稳态视觉诱发电位SSVEP：让大脑“看见频率”（12.19）

前言/INTRODUCTION

如果你盯着一个不断闪烁的图形看上几秒钟，会发生什么？

除了眼睛有点累，其实你的大脑正在悄悄做一件事：

它开始按照闪烁的节奏，同步地产生电信号

这种看不见、却真实存在的脑电反应，就是脑机接口中非常经典的一种信号——SSVEP，稳态视觉诱发电位。

01什么是 SSVEP？

诱发电位是当大脑受到脉冲电流、闪光或者变化的图像、连续的声音刺激时产生的神经动作电位或突触后电位。这种脑电位有一定的潜伏期，潜伏期的长短和刺激部位、记录部位的距离、神经冲动的传导速度等相关。

诱发电位主要有视觉诱发电位、听觉诱发电位以及触觉诱发电位三种。视觉诱发电位（Visual Evoked Potential，VEP）是大脑对于视觉刺激的一种自然响应信号，根据视觉刺激频率的不同，视觉诱发电位可以大致分为三类：

• 瞬时视觉诱发电位、
• 稳态视觉诱发电位（SSVEP）
• 伪随机码视觉诱发电位

瞬时视觉诱发电位的视觉刺激频率一般小于4Hz，刺激的时间间隔较长，能保证每个脑电诱发电位的完整呈现，一般应用于视觉研究。相比瞬态视觉诱发电位，SSVEP刺激模块闪烁的时间间隔可以小很多，但相邻刺激之间会发生重叠，导致诱发产生的响应信号时间上也发生重叠。

简单来说就是：

当人眼注视一个以固定频率闪烁的视觉刺激时，大脑视觉皮层会产生一个与该闪烁频率一致的脑电信号。也就是说：

• 看 10 Hz 闪烁 → 大脑里出现 10 Hz 的脑电
• 看 12 Hz 闪烁 → 大脑里出现 12 Hz 的脑电

02 SSVEP信号如何产生?

SSVEP信号的产生，是一个从外界物理刺激到大脑神经同步响应，最终表现为可测量脑电节律的完整链条。

外部视觉刺激

屏幕上不同区域（如按钮、图标）以特定频率（如12Hz、15Hz）和特定波形（通常是方波或正弦波调制）进行闪烁。每个目标被赋予一个独特的“频率标签”。

视觉通路与皮层响应

当你的眼睛注视并选择性注意其中一个闪烁目标时，信息传递路径如下：

视网膜感光细胞接收周期性光信号。

信号通过视神经、外侧膝状体传至大脑后部的初级视觉皮层。

最关键的一步发生了：视觉皮层中一大群神经元被节律性刺激所驱动，开始进行同步化的周期性放电。你可以把它想象成一大群原本各自活动的神经元，被外部闪烁的节奏“训练”成了步调一致的“合唱团”。

信号特征形成

这种大规模神经元的同步化活动，会在头皮表面产生非常微弱但规律性极强的电信号，即SSVEP。

03SSVEP信号被用来做什么？

在众多脑机接口技术中，SSVEP 经常被认为是最友好的一种。一方面，它完全不需要侵入大脑。只要在头皮上佩戴脑电电极，就可以采集到信号。这让它在安全性和接受度上都具有明显优势。另一方面，它对使用者的要求很低。很多脑机接口技术需要反复训练，学习如何“想象动作”或控制注意力，而 SSVEP 对大多数人来说几乎是本能的——会看就能用。

也正因为如此，SSVEP 往往能在短时间内获得较高的识别准确率，甚至实现相对快速的“脑控交互”。

案例1：用眼睛“看频率”来控制电动轮椅

基于SSVEP的刺激位置的界面系统

科学家们设计了一种基于 SSVEP 的脑机接口系统，用于帮助行动不便者控制电动轮椅：

屏幕上展示多个不同频率闪烁的目标（每个对应一个方向指令），如前进、左转、右转等,使用者只需要将注意力注视某一个目标,系统从脑电信号中识别出对应的频率,然后将识别结果转换为轮椅的实际控制命令.这个系统实现了多指令控制与实时驾驶，在实验中用户能通过注视不同频率的位置来切换方向，让轮椅按照意图移动。

案例 2｜混合脑机接口提升康复训练效果

SSVEP 也不是只单独用在控制设备上，它能和其他脑电范式（比如运动想象）结合，构建所谓的 混合脑机接口：

研究团队让使用者注视高频闪烁目标（产生 SSVEP），同时进行动作观察或运动想象,通过融合不同信号，系统能更好识别使用者意图

。此外，这种混合方式还可能更好地激活运动相关脑区，对神经康复训练有潜在的促进作用

例如清华大学的一个研究就证明，将高频 SSVEP 与动作观察 / 运动想象结合，能改善康复训练的识别效果，提升整体交互准确性。

SSVEP 让我们看到了一件很有意思的事：

人类的大脑并不需要被改造，也不需要额外训练，只要面对有节奏的视觉刺激，就会自然地做出回应。正是这种“顺着大脑本性来”的特征，让 SSVEP 成为了目前最成熟、也最容易落地的脑机接口技术之一。

但与此同时，它的边界也同样清晰。SSVEP 强烈依赖视觉刺激，这意味着使用者必须长时间注视闪烁目标。对一些人来说，这种持续的视觉负荷会带来疲劳甚至不适；对视力受限或无法稳定注视的人群而言，它也并非理想选择。更现实的问题是，在日常、自然的环境中，人并不会一直盯着规则闪烁的画面，这让 SSVEP 的使用场景难以完全摆脱“实验感”。

因此，SSVEP 并不是通向“读心术”的终极答案，而更像是一块重要的踏板。它证明了注意力本身可以被识别和利用，也为后续更自然、更低负担的脑机接口提供了坚实的基础。

部分文章参考：脑机接口社区

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