0和刺激传送模块135。
[0064]系统10包括可以实现为额部电极传感器设备100的生理数据获取模块140，以在通过刺激传送模块135呈现刺激或者刺激序列之前、期间和/或之后获取受试者的生理信号。例如，额部电极传感器设备100可以实现为从受试者获取电生理信号，例如，包括但不限于脑电图(EEG)信号数据和肌电图学(EMG)信号数据。在一些实现方式中，例如，额部电极传感器设备100可以包括电生理学感测电极(例如，EEG和/或EMG电极)或者其它类型的电生理学感测电极，耦合至信号获取设备(例如，耦合至存储器的模拟或者数字放大器)。
[0065]在一些实施例中，例如，可以在标准EEG系统中配置额部电极传感器设备100，标准EEG系统中刚性电极附着于受试者佩戴的帽子。在一些实施例中，例如，可以在使用可以佩戴在受试者身上(例如，直接应用于受试者皮肤上或者由受试者佩戴于可佩戴物品(例如，帽子))的柔性电子装置的便携式EEG系统中配置额部电极传感器设备100，其中额部电极传感器设备100与受试者头皮的额部区域物理接触。例如，可以在具有刚性电极的标准EMG系统或者在使用可以佩戴在受试者身上的柔性电子装置的便携式EMG系统中配置额部电极传感器设备100，其中额部电极传感器设备100与受试者头皮的额部区域物理接触。在该示例性配置中，刚性电极标准EMG系统或者便携式柔性电子装置EMG系统中的额部电极传感器设备100能够检测可以与受试者的睡意或者面部表情相关联的移动。
[0066]系统10包括分析预处理模块145以接收所获取的生理信号作为数据，以及在一些实现方式中，对所获取的数据执行预处理分析技术。例如，分析预处理模块145可以实现为在所获取的电生理学数据(例如，EEG数据)中标识示例性开始标记、对电生理学数据进行分段、对原始信号数据进行滤波以增大信噪比等等。在一些实现方式中，例如，可以在与示例性设备100通信的计算机设备中实现分析预处理145。在一些实现方式中，例如，可以在实现生理获取模块140的相同示例性设备(例如，额部电极传感器设备100)中配置分析预处理模块145。
[0067]系统10包括概况生成模块150以处理由额部电极传感器设备100获取的生理数据以提供对受试者(或者在一些示例中，群组)的认知或者感觉评估。例如，概况生成模块150处理生理数据以生成包括与所选择的概况类别(例如，认识评估概况或者意识状态概况)相关联的一个或者多个定量值的信息集152。例如，信息集152不只提供心理学和神经生理自然事件的测量。例如，概况可以提供一个人(或者群组)对特定问题的认识(例如，确定给定的人关于特定主题、事件、学习技巧或者甚至偏好的认识)水平和/或自觉(或者无意识)意识状态的个人(或者群组)评估。在系统10的一些实现方式中，例如，概况生成模块150还可以包括处理例如由行为信号数据获取模块(在图1C中未示出)从受试者或者个体群组(包括或者不包括受试者)获取的行为信号数据以提供对受试者或者群组的认知或者感觉评估。
[0068]图1D显示示例性方法170的过程图，该方法生成与认知和/或感觉概况相关联的信息集，例如，由概况生成模块150使用由示例性额部电极传感器设备100获取的生理数据实现。在一些实现方式中，例如，方法170还可以包括使用从受试者或者个体群组(包括或者不包括受试者)获取的行为信号数据。可以在方法170的过程中的至少一些或者全部的实现中处理行为信号数据。方法170可以包括过程171，以基于所呈现的刺激和所选择的概况类别标识与生理信号(和/或行为信号数据)相关联的时间间隔。例如，时间间隔可以包括邻近的、不连续的、连续的、离散的或者单个时间点。方法170可以包括过程172，以将与时间间隔相对应的数据(例如，生理和/或行为)分成一个或者多个分组数据集。例如，过程172可以包括基于单个刺激的预分配类型和/或连续刺激的关联关系对生理数据(和/或行为数据)进行分组。方法170可以包括过程173以提供跨分组数据集或者分组数据集内的关系的统计测量，以针对所选择的概况类别生成一个或者多个定量值。在一些实现方式中，例如，方法170可以包括增强分组数据集中的生理数据(和/或行为数据)的信号的过程。
