【摘要】：在當(dāng)代社會(huì)中，許多行業(yè)需要在崗操作者在工作中保持較高的警覺(jué)度水平以保證其良好的工作績(jī)效，但隨著社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，工作時(shí)間的延長(zhǎng)容易導(dǎo)致操作者出現(xiàn)警覺(jué)度下降的情況，尤其對(duì)于航空航天，交通運(yùn)輸及醫(yī)療衛(wèi)生等特殊行業(yè)，操作者警覺(jué)度下降而引起的注意力渙散或操作失誤均可能造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此，探求有效的大腦警覺(jué)度提高措施已成為一項(xiàng)重要的研究課題。 大腦諧振效應(yīng)是生物體對(duì)外界刺激的自主反應(yīng)，通過(guò)此效應(yīng)研究物理刺激因子對(duì)大腦生理狀態(tài)的影響有著重要的意義。基于穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位，本課題擬通過(guò)alpha頻率（10Hz）藍(lán)光視覺(jué)刺激誘導(dǎo)大腦節(jié)律的變化，增強(qiáng)腦電快波成分，并利用包括主觀(guān)評(píng)測(cè)、自發(fā)腦電及誘發(fā)腦電在內(nèi)的一套較為系統(tǒng)的警覺(jué)度檢測(cè)方法，論證其提高大腦警覺(jué)度的可行性。本文的主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面： （1）通過(guò)36小時(shí)睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)建立機(jī)體低警覺(jué)度生理模型，確定視覺(jué)刺激參數(shù)并設(shè)計(jì)了alpha頻率藍(lán)光視覺(jué)刺激前后的自發(fā)及誘發(fā)腦電對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 （2）應(yīng)用腦電信號(hào)功率譜估計(jì)、參數(shù)分析、事件相關(guān)同步/去同步化、重心頻率及樣本熵等信號(hào)處理方法對(duì)比分析了視覺(jué)刺激前后的自發(fā)腦電數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在刺激作用影響下，自發(fā)腦電快波成分明顯增加而慢波成分得到有效抑制，腦電信號(hào)重心頻率從低頻向高頻遷移且復(fù)雜度顯著增加，表明alpha頻率藍(lán)光視覺(jué)刺激可以有效調(diào)節(jié)并增強(qiáng)腦電的快波節(jié)律，激活大腦皮層，促進(jìn)大腦覺(jué)醒及警覺(jué)度水平的提升。 （3）針對(duì)警覺(jué)度的不同內(nèi)涵，通過(guò)時(shí)域特征提取對(duì)比分析了視覺(jué)刺激前后CNV、P3a、P3b及MMN誘發(fā)電位特征及行為學(xué)表現(xiàn)，分析結(jié)果顯示視覺(jué)刺激后，大腦的警覺(jué)度保持能力、緊急事件的反應(yīng)能力及信息自動(dòng)加工處理能力明顯提高。 綜上所述，本文從多個(gè)角度論證了alpha頻率藍(lán)光視覺(jué)刺激提高大腦警覺(jué)度的可行性與有效性，其可望為交通運(yùn)輸業(yè)及其他領(lǐng)域的作業(yè)安全性調(diào)控提供新思路及新方法。
[Abstract]:In contemporary society, many industries need to maintain a high level of vigilance in their work to ensure their good performance, but with the increasing competition in the society, Prolonged working hours tend to lead to reduced alertness among operators, especially in special industries such as aerospace, transportation, medical and health, etc. The loss of attention or operational errors caused by the decrease of the operator's alertness may cause heavy casualties and property losses. Therefore, it has become an important research topic to explore effective measures to improve the alertness of the brain. Brain resonance effect is the autonomous response of organism to external stimuli. It is of great significance to study the effects of physical stimulation factors on the physiological state of brain. Based on the steady-state visual evoked potential (VEP), we intend to induce the change of brain rhythm through alpha frequency (10Hz) blue light visual stimulation, enhance the components of EEG fast wave, and use subjective evaluation. A set of systematic alertness detection methods, including spontaneous EEG and evoked EEG, were used to demonstrate the feasibility of improving brain alertness. The main contents of this paper are as follows: (1) the physiological model of low alertness is established through the 36-hour sleep deprivation experiment. The parameters of visual stimulation were determined and the contrast experiments of spontaneous and evoked EEG before and after alpha frequency blue light visual stimulation were designed. (2) EEG power spectrum estimation, parameter analysis, event-related synchronization / desynchronization were used. The spontaneous EEG data before and after visual stimulation were compared and analyzed by signal processing methods such as barycentric frequency and sample entropy. The experimental results show that under the influence of stimulation, the composition of spontaneous EEG fast wave increases significantly, and the slow wave component is effectively inhibited, and the gravity center frequency of EEG signal migrates from low frequency to high frequency, and the complexity increases significantly. The results showed that alpha frequency blue ray visual stimulation could effectively regulate and enhance the fast wave rhythm of EEG, activate the cerebral cortex and promote the improvement of brain arousal and alertness. (3) according to the different connotations of alertness, Time domain feature extraction was used to compare and analyze the characteristics of evoked potential and behavior of CNV P3aI P3b and MMN before and after visual stimulation. The results showed that the brain maintained its alertness after visual stimulation. The ability of emergency response and automatic processing of information is improved obviously. To sum up, this paper demonstrates the feasibility and effectiveness of alpha frequency blue light visual stimulation in improving brain alertness, which is expected to provide new ideas and methods for safety regulation in transportation and other fields.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：R338

