CN113197586B - 一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法，该方法包括三轮测验，每一轮测验设置三组图片依次显示播放，待检测人员头戴脑电帽观看依次显示的图片，所述的脑电帽分别采集并记录三轮测验中待检测人员的视觉脑电信号，作为判断自我意识是否存在以及是否不可变更的依据，所述的图片内容为待检测人员的名字或其他人员的名字，且每张图片中仅包含一个名字，与现有技术相比，本发明具有安全可靠、准确率高等优点。

Description

一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法
技术领域
本发明涉及脑机接口、信号处理、计算机技术等专业或领域，尤其是涉及一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法。
背景技术
当前全球有上亿人患有精神疾病，且目前治疗的方法较为单一，只能由患者反馈给医生治疗效果，具有很强的主观性，若医生无法准确获取患者的真实情况，医生所实施的治疗效果将会大打折扣，其工作效率也会降低。
脑机接口技术作为高科技领域，涉及人工智能、脑科学、类脑等领域，将人脑与外部设备连接，既可以获取人脑的信息，又可以对人脑施加影响。把脑机接口应用于辅助神经调控治疗，医生可以通过脑电信号直观了解到患者的实时情况，得到更客观、更准确的患者情况的反馈，从而实施相应的治疗，可以有效提高精神疾病医生的工作效率和治疗效果。因此，脑机接口可以使人类能更好地认识人脑，研究神经精神疾病，并通过脑机接口进行反馈治疗。
对于患有自我意识障碍的精神疾病患者，判断其是否具有自我意识，对医生的诊断和治疗有很大的辅助作用，可以为后续更加细致地研究大脑功能分布做一个准备工作，而目前只能由单一性心理学参与，因此亟需寻找新型的自我意识检测方法。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全可靠、准确率高基于视觉脑电信号的自我意识检测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法，该方法包括三轮测验，每一轮测验设置三组图片依次显示播放，待检测人员头戴脑电帽观看依次显示的图片，所述的脑电帽分别采集并记录三轮测验中待检测人员的视觉脑电信号，作为判断自我意识是否存在以及是否不可变更的依据，所述的图片内容为待检测人员的名字或其他人员的名字，且每张图片中仅包含一个名字。
进一步地，所述的三组图片中，第一组图片共计60张，其中30张图片的内容为待检测人员的名字，剩余30张图片的内容为任意不同陌生人的名字，所述的第一组图片用于检测待测试人员脑中是否有自我意识存在的痕迹。
进一步地，所述的三组图片中，第二组图片共计60张，其中30张图片的内容为待检测人员的名字，剩余30张图片的内容为与待检测人员名字仅一字之差的陌生人的名字，所述的第二组图片用于检测待测试人员脑中的自我意识是否不可变更。
进一步地，所述的三组图片中，第三组图片共计60张，其中30张图片的内容为与待检测人员名字仅一字之差的各不相同的名字，剩余30张图片的内容为与待检测人员名字中各个字均不相同的不同陌生人的名字。
进一步地，所述的三轮测验中，第一轮测验时，每一组中的图片随机进行播放，第二轮测验和第三轮测验时，播放的三组图片的内容和顺序均与第一轮测验相同。
优选地，每一轮测验之间设置10分钟休息时间。
进一步地，所述的三轮测验中，每张图片显示的间隔为3秒。
更进一步地，所述的第二轮测验中，当且仅当图片内容为与待检测人员名字仅一字之差的名字时，以恒定频率闪现显示该图片。
更进一步地，所述的第三轮测试中，所有图片以恒定频率闪现显示，用于加入稳态视觉诱发电位SSVEP。
更进一步优选地，所述的恒定频率设置为30Hz。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明非植入式采集脑电信号方式，通过新型的试验方法来记录脑电数据，可以直接并有效的证明自我意识的存在，可以为后续更加细致的研究大脑功能分布做一个准备工作，为相关神经精神疾病的治疗做好前期工作；
2)本发明利用待检测人员看到各种名字时的不同反应，通过多组图片的组合，并进行多轮测验，限制局部变量，再通过采集视觉脑电信号，获取脑电信号数据，相互证明自我意识的存在及其不可变更性，能够安全有效地进行检测，安全性高，且有利于研发者进行多次试验及后续改进；
3)本发明为验证自我意识的不可替代性和避免中后期待检测人员产生视觉疲劳感，在最后一轮加入SSVEP来给与正向刺激，使信号更强，使用中频段的刺激频率所诱发的SSVEP信号能产生的相应较大，使得试验数据更可靠，SSVEP是指当受到一个固定频率的视觉刺激的时候，人的大脑视觉皮层会产生一个连续的与刺激频率有关的响应。
附图说明
图1为本发明方法三轮测验的整体流程示意图；
图2为每一轮测验的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1和图2所示，本发明公开了一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法，本发明所需的设备包括：64通道脑电帽、无线EEG/ERP放大器、接收脑电信号数据的笔记本电脑、智能同步中心和待检测人员视觉测试的笔记本电脑。
