当前位置:主页 > 医学论文 > 西医药论文 >

基于alpha频率蓝光视觉刺激提高大脑警觉度的研究

发布时间:2018-08-05 17:26
【摘要】:在当代社会中,许多行业需要在岗操作者在工作中保持较高的警觉度水平以保证其良好的工作绩效,但随着社会竞争的日益加剧,工作时间的延长容易导致操作者出现警觉度下降的情况,尤其对于航空航天,交通运输及医疗卫生等特殊行业,操作者警觉度下降而引起的注意力涣散或操作失误均可能造成重大的人员伤亡和财产损失,因此,探求有效的大脑警觉度提高措施已成为一项重要的研究课题。 大脑谐振效应是生物体对外界刺激的自主反应,通过此效应研究物理刺激因子对大脑生理状态的影响有着重要的意义。基于稳态视觉诱发电位,本课题拟通过alpha频率(10Hz)蓝光视觉刺激诱导大脑节律的变化,增强脑电快波成分,并利用包括主观评测、自发脑电及诱发脑电在内的一套较为系统的警觉度检测方法,论证其提高大脑警觉度的可行性。本文的主要内容包括如下几个方面: (1)通过36小时睡眠剥夺实验建立机体低警觉度生理模型,确定视觉刺激参数并设计了alpha频率蓝光视觉刺激前后的自发及诱发脑电对比实验。 (2)应用脑电信号功率谱估计、参数分析、事件相关同步/去同步化、重心频率及样本熵等信号处理方法对比分析了视觉刺激前后的自发脑电数据。实验结果显示,在刺激作用影响下,自发脑电快波成分明显增加而慢波成分得到有效抑制,脑电信号重心频率从低频向高频迁移且复杂度显著增加,表明alpha频率蓝光视觉刺激可以有效调节并增强脑电的快波节律,激活大脑皮层,促进大脑觉醒及警觉度水平的提升。 (3)针对警觉度的不同内涵,通过时域特征提取对比分析了视觉刺激前后CNV、P3a、P3b及MMN诱发电位特征及行为学表现,分析结果显示视觉刺激后,大脑的警觉度保持能力、紧急事件的反应能力及信息自动加工处理能力明显提高。 综上所述,本文从多个角度论证了alpha频率蓝光视觉刺激提高大脑警觉度的可行性与有效性,其可望为交通运输业及其他领域的作业安全性调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.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R338

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 张金凤,邱天爽;诱发电位波形提取方法及进展[J];北京生物医学工程;2003年04期

2 王金娥;;工作记忆、注意与一般液态智力[J];和田师范专科学校学报;2010年01期

3 张崇;郑崇勋;欧阳轶;于晓琳;;基于脑电功率谱特征的脑力疲劳分析[J];航天医学与医学工程;2008年01期

4 毛科俊;赵晓华;房瑞雪;荣建;刘小明;;驾驶疲劳声音对策有效性的驾驶模拟[J];吉林大学学报(工学版);2010年06期

5 谭郁玲;脑电地形图在脑血管病中的应用[J];国外医学(脑血管疾病分册);1994年01期

6 伍国锋,张文渊;脑电波产生的神经生理机制[J];临床脑电学杂志;2000年03期

7 王炳浩,魏建勤,吴永红;汽车驾驶员瞌睡状态脑电波特征的初步探索[J];汽车工程;2004年01期

8 张羽;钱志余;李韪韬;张建华;;α频率光刺激脑电信号同步化的初步研究[J];生物医学工程研究;2009年03期

9 吴正华;尧德中;;不同颜色单色光产生的稳态视觉诱发电位的比较[J];生物医学工程学杂志;2008年05期

10 燕楠;王珏;魏娜;宗良;;基于样本熵的注意力相关脑电特征信息提取与分类[J];西安交通大学学报;2007年10期

相关博士学位论文 前2条

1 周鹏;基于运动想象的脑机接口的研究[D];天津大学;2007年

2 李宁;睡眠剥夺对大脑认知能力及脑电特征的影响研究[D];天津大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 蒲贤洁;基于脑电的神经反馈技术及应用研究[D];电子科技大学;2011年

2 吕静;抑郁症患者认知功能的事件相关电位研究[D];第四军医大学;2005年

3 孙丽;不同认知方式个体的事件相关电位研究[D];山东师范大学;2005年

4 白冬梅;脑电信号的特性分析与特征提取[D];大连理工大学;2006年

5 高湘萍;基于脑电的意识任务特征提取与识别方法研究[D];安徽大学;2006年

6 胡人君;脑机接口应用中的思维任务分类研究[D];安徽大学;2007年

7 李治;磁诱导睡眠仪的效果研究及改进[D];天津大学;2007年

8 谷少东;基于运动想象的脑机接口的研究与设计[D];浙江大学;2008年

9 蔡任燕;视觉刺激对听觉响度判断影响的研究[D];上海交通大学;2008年

10 吴坚;独立分量分析在脑电信号处理中的应用[D];长安大学;2009年



本文编号:2166476

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/xiyixuelunwen/2166476.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d6bf7***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com