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随着立体显示技术的进步,从3D电视的普及到VR虚拟现实技术的兴起,消费者可以享受到前所未有的视觉体验。然而,长时间观看3D电视导致的疲劳、头晕、恶心等健康问题也引起了人们的关注。本文通过采集脑电和功能磁共振信号,利用复杂系统理论研究观看3D电视引起的大脑复杂度和大脑网络状态的改变,同时探讨了长时间观看3D电视诱发大脑疲劳的生理机制。本文主要工作如下:1、设计静息状态下的脑电实验,通过对观看2D/3D电视前后的脑电信号进行溯源定位,统计分析各脑区电流源密度差异。结果发现,观看3D电视前后枕叶舌回电流源密度具有显著性差异,同时与主观问卷结果显著相关,说明枕叶舌回区域与大脑疲劳密切相关,可作为特征脑区重点分析。2、研究观看2D/3D电视下脑电信号的复杂度。分析观看2D/3D电视前后及观看过程中脑电信号?、?、?、?四种特征波的多尺度熵,发现观看3D电视后枕叶脑电信号的复杂度显著减小,且在观看3D电视50分钟左右可能达到最疲劳状态。3、基于脑电信号使用格兰杰因果关系模型构建观看3D电视前后因效性脑网络。通过分析因效性脑网络的信息流向、度值等参数发现,疲劳状态下δ频段枕叶区域信息流向强度增强,同时中央区等导联的属性变化表明观看3D电视由于其画面逼真感和沉浸式体验,会触发运动想象相关脑区。4、基于静息态fMRI构建观看2D/3D电视前后功能性脑网络。设计观看2D/3D电视前后的静息态实验,根据各脑区时序信号的皮尔森相关系数构建功能性脑网络。以脑网络的功能连接、聚类系数、最短路径长度、全局效率、局部效率、节点效率等值作为指标衡量网络特性。结果发现,观看2D电视不会增加大脑处理负担,而观看3D电视需要大脑调控局部脑区的效率处理信息,且主要集中在颞叶与枕叶部分。5、使用社团划分算法分析观看2D/3D电视前后脑网络社团结构的变化。以模块度和社团作为衡量指标,结果发现观看3D电视后沿枕颞叶视觉通路出现激活,验证了观看3D电视需要大脑视觉通路对立体影像进行加工处理。同时,社团划分结果表明长时间观看3D电视诱发的大脑疲劳与视觉传导通路-颞叶-基底神经核神经环路密切相关。本文从复杂系统角度利用脑电和功能磁共振成像技术研究了观看2D/3D电视导致的大脑复杂度和大脑复杂网络的变化,探讨了观看3D电视诱发大脑疲劳的生理机制,研究结果可以为观看3D电视大脑疲劳评估及建立健全的3D电视健康标准提供客观依据。