视觉通道是大脑感知外界环境的重要途径,基于闪光刺激的大脑状态调控技术是神经工程领域热点研究方向之一。大脑警觉度是指大脑对外界事物的警觉状态,长时间、高强度脑力负荷容易脑力疲劳,诱发警觉度下降,行为学反应变慢,甚至危害人的生命和财产安全。因此,研究基于物理因子的大脑警觉度快速调节技术具有重要的研究意义。本论文在课题组“物理因子的大脑谐振效应”科学假设和前期相关实验研究基础上,重点探索了基于闪光刺激大脑谐振效应的大脑警觉度调控技术的关键问题。研究了双眼同目标和分目标相位差闪光刺激的大脑稳态视觉诱发电位响应规律,为选择最佳闪光刺激参数提供理论指导。同时建立脑力负荷疲劳模型并采用beta频段闪光刺激,探究其对大脑警觉性的影响作用,利用行为学、实验和生理参数检测和分析大脑警觉状态,证实其调控大脑警觉度的可行性。本文内容安排如下:1)设计双眼同目标及双眼分目标多相位差共四种闪光刺激模式。对比分析时域幅值图及稳态视觉诱发电位响应,探究不同闪光刺激模式的稳态视觉诱发电位响应规律,实验结果表明,beta频段的双眼同目标闪光刺激具有较好的稳态视觉诱发电位响应,可作为调控警觉度的刺激手段,双眼同目标诱发的响应幅值最高。2)设计beta频段闪光刺激手段,通过N-back脑力负荷任务诱发警觉度下降,并施加beta频段的闪光刺激。分析与警觉度相关的电生理信号特征,发现闪光刺激后脑电特征中大部分导联处beta频段的能量增加,部分电极Lempel-Ziv复杂度升高,N-back任务时正好相反。闪光刺激后,心电RR间期减小,心率变异性中低频与高频之比以及李雅普诺夫指数增大。这表明,beta频段的闪光刺激可以调控大脑节律,提升大脑警觉性。本文初步探索了视觉闪光刺激对大脑警觉度调控的可行性与有效性,为该方法未来的实用化奠定了理论和实验基础。