记忆是对学习的信息进行编码、存储及再现的过程,是人脑最重要的功能之一。但是随着现代生活节奏的加快,大量信息的涌入以及社会压力引发的心理问题等,越来越多的人出现了记忆力衰退的现象。另外随着我国人口老龄化的加剧,我国已经成为世界上老年人口最多的国家,而老年人的记忆力会随着身体器官的衰老而减退,严重者可导致轻度认知障碍,并可能发展为痴呆,对老年生活带来极大影响。因此,记忆衰退已经是现代社会面临的一个严峻问题。目前针对记忆力下降的主要方法有训练法、药物法以及物理疗法等,其中最新研究成果表明睡眠状态下的经颅电刺激和迷走神经刺激干预技术,为记忆巩固提供了新的策略。本论文借助神经科学领域的最新研究成果,立足于睡眠过程中慢波振荡促进记忆巩固这一核心机制理论,研制出一款基于脑电信号(electroencephalogram,EEG)反馈的多模式记忆巩固刺激设备。该设备可以采集睡眠过程中八通道脑电信号传送至上位机端,上位机进行实时数据处理提取慢波信号,判断当前睡眠状态为慢波睡眠时发送命令给下位机刺激设备,刺激设备有两种模式,经颅电刺激(transcranial electrical stimulation,tES)和迷走神经刺激(vagus nerve stimulation,VNS),同时为了更好地采集睡眠过程中的脑电信号,本论文设计了粉红噪声发生器来促进睡眠效果,从而完成了一套采集刺激一体化的闭环设备研制。该设备由以下模块组成:脑电采集模块、上位机处理模块、经颅电刺激模块、迷走神经刺激模块和粉红噪声发生器模块。脑电采集模块由预处理电路和高精度模数转换芯片ADS1299组成,预处理电路包括高低通滤波电路和工频陷波电路,八通道脑电信号经过滤波放大和模数转换后传送至上位机端进行数据处理;上位机处理模块包括慢波睡眠检测算法和图形用户界面(graphical user interface,GUI)软件,对采集到的脑电信号进行实时处理,判断为慢波睡眠状态时发送刺激命令给下位机,同时在GUI界面显示;经颅电刺激模块包括ARM控制单元、FPGA波形发生单元和模拟电路,上位机命令经由ARM控制单元发送给FPGA波形发生单元产生四路刺激信号,通过模拟电路进行数模转换和放大后输出;迷走神经刺激模块由信号发生单元和升压电路组成,接收到上位机命令后对人体施加双侧耳部迷走神经刺激;粉红噪声发生器模块主要包括主控单元和音频单元,主控单元产生粉红噪声数据经过音频单元转换为音频信号后通过耳机输出,以此来促进睡眠,提高睡眠脑电采集的效果。本论文针对目前人们记忆衰退的普遍现状,提出研制一款基于EEG反馈的多模式记忆巩固刺激设备,通过采集睡眠脑电信号,经过数据分析判断为慢波睡眠状态时,施加经颅电刺激和迷走神经刺激来达到记忆巩固的目的。经过系统模块测试和整体测试,本论文所研制设备各方面功能达到预期要求,满足科研实验的需求,同时为以后更好的设备研发打下基础。