A vast majority of spiking neural networks (SNNs) are trained based on inductive biases that are not necessarily a good fit for several critical tasks that require low-latency and power efficiency. Inferring brain behavior based on the associated electroenchephalography (EEG) signals is an example of how networks training and inference efficiency can be heavily impacted by learning spatio-temporal dependencies. Up to now, SNNs rely solely on general inductive biases to model the dynamic relations between different data streams. Here, we propose a graph spiking neural network architecture for multi-channel EEG classification (EEGSN) that learns the dynamic relational information present in the distributed EEG sensors. Our method reduced the inference computational complexity by $\times 20$ compared to the state-of-the-art SNNs, while achieved comparable accuracy on motor execution classification tasks. Overall, our work provides a framework for interpretable and efficient training of graph spiking networks that are suitable for low-latency and low-power real-time applications.


翻译:大多数脉冲神经网络(SNN)的训练基于归纳偏差,这些偏差不一定适合需要低延迟和功率效率的多个关键任务。基于相关的脑电图(EEG)信号推断大脑行为是一种网络训练和推理效率可能受到时空依赖关系影响的情况。到目前为止,SNN仅依赖于一般归纳偏差来建模不同数据流之间的动态关系。在此,我们提出了一种基于图形脉冲神经网络的多通道脑电图分类体系结构(EEGSN),它学习了分布式EEG传感器中存在的动态关系信息。与现有的SNN相比,我们的方法将推理计算复杂度降低了20倍,同时在运动执行分类任务方面获得了可比较的准确性。总的来说,我们的工作提供了一个框架,用于解释和高效训练适用于低延迟和低功率实时应用的图形脉冲网络。

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