EEG-Based Effective Connectivity Analysis for Attention Deficit Hyperactivity Disorder Detection Using Color-Coded Granger-Causality Images and Custom Convolutional Neural Network

Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)

Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) is prevalent worldwide, affecting approximately 8-12% of children. Early detection and effective treatment of ADHD are crucial for improving academic, social, and emotional outcomes. Despite numerous studies on ADHD detection, existing models still lack accuracy distinguishing between ADHD and healthy control (HC) children.


This study introduces an innovative methodology that utilizes granger causality (GC), a well-established brain connectivity analysis technique, to reduce the required EEG electrodes. We computed GC indexes (GCI) for the entire brain and specific brain regions, known as regional GCI, across different frequency bands. Subsequently, these GCIs were transformed into color-coded images and fed into a custom-developed 11-layer convolutional neural network.


The proposed model is evaluated through a five-fold cross-validation, achieving the highest accuracy of 99.80% in the gamma frequency band for the entire brain and an accuracy of 98.50% in distinguishing the theta frequency band of the right hemisphere of ADHD and HC children by only using eight electrodes.


The proposed framework provides a powerful automated tool for accurately classifying ADHD and HC children. The study’s outcome demonstrates that the innovative proposed methodology utilizing GCI and a custom-developed convolutional neural network can significantly improve ADHD detection accuracy, improving affected children’s overall quality of life.

International Clinical Neuroscience Journal, Volume:10 Issue: 1, Winter 2023
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!