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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。