Machine Learning-Based Comparison of EEG Signals During Associative Equivalence Learning with Visual Stimuli of Varying Complexity

Kiss Ádám
Machine Learning-Based Comparison of EEG Signals During Associative Equivalence Learning with Visual Stimuli of Varying Complexity.
Doktori (PhD) értekezés, Szegedi Tudományegyetem (2000-).
(2026)

[thumbnail of thesis.pdf]
Előnézet
Szöveg (Disszertáció)
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial.

Download (5MB) | Előnézet
    [thumbnail of tezisfuzet.pdf]
    Előnézet
    Szöveg (Tézisfüzet)
    Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial.

    Download (85kB) | Előnézet
      [thumbnail of booklet.pdf]
      Előnézet
      Szöveg (Tézisfüzet)
      Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial.

      Download (79kB) | Előnézet
        [thumbnail of alairt.PDF]
        Előnézet
        Szöveg (Melléklet)
        Download (232kB) | Előnézet
          [thumbnail of kiss_related_publications.pdf]
          Előnézet
          Szöveg (Kapcsolódó saját publikációk)
          Download (3MB) | Előnézet

            Absztrakt (kivonat) idegen nyelven

            Associative learning is a fundamental cognitive process that enables individuals to form connections between stimuli and responses. This thesis investigates the neural mechanisms underlying associative learning using electroencephalography (EEG) and machine learning techniques. The study compares two tasks: the original Rutgers Acquired Equivalence Test (RAET) and a simplified, feature-reduced version called Polygon. By analyzing cortical activity, the research aims to understand how stimulus complexity and verbalizability influence learning processes. EEG signals were recorded from participants performing both tasks and preprocessed using Independent Component Analysis (ICA) to isolate neural components. Machine learning classifiers, including Long Short-Term Memory (LSTM) networks and Support Vector Classification (SVC), were employed to detect differences in brain activity between the two tasks. The analysis focused on distinct brain regions, such as the frontal, temporal, occipital, and parietal lobes, to assess their roles in learning, attention, and decision-making. Key findings reveal that the frontal region shows the most significant differences between the RAET and Polygon tasks. These differences are linked to varying levels of attention, memory load, and decision-making processes influenced by stimulus complexity. In contrast, the parietal region exhibited minimal variation, suggesting its role is less affected by stimulus features. Although limited in sample size, this study demonstrates the effectiveness of combining EEG with machine learning to uncover cortical activity patterns in associative learning. The findings provide a foundation for future research and highlight the potential of these methods to advance our understanding of cognitive processes.

            Mű típusa: Disszertáció (Doktori (PhD) értekezés)
            Publikációban használt név: Kiss Ádám
            Magyar cím:Eltérő összetettségű képi asszociációs egyenértékűségi tanulások EEG jeleinek összehasonlítása gépi tanulással
            Témavezető(k):
            Témavezető neve
            Beosztás, tudományos fokozat, intézmény
            MTMT szerző azonosító
            Nagy Attila
            egyetemi oktató, PhD habil, SZTE SZAOK Élettani Intézet
            10012540
            Kelemen András
            egyetemi oktató, PhD, SZTE JGYPK, TTIK
            10026888
            Szakterület:03. Orvos- és egészségtudomány > 03.01. Általános orvostudomány > 03.01.05. Idegtudományok (benne pszichofiziológia) > 03.01.05.01. Neurális képalkotás és neurális számítástudomány
            Doktori iskola:Kísérletes- és Megelőző Orvostudományi Doktori Iskola (2025-) > Elméleti Orvostudományok Doktori Iskola
            Tudományterület / tudományág:Orvostudományok > Elméleti orvostudományok
            Nyelv:angol
            Védés dátuma:2026. január 20.
            Terjedelem:66
            Kulcsszavak:associative learning, human, visual, stimulus complexity, verbalizability, electrophysiology, independent component analysis, artificial intelligence, EEG
            EPrint azonosító (ID):12478
            A mű MTMT azonosítója:37180083
            doi:https://doi.org/10.14232/phd.12478
            A feltöltés ideje:2025. feb. 26. 17:54
            Utolsó módosítás:2026. júl. 30. 12:53
            URI:https://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/12478
            Védés állapota: védett

            Actions (login required)

            Tétel nézetTétel nézet