● 摘要
脑电信号是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的功能状态及活动规律的总体反映，蕴含着丰富的大脑活动信息。在视线跟踪人机交互方式中，眼动技术可以有效地提取出注视点、注视时间、眨眼等信息，但无法有效辨别凝视、注视点分离、错觉识别等生理状态，而脑电技术可以通过波幅、潜伏期、电位变化等指标直接揭示大脑内部信息加工的生理机制，具有较高的时间分辨率，两者的结合在认知神经科学中具有重要的研究意义。
论文在研究脑电信号分析方法和平滑追随眼动的神经机制的基础上，分别对平滑追随眼动的初始阶段和闭环追随阶段进行了特征分析。首先根据电生理学实验范式设计了正弦追随和三角追随实验，利用独立成分分析得到了代表大脑皮层活动的信号分量。对比分析了初始阶段追随眼动和非追随眼动ERP脑图的动态变化过程，并提取了造成两种状态差异的追随眼动IC分量，经过计算，该分量对差异段的ERP贡献率超过90%。在闭环追随阶段，本文采用基于ERSP和ITC相结合的时频分析方法分析了代表大脑皮层活动的α节律和μ节律分量。伴随两种追随运动，在枕叶上部附近的α节律分量在10.5-12Hz和20.5-22Hz范围内出现了ERD现象。而只有在正弦追随眼动中，位于颞叶附近的μ节律分量在11.5-13Hz和22-23Hz范围内出现较为明显的ERS现象。
本文最后针对脑电信号信号弱、背景噪声强的特点，完成了调理脑电信号放大电路的设计，包括前置差分放大、仪表放大、高低通滤波、工频陷波等模块。并设计了基于labview的上位机采集程序。在实验室环境下采集到了闭目平静下的α节律信号。