警觉度是指人对客观事物的警觉程度,包括注意力的集中程度和对应急事件的反应能力。随着计算机技术高速发展,人类更多的是作为机器工作的监督者,面对的更多状况是一定时间内警觉度的下降、注意力的短时分散而非过度的体力或脑力疲劳,警觉度的下降易造成工作者绩效下降甚至工作失误等严重后果,尤其是在医疗、航天等需要精确操作的工作中,警觉度的高度保持十分重要。因此,研究警觉度的变化规律,建立有效的警觉度检测系统,进而研究有效的对抗措施来维持警觉度水平甚至提高警觉度,具有十分重要的意义。本文设计了基于传统Mackworth时钟测试的新型MCT警觉度检测实验,实验过程中测量被试者的脑电信号、心电信号、皮肤电阻信号以及脉搏波信号,结合实验中的行为学结果,分析任务过程中被试者警觉度的变化情况。通过数据处理及导联和特征降维,对警觉度建立回归模型。同时,在诱导被试者警觉度下降后,对被试者施加Beta频段双耳差频声音刺激,以期通过差频声音诱发大脑频率跟随响应,达到提升警觉度的效果。此外,实验过程中穿插MMN声音刺激实验,以研究非注意下被试者的警觉度变化情况。本文得到的主要结论有:MCT警觉度任务能够有效诱导被试者警觉度下降。通过自下而上搜索技术对脑电特征进行降维,最后得到32个脑电信号特征。将脑电特征、心电特征、脉搏波特征及皮肤电阻特征相结合,建立警觉度预测回归模型,拟合优度可达0.885。任务过程中通过施加Beta频段双耳差频声音刺激,短时间内被试者脑电信号Beta频段功率上升,任务反应正确率上升,反应时间下降,因此Beta频段双耳差频声音刺激能在一定时间内提升大脑活跃程度。但差频刺激的持续影响效果并不明显,且在撤掉声音刺激后,被试者的警觉度又能有所回升。此外研究还发现,随着注意下警觉度的下降或提升,非注意下的警觉度与其变化趋势一致,但变化更为剧烈。本文初步研究了警觉度模型并对双耳差频提高警觉度进行了探讨,为进一步研究更快速有效检测和提高警觉度奠定了基础。