利用虛擬實境駕駛模擬進行雙重任務下分心之腦波反應研究

Abstract

駕駛者分心已經證實是造成車禍發生的重大原因之一。因此，本論文以腦電波(Electroencephalogram, EEG)來探討駕車行為下人類分心效應的腦部反應變化。研究中使用虛擬實境技術之動態駕車裝置，來模擬真實之駕車環境。在此實驗中，我們設計非預期性的車子偏移與數學問題的出現，來探討雙重任務所造成的分心效應。同時，為了進一步探討偏移和數學此二種任務在不同時間出現下的相互影響程度，我們設計了五個在事件出現時間點上有差異的狀況，並找出二種任務在不同的出現時間點，所造成腦電波上分心效應的反應變化。EEG訊號經過獨立成份分析(Independent Component Analysis, ICA)後分離成數個獨立的訊號源，再利用事件相關頻譜擾動(Event Related Spectral Perturbation, ERSP)來計算事件發生前與後的頻譜變化，並經由此來觀察腦不活動在不同時間點上的頻譜差異。結果發現在額葉的區域，Theta 頻帶 (5~7.8 Hz) 和 Beta 頻帶 (12.2~17 Hz) 的能量會因為分心效應而增強。在枕葉區域，觀察到因為視覺刺激所誘發的反應現象以及因為回答數學問題按按鍵所產生的放鬆現象。在運動皮質區觀察到在 Alpha 頻帶因為事件誘發的能量抑制。以上所發現的腦部活化結果在不同受測者均可以觀察到相同的反應。由以上這些結果我們能證明在駕駛事件與數學題目出現時間點有差異的狀況下，行為反應和腦波反應也相對應有變化。此一實驗結果也發現在額葉區域的Theta頻帶能量增強變化可以作為日後偵測駕駛者在實際駕駛中是否有分心的指標。