[0069]图1E显示使用先前的单个和/或群组信息生成与认知和/或感觉概况相关联的信息集的示例性方法180的过程图，例如，该方法由概况生成模块150使用由示例性额部电极传感器设备100获取的生理数据实现。在一些实现方式中，例如，方法180还可以包括使用从受试者或者个体群组(包括或者不包括受试者)获取的行为信号数据。方法180可以包括过程181，以基于所呈现的刺激和所选择的概况类别标识与生理信号(和/或行为信号数据)相关联的时间间隔。方法180可以包括过程182，以将与时间间隔相对应的数据(例如，生理数据(和/或行为数据))分成一个或者多个分组数据集。例如，过程182可以包括基于单个刺激的预分配类别和/或连续刺激的关联关系对生理数据(和/或行为数据)进行分组。方法180可以包括过程182，以使用先前从受试者和/或其它受试者(例如，包括一个或者多个群组)获取的生理数据(和/或行为数据)提供跨分组数据集或者分组数据集内的关系的统计测量，以针对所选择的概况类别生成一个或者多个定量值。
[0070]图1F显示使用引导分类技术生成与认知和/或感觉概况相关联的信息集的示例性方法190的过程图，该方法例如由概况生成模块150使用由示例性额部电极传感器设备100获取的生理数据实现。在一些实现方式中，例如，方法190还可以包括使用从受试者或者个体群组(包括或者不包括受试者)获取的行为信号数据。方法190可以包括过程191，以基于所提供的刺激和所选择的概况类别标识与生理信号(和/或行为信号数据)相关联的时间间隔。方法190可以包括过程192，以将与时间间隔相对应的数据(例如，生理数据(和/或行为数据))分成一个或者多个初始分组数据集。方法190可以包括过程193，以使用涉及初始分组数据集的统计检验对呈现给受试者的刺激序列中的每个刺激进行分类。方法190可以包括过程194，以基于所分类的刺激将与时间间隔相对应的数据(例如，生理数据(和/或行为数据))重新分组成一个或者多个分组数据集。方法190可以包括过程195，以提供跨分组数据集或者分组数据集内的关系的统计测量，以针对所选择的概况类别生成一个或者多个定量值。
[0071]在一些示例中，概况生成模块150可以实现具有背景特定的参数的引导分类算法，以引导各种分类和统计方法和从各种分类和统计方法(例如，包括但不限于基于ANOVA的技术151a、基于支持向量机的技术151b和最小描述长度技术151c等等)中进行选择。在一些实现方式中，可以在包括一个或者多个远程计算处理设备(例如，云中的服务器)的计算机系统或者通信网络(称为‘云’)上实现概况生成模块150。
[0072]系统10可以配置为包括脑机接口模块155以精炼(refine)所生成的认知和/或感觉概况，和/或致动用户与机器之间的交互。在一个示例中，脑机接口模块155可以基于已经从概况生成模块150 (例如，从系统10的在线实现方式中)生成的单个受试者或者群组受试者的认知和/或感觉概况或者先前由系统10生成的概况，来向刺激呈现模块130提供新刺激或者多个刺激的反馈传送。例如，脑机接口模块155可以适应性地改变或者设计从受试者最优地提取信息的刺激范式，该信息被分析地处理以最大化期望目标。例如，脑机接口模块155的一些实现方式可以包括但不限于辅助学习和目标检测应用。