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張金鳳,邱天爽;誘發(fā)電位波形提取方法及進(jìn)展[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2003年04期

2 王金娥;;工作記憶、注意與一般液態(tài)智力[J];和田師范專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào);2010年01期

3 張崇;鄭崇勛;歐陽(yáng)軼;于曉琳;;基于腦電功率譜特征的腦力疲勞分析[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2008年01期

4 毛科俊;趙曉華;房瑞雪;榮建;劉小明;;駕駛疲勞聲音對(duì)策有效性的駕駛模擬[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2010年06期

5 譚郁玲;腦電地形圖在腦血管病中的應(yīng)用[J];國(guó)外醫(yī)學(xué)(腦血管疾病分冊(cè));1994年01期

6 伍國(guó)鋒,張文淵;腦電波產(chǎn)生的神經(jīng)生理機(jī)制[J];臨床腦電學(xué)雜志;2000年03期

7 王炳浩,魏建勤,吳永紅;汽車(chē)駕駛員瞌睡狀態(tài)腦電波特征的初步探索[J];汽車(chē)工程;2004年01期

8 張羽;錢(qián)志余;李韙韜;張建華;;α頻率光刺激腦電信號(hào)同步化的初步研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程研究;2009年03期

9 吳正華;堯德中;;不同顏色單色光產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位的比較[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2008年05期

10 燕楠;王玨;魏娜;宗良;;基于樣本熵的注意力相關(guān)腦電特征信息提取與分類(lèi)[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2007年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 周鵬;基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口的研究[D];天津大學(xué);2007年

2 李寧;睡眠剝奪對(duì)大腦認(rèn)知能力及腦電特征的影響研究[D];天津大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蒲賢潔;基于腦電的神經(jīng)反饋技術(shù)及應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2011年

2 呂靜;抑郁癥患者認(rèn)知功能的事件相關(guān)電位研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2005年

3 孫麗;不同認(rèn)知方式個(gè)體的事件相關(guān)電位研究[D];山東師范大學(xué);2005年

4 白冬梅;腦電信號(hào)的特性分析與特征提取[D];大連理工大學(xué);2006年

5 高湘萍;基于腦電的意識(shí)任務(wù)特征提取與識(shí)別方法研究[D];安徽大學(xué);2006年

6 胡人君;腦機(jī)接口應(yīng)用中的思維任務(wù)分類(lèi)研究[D];安徽大學(xué);2007年

7 李治;磁誘導(dǎo)睡眠儀的效果研究及改進(jìn)[D];天津大學(xué);2007年

8 谷少東;基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口的研究與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2008年

9 蔡任燕;視覺(jué)刺激對(duì)聽(tīng)覺(jué)響度判斷影響的研究[D];上海交通大學(xué);2008年

10 吳堅(jiān);獨(dú)立分量分析在腦電信號(hào)處理中的應(yīng)用[D];長(zhǎng)安大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：2166476