FPGA实现的高频视觉刺激控制器优化SSVEP实验

"基于FPGA的高频视觉刺激控制器的设计" 本文主要探讨了在视觉诱发电位(VEP)研究中，特别是在稳态视觉诱发电位(SSVEP)领域，如何克服传统视觉刺激器在高频刺激产生的局限性。SSVEP是一种在高刺激率下观察到的电生理现象，它反映大脑神经节律对刺激信号的响应，具有广泛的应用价值。然而，现有的视觉刺激器在产生超过3rev/s的刺激时，存在图像失真、触发信号延迟和同步性问题。 传统的视觉刺激器有两种类型：一是基于单片机的系统，虽然稳定性好，但灵活性不足，不易修改刺激模式；二是基于PC的软件驱动系统，灵活性高，但受操作系统和CPU性能影响，时间精度难以保证。在使用MATLAB生成超过30rev/s的图像刺激时，这些问题尤为突出。 针对这些问题，文章提出了基于FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)的高频视觉刺激控制器。FPGA作为一种可重构硬件，能够提供更高的时钟频率和实时处理能力，适合作为高性能视觉刺激器的基础。作者何超文、林霖和喻德旷设计了一款控制器，使用Verilog HDL硬件描述语言编程，实现了图像刺激的高效生成。 实验结果表明，基于FPGA的视觉刺激控制器具有时间精度高、准确性好和同步性强的优势。这使得它能够有效地产生高频刺激信号，满足SSVEP研究对刺激器的严格要求。这样的设计不仅提高了实验数据的可靠性，也为后续的神经科学研究提供了更为精确的工具。 总结来说，该研究通过FPGA技术解决了传统视觉刺激器在高频刺激时存在的问题，为SSVEP研究提供了一种创新的解决方案。这种基于硬件的控制器不仅增强了系统的灵活性，也显著提升了同步性和准确性，对于进一步理解视觉系统的工作机制和开发新的神经功能评估方法具有重要意义。