摘要： 目的：稳态视觉诱发电位（SSVEPs）在基础神经科学研究和脑机接口中被广泛使用。稳态视觉诱发电位是由恒定频率的外界周期性视觉刺激诱发起的相对稳定的脑电反应。选择合适的刺激属性构造最优的刺激模式,可以增强SSVEP反应、提高对SSVEP的解码率。然而,不同刺激波形的占空比和工作周期如何影响SSVEP反应仍未有系统性研究报告。
方法：本研究记录被试（N = 16）注视屏幕中央闪烁圆盘（视角半径=1.8º）时的SSVEP反应。该圆盘在黑色背景上由白色（亮度=105cd/m²）到黑色（亮度=0.3cd/m²）之间变化。第一个实验是比较在3Hz的基频下三种不同的刺激波形及各自波形对应的占空比或工作周期的SSVEP反应,分别为5种占空比的方波（50%、40%、30%、20%、10%）、5种正弦波（sin¹、sin⁵、sin¹⁰、sin¹⁵、sin³⁰）和5种三角波（100%、80%、60%、40%、20%）。第二个实验探究了不同占空比的方波在不同闪烁频率下（3/6/10/15Hz）的SSVEP反应。实验中每个试次持续9秒,每个刺激条件重复8-12次,每个实验约30分钟。通过对平均脑电信号进行快速傅里叶变换,得到相关的频谱图并计算了SSVEP的信噪比（SNRs）。
结果：实验一结果显示,不论是哪一种波形类型,较短占空比的刺激（例如,10%占空比的方波、sin¹⁵正弦波、20%工作周期的三角波）的SNRs均高于较长占空比的刺激（例如,50%占空比的方波、sin¹正弦波、100%工作周期的三角波）。实验一中,我们发现10%占空比的方波引发的SNRs显著高于30%、40%和50%占空比的方波（P < .05）;指数为15的正弦波引发的SNRs显著高于指数为1的正弦波（P < .001）;20%工作周期的三角波引发的SNRs显著高于100%或80%工作周期的三角波（P < .01）。实验二结果与实验一类似,在4种频率下,较低占空比的方波引发的SNRs也更高。值得注意的是,占空比较低的刺激平均亮度较弱,但却引发了最强的SSVEP反应。
结论：我们的研究结果表明,较短占空比的方波或较短工作周期的正弦波和三角波,即"短脉冲刺激",能够引发更强的SSVEP反应。这为SSVEP研究和应用中刺激的优化提供了新的视角。

关键词: 脑电, 稳态视觉诱发电位, 视觉刺激优化, 短脉冲刺激