важные электроды локализуются в районах первичной моторной и соматосенсорной коры вдоль центральной борозды.

С клинической точки зрения такое уменьшение площади матриц позволяет сократить необходимый объем краниотомии, а также минимизировать хирургические риски и послеоперационную нагрузку на пациентов. В итоге авторы делают вывод, что компактные ЭКоГ-импланты с относительно небольшим числом электродов способны точно распознавать до семи различных движений кисти, открывая путь к созданию безопасных и эффективных нейропротезов.

https://link.springer.com/article/10.1007/s12021-026-09807-z