脑电帽穿戴在待检测人员头上，帽上有64个湿电极，需要使用导电膏降低阻抗，待检测人员通过注视视觉检测的笔记本电脑屏幕中出现的图片完成测试，无线EEG/ERP放大器用于获取脑电电位信息，可在接口吻合的情况下通过磁力固定在脑电帽上，利用智能同步中心通过WIFI模块将采集的数据传送到电脑上，从而实现脑电信号采集。
本发明通过以下试验步骤来实现：
1、待检测人员佩戴好64通道的脑电帽并端坐于屏幕前方，电脑屏幕开始逐一显示只包含一个名字的图片，间隔3秒显示出下一张。第一组图片共计60张，其中30张是待检测人员的名字，剩余30张是随机出现的不同陌生人名字，并且随机显示。第一组图片播放完毕即记录好被试的脑电信号数据。
2、第二组图片共计60张，其中30张是待检测人员的名字，剩余30张是与待检测人员名字仅一字之差的同一名字，并且随机显示。第二组图片播放完毕即记录好被试的脑电信号数据。
3、第三组图片共计60张，其中30张是与待检测人员名字仅一字之差的各不相同的名字，剩余30张是与待检测人员名字毫无相似的随机出现的不同陌生人的名字，并且随机显示。第三组图片播放完毕即记录好被试的脑电信号数据。步骤1-3是第一轮测验。
4、第二轮测验的图片顺序是第一轮测验的图片顺序，区别是当且仅当图片内容为与待检测人员名字仅一字之差的名字时，以恒定频率30Hz显示。图片播放完毕即记录好被试的脑电信号数据。
5、第三轮测验是第一轮测验的重复，共计180张图片，区别是所有图片以恒定频率30Hz显示，图片播放完毕即记录好被试的脑电信号数据。
本发明通过视觉产生脑信号，其中信号采集设备用于待检测人员佩戴，采集经由视觉观察到的图片而是脑中产生含有信息的信号数据。
本发明分成三组图片的目的是进行对比，当显示待检测人员名字时，待检测人员脑中会更敏感反应明显，会意识到这是自己的名字，当显示不同陌生人名字时，待检测人员脑中没有刺激反应平淡，可以有效的从脑电信号中得到自我意识存在的痕迹。
在第二组图片和第三组图片中加入与待检测人员名字仅一字之差的名字是为了进一步验证待检测人员脑中的更强烈反应是因为看到自己的名字，当出现与自己名字高度相似的时候，其刺激反应也是不如自己的名字，可以强调自我意识的不可变更性。
在第二轮试验时，当与待检测人员名字仅一字之差的名字的图片显示时以恒定频率闪现，会加强刺激，但待检测人员的脑电信号还是在看到自己名字时的刺激更大，可以进一步证明自我意识的存在。
在第三轮试验时，加入稳态视觉诱发电位SSVEP的目的是加强对待检测人员视觉的刺激，使用中频段的刺激频率所诱发的SSVEP信号能产生的相应较大，使得试验数据更可靠，并且降低由于长时间的视觉反应产生的疲劳感，通过刺激来增加数据的可靠性。
本发明的原理为：待检测人员通过看到的各种名字会在大脑中产生反应，而只有看到自己的名字时大脑会更敏感反应会更强，以此得到的脑电信号数据可以证明自我意识的存在。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法，其特征在于，该方法包括三轮测验，每一轮测验设置三组图片依次显示播放，待检测人员头戴脑电帽观看依次显示的图片，所述的脑电帽分别采集并记录三轮测验中待检测人员的视觉脑电信号，作为判断自我意识是否存在以及是否不可变更的依据，所述的图片内容为待检测人员的名字或其他人员的名字，且每张图片中仅包含一个名字，所述的三组图片中，第一组图片共计60张，其中30张图片的内容为待检测人员的名字，剩余30张图片的内容为任意不同陌生人的名字，所述的第一组图片用于检测待测试人员脑中是否有自我意识存在的痕迹，所述的三组图片中，第二组图片共计60张，其中30张图片的内容为待检测人员的名字，剩余30张图片的内容为与待检测人员名字仅一字之差的陌生人名字，所述的第二组图片用于检测待测试人员脑中的自我意识是否不可变更，所述的三组图片中，第三组图片共计60张，其中30张图片的内容为与待检测人员名字仅一字之差的各不相同的名字，剩余30张图片的内容为与待检测人员名字中各个字均不相同的不同陌生人的名字，所述的三轮测验中，第一轮测验时，每一组中的图片随机进行播放，第二轮测验和第三轮测验时，播放的三组图片的内容和顺序均与第一轮测验相同，所述的第二轮测验中，当且仅当图片内容为与待检测人员名字仅一字之差的名字时，以恒定频率闪现显示该图片，所述的第三轮测试中，所有图片以恒定频率闪现显示，用于加入稳态视觉诱发电位SSVEP。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法，其特征在于，每一轮测验之间设置10分钟休息时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法，其特征在于，所述的三轮测验中，每张图片显示的间隔为3秒。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法，其特征在于，所述的恒定频率设置为30Hz。
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