第一章 緒論
1-1 研究動機
近幾年來，隨著科技的日新月異，生理訊號相關研究領域逐漸被重視。
其中，越來越多研究在腦波的分析上有所著墨，人們已經能輕而易舉地透過儀器 的量測，得知大腦腦波發出的訊號，進一步利用這些腦波訊號來觀察人類的生理 反應或情緒反應。
而關於觸覺對於腦波的影響相關研究依然很少，若是針對觸覺對於腦波分析，
透過腦波分析結果，結合醫學的方面去作探討，將會是病患的一大福音，比方說 可以對植物人做冷熱刺激的實驗，偵測的腦波病患的腦波，判斷病患的腦部對於 溫度是屬於無意識狀態抑或是有意識狀態，進一步幫助醫療人員找出被誤診為植 物人的患者做更有效的治療或者是幫助植物人透過腦波與外界溝通等等。
在本篇論文中，我們主要探討對不同的受測者所作了高溫與低溫的實驗，透 過儀器擷取腦波，經過頻譜分析，來分析人們在不同的溫度環境情況下腦波頻率 反應的特點。
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1-2 文獻回顧
腦波是由神經元細胞內的樹突接收訊號，樹突然後將訊息傳送到細胞本體，再 由軸突將訊息自細胞體傳出，藉由腦波偵測儀器經過頭皮電極所紀錄的在活動時 產生的電位變化就是腦波。而隨著科技日新月異，腦波相關的技術也越來越成熟 了，懂得解讀腦波就像是學會讀心術一般，進入人類大腦將腦波轉化成語言。
因為正常人在閉眼與開眼時，腦波之中的 α 波的能量會有很大的差異，閉眼 時的 α 波會大於開眼時的 α 波能量[1,2]，而另一方面閉眼能有較少的眼動訊號(EOG) 干擾，故本研究選用在閉眼狀態對溫度變化的腦波做深入的研究，另外一方面當 處於閉眼狀態時，可減少眼動訊號(EOG)對腦波的偵測電極點
Fp 、
1Fp 的影響。
2以往的許多腦波研究中，大多是做音樂相關的分析，例如：2005 年臺北醫學 大學醫學資訊研究所的林威志[3]在畢業論文中討論到 32 位受測者接受重金屬音樂、
鋼琴奏鳴曲、受測者的自選音樂、無音樂狀態四種不同音樂刺激的情境下，所產 生的腦波反應。由研究結果可以得知，當聆聽重金屬音樂時，Alpha 波的能量最小。
在無音樂的情況下，Gamma 波的能量較小。顯示聆聽音樂時會出現 Gamma 波，
另一方面，當聆聽重金屬音樂時會降低 Alpha 波的能量。
Schaefer, Rebecca S.等人[4]在 2011 年發表的論文中探討音樂與影像對腦波的
影響，其研究結果發現在影像與音樂的刺激下，在觀測影像時會比聆聽音樂有強 的 Alpha 波。而相較於腦波對音樂的研究，我們發現比較少對溫度對腦波的方面 深入做分析，所以本人便以溫度對腦波的關係做探討。
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在溫度對腦波的試驗中，Tom Deboer 與 Irene Tobler 提出的論文[5]針對倉鼠在 睡眠時的非快速動眼期睡眠(NREM)及快速動眼期睡眠(REM)，所作的攝氏 20 度到 攝氏 34 度的溫度變化進行分析，我們可以發現相較於非快速動眼期，在快速動眼 期的期間，當溫度越低，0.25Hz-25Hz 出現的頻率會越低，而且出現的頻率主要是 位於 7Hz 以下。以此篇作為啟發，本論文則是針對正常人類在清醒時，在聆聽音 樂的同時，作溫度變化的識別。
Bethany Christmann [6]則是研究果蠅的大腦如何識別冷熱，對於小昆蟲們來說 即使很小的溫度變化都是有可能致命的，而它們需要一個更有效率的系統檢測這 些危險的溫度變化並且躲開危險，那就是藏身在他們體內的冷感受器與溫感受器。
同樣的在人類的皮膚表面一樣具有冷感受器與溫感受器，但身體各處的分布密度 不相同，而冷感受器的個數也比溫感受器的個數還要多了許多，Eus J.W. Van Someren 等人[7]提出在不同溫度時冷感受器與溫感受器的神經元反應頻率，在圖 中可以發現 15℃位於痛感受器與冷感受器的範圍交界，而 45℃位於痛感受器與溫 感受器的範圍交界，因此本論文選用了這兩個溫度當作實驗溫度，以利用以分辨 高低溫。
圖 1-1 不同溫度時冷感受器與溫感受器的神經元反應頻率[7]
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Peng Fei Chang 等人[8]亦討論到冷熱對大腦的刺激，在此篇論文中可以發現經 過冷熱的刺激之後，alpha-1(8-11Hz)及 alpha-2(11-14Hz)有明顯的變化，另外一方 面也可以看出主要的變化區域是位於後腦部份，但事實上我們所收集到的腦波並 不是單一的，而是由大腦內多個運作系統所產生的電流脈衝所構成的，摻雜了許 多雜訊，要明確的指出腦波訊號的來源具有相當程度的困難。另外，先前許多研 究擷取後腦電極點的訊號時，量測前需要先洗頭髮再塗抹上一層導電膠，較為不 便，再者，也容易因為頭髮的緣故造成電極點接觸不良，因此本論文使用選用乾 式電極的頭戴式腦波儀擷取前額腦波訊號來討論腦波頻率的特性，希望由前額擷 取訊號在分辨高低溫時也能夠達到很好的準確度。
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1-3 章節概要
本篇論文內容主要分為五個章節，第一章緒論主要介紹研究動機以及探討其 它腦波相關研究。第二章介紹腦波研究背景與以及研究中會用到的原理。第三章 介紹研究設備及提出數據分析方法。第四章探討腦波與觸覺觸發的相關性。第五 章則提出結論並提出未來相關發展的可能性。
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