[0073]在系统10的一些实现方式中，可以在与生理数据获取模块140 (例如，额部电极传感器设备100)交互的单个计算系统(例如，台式计算机、膝上型计算机或者包括智能手机或者平板电脑的移动通信设备)中实现概况生成模块150、刺激呈现模块130、刺激传送模块135和脑机接口模块155。在其它实现方式中，可以在彼此通信并且包括模块150、130、135和155的各种组合的两个或更多个计算设备中配置模块150、130、135和155。在一些实现方式中，系统10可以配置为仅包括生理数据获取模块140和概况生成模块150。在这种示例性实现方式中，系统10可以使用受试者周围当前可用的环境刺激(例如，光、声音、气味、味道和/或触觉接触)。
[0074]在一些方面中，使用所公开技术的生理传感器设备提供受试者的认知或者感觉评估的方法包括使用传感器设备从受试者头部的额部区域获取受试者的电生理信号以产生生理数据，和对生理数据进行处理以生成包括与认知-感觉概况类别相关联的一个或者多个定量值的信息集，该认知-感觉概况类别指示认知或者感觉功能的一个或者多个方面。传感器设备包括由电绝缘材料制成并且构造成允许传感器设备与受试者头部的额部区域物理接触的衬底、和三个电极，该三个电极包括记录电极、参考电极和接地电极，以从沿着额部区域的矢状方向布置在衬底上的三个相应位置获取受试者的电生理信号，其中记录电极配置在接地电极和参考电极后方，以及接地电极配置在记录电极与参考电极之间。
[0075]在提供认知和/或感觉评估的方法的一些实现方式中，例如，方法还可以包括向受试者呈现刺激序列，刺激序列基于认知-感觉概况类别，其中在呈现刺激序列之前、期间和之后实现生理信号的获取。在一些实现方式中，例如，方法还可以包括从认知表现概况、感觉表现概况以及认知和感觉表现概况之中选择认知-感觉概况类别。例如，基于所选择的认知-感觉概况类别，刺激序列可以包括视觉、听觉、嗅觉、触觉或者味觉刺激介质中的至少一个。例如，一个或者多个定量值可以包括基于受试者的注意力、记忆力、学习能力、虚构特征、模式集成能力、语义集成能力、目标检测能力、情绪效价、偏好或者意识状态中的至少一个描绘认知和感觉表现中的一个或者两者的水平的定量分数，以及其中定量分数描绘在特定时间处的水平。在一些实现方式中，例如，方法还可以包括基于认知-感觉概况类别标识与生理信号相关联的时间间隔，将与时间间隔相对应的生理数据分成一个或者多个分组数据集，以及提供跨分组数据集或者分组数据集内的关系的统计测量，以针对所选择的认知-感觉概况类别生成一个或者多个定量值。
[0076]图1G显示描绘确定额部电极传感器的最优空间放置以获取EEG事件相关电位的示例性方法160的说明图。方法160包括使用刺激传送模块135向可以佩戴常规‘全头皮’ EEG获取设备的受试者呈现刺激呈现结构131，该常规‘全头皮’ EEG获取设备的电极位于跨受试者头部的位置。刺激呈现结构131可以用于实行对受试者进行刺激或者刺激序列呈现。使用‘全头皮’ EEG获取设备获取受试者对刺激或者刺激序列的呈现的EEG反应，以从跨大脑的多个区域(例如，包括额部、顶部、枕部和颞部脑区域)的多个电极获取EEG信号数据。可以使用预处理模块145对所获取的数据进行分析以对所获取的数据实现预处理分析技术。在一些示例中，预处理分析技术包括产生电生理学数据的一个或者多个地形电压绘图146 (例如，可以在不同时间和/或空间参数上)。例如，预处理模块145可以在数据处理技术中利用一个或者多个地形电压绘图146中产生的数据，对可以包括在额部电极生理传感器设备中的电极的空间布置参数进行优化。例如，空间布置参数可以包括电极的数量、电极类型和大小、每个电极的位置/放置、电极之间的间距等等。例如，电极的位置和/或放置的确定可以基于要记录的信号类型(例如，感兴趣的信号、参考信号和接地信号)。例如，电极位置和/或放置参数可以包括电极的相对距离、电极相对于受试者的头部的额部区域的特定放置等等。例如，所公开技术的示例性生理传感器设备中配置的电极的这种参数(例如，类型、数量、大小、放置、相对位置等等)考虑感兴趣的生理信号(例如，包括事件相关电位大脑标记)的地形、幅度和定位以及特定金属电导、电阻和间距参数。
