清華大學生物醫學工程系的腦電波打字，也被廣泛地昵稱為“意念打字”，曾驚豔了無數人。

王甲在《挑戰不可能》節目中使用清華醫學院SSVEP技術腦電波打字

而在清華大學醫學技術研究中心或視友科技體驗過腦電波打字的學生們則早已知道，這是采用了穩态視覺誘發電位(SSVEP)技術。

穩态視覺誘發電位

誘發電位主要有視覺誘發電位、聽覺誘發電位以及觸覺誘發電位三種。視覺誘發電位由于簡單、方便被廣泛應用于腦電信号的研究中。當視覺收到光或者圖形閃爍等刺激時，腦電信号的電位會發生變化，這些電位的變化就是視覺誘發電位(Visual Evoked Potential, VEP)。

視覺誘發電位可以大緻分為三類：

瞬時視覺誘發電位（Transient Visual EvokedPotential， TVEP）;

穩态視覺誘發電位（Steady-State Visual EvokedPotential, SSVEP）;

僞随機碼視覺誘發電位。

SSVEP信号原理與基礎

關于SSVEP信号的原理，主流觀點認為大腦裡分布的各種神經網絡都有其固有的諧振頻率，在正常狀态下，這些神經網絡都是互不同步的，也是雜亂無章，沒有規律的，此時的腦電信号是自發腦電。當施加一個恒定頻率的外界視覺刺激時，與刺激頻率或諧波頻率相一緻的神經網絡就會産生諧振，導緻大腦的電位活動在刺激頻率或諧波頻率處出現明顯變化，由此産生SSVEP信号。

從生理上看，大腦的部位各有分工，不同皮層區域的感覺、運動、認知模塊相互獨立，如下圖所示，但各個功能模塊相互協作，形成一個有機的整體。在大腦處理感知信息的過程中，多種模塊并行工作。基于SSVEP信号的BCI系統就是通過檢測枕葉視覺區的EEG信号來判斷大腦的思維活動。

當人體受到一個固定頻率的閃爍或者變換模式的視覺刺激時，大腦皮層的電位活動将被調制，從而産生一個連續的且與刺激頻率有關（刺激頻率的基頻或倍頻處）的響應，這個響應具有和視覺刺激類似的周期性節律，即為穩态視覺誘發電位(SSVEP)。SSVEP信号表現在EEG腦電信号中則是在功率譜中能在刺激頻率或諧波上出現譜峰。通過分析檢測譜峰處對應的頻率，即能檢測到受試者視覺注視的刺激源，從而能識别受試者的意圖。

在使用視覺刺激裝置來獲取SSVEP信号時，在大腦皮層中與枕葉視覺區有關的腦電通道主要有六個，如下圖：

獲取SSVEP信号要注意的點

誘發SSVEP信号時對刺激源有一定的要求，在針對SSVEP信号的現實工程應用中要注意以下幾點：

（1）能誘發SSVEP幅度随頻率變化的響應曲線大緻可以分為三個區域:低頻區(4~15Hz), 中頻區(15~30Hz), 高頻區(30~60Hz)。不穩定的頻率無 法誘發穩定的SSVEP信号，将嚴重影響對信号識别的準确率，因此穩定的刺激頻率是必須的。

（2）不同人的SSVEP信号幅值不盡相同，對相同頻率的響應敏感程度也存在差異，同時，由于諧波成分的存在，要盡量避免一個刺激頻率是另一個刺激頻率的整數倍，否則将容易引起識别錯誤的情況。

（3）誘發SSVEP信号的刺激源要具有友好性，滿足受試者對于舒适性的要求，刺激頻率過高或是刺激強度過大容易導緻視覺疲勞而影響視力健康，甚至會誘發癫痫樣腦電活動。

參考

[1] 基于穩态視覺誘發電位的腦-機接口系統研究

[2] 基于SSVEP信号的在線BCI關鍵技術研究

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