[0077]利用用于描绘认知-感觉功能概况的方法和系统的所公开设备的示例性实现方式
[0078]描述了所公开的额部电极生理传感器设备的示例性实现方式以及使用这种设备用于提供指示认知或者感觉功能的一个或者多个方面的受试者(或者群组)的认知和/或感觉评估的系统和方法。所描述的示例性实现方式包括诱发和提取各种大脑ERP (例如，P300、‘奖励’的意向/感觉(not1n/feeling)和失匹配负波)以产生提供与认知表现、感觉表现和/或意识状态概况相对应的定量值的信息集，各种大脑ERP是使用视觉刺激和听觉刺激由EEG记录测量的。在所公开方法和系统的一些示例中，除了由用于提供认知和/或感觉评估的示例性额部电极生理传感器设备获取的示例性EEG记录生理数据以外，还可以使用眼球跟踪数据。
[0079]在所描述示例中，当记录来自受试者的EEG信号时，呈现特定刺激集以诱发感兴趣的事件相关电位以及相关的神经频率振荡。用于示例性实现方式的示例性ERP包括，但不限于P300、‘奖励’的意向/感觉和失匹配负波。可以使用所公开技术实现以提供示例性认知-感觉概况的其它示例性ERP可以包括N400等等。如下所述，利用所公开方法和系统的示例性额部电极生理传感器设备的示例性应用使用示例性P300、‘奖励’和失匹配负波ERP作为说明性示例以描述可以如何实现示例性方法，例如，刺激设计和呈现、生理信号(例如，EEG)记录、生理数据(例如，ERP)分析以及认知和/或感觉概况生成(例如，包括推断的认知和/或意识状态)。
[0080]尽管所公开的认知和/或感觉概况生成方法和系统可以用于测量大脑标记，但是另外，它还评估该信息并且将该信息转变成创建个体认识评估和/或意识概况状态的新型有意义的数据。另外，在一些实现方式中，例如，所公开的方法和系统可以使用该概况来引导脑机接口系统。
[0081]1.P300 和“奖励”
[0082]P300是以300ms与800ms之间的正向电反应为特征的大脑内源性反应，以中央顶骨为最大值头皮分布。P300与项的主观出现的概率负相关。例如，已经在视觉目标检测任务中使用P300，其中目标比其它项诱发更高幅度的P300。
[0083]另外，在此处使用P300描述的示例性实现方式中，创建任意视觉提示(例如，绿色圆)，并且指示所测试的受试者将其与“奖励”的概念或者感觉相关联。例如，指示受试者将示例性绿色圆与良好任务表现的提示相关联，并且通知受试者测试期间提示的出现将与测试之后的增大补偿相关，从而创建该任意提示与“奖励”概念的关联。随后分析大脑对该“奖励”刺激的反应。使用P300的所公开方法的示例性图示示出了跨各种EEG记录技术的方法的广泛应用。例如，方法可以应用于使用利用具有所公开的额部电极配置的传统刚性电极EEG系统记录的大脑数据(例如，EEG信号)以及利用使用具有所公开的额部电极配置的可佩戴柔性表皮电子传感器获取的EEG数据，来评估认知和/或感觉概况。
[0084]1.1.示例性刺激呈现结构
[0085]在P300和“奖励”ERP的一些示例性实现方式中，使用视觉刺激。例如，刺激由多个图像类别组成(例如，包括动物；汽车；脸；花；房子；随机物体；摩托车；飞机；以及建筑物)。从各种资源获得示例性刺激池。
[0086]图2显示所呈现的视觉刺激