CN103764021A - 一种用于协同神经-生理学修复和/或功能提升的系统、仪器、装置和方法 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，一种用于促进受试者功能提升的系统，包括用于传感心理状态的信号的传感装置；用于传感生理状态的信号的传感装置；以及一组处理资源，用来产生反映预期的程度心理状态指示/测量、生理状态指示/测量和心理-生理协同指示/测量，每一个受试者心理状态和生理状态与其协同或增效地促进所述受试者功能提升。在一个实施例中，所述系统可用于同时呈现一个模型身体部位的一组活动；通过所述受试者身体部位、即模型身体部位的镜像的意图的移动，使所述受试者进行意图模仿的一组活动；呈现一个预期程度的指示，每一个受试者的心理状态和生理状态都与所述受试者的一组活动相协调；且呈现一个受试者放松程度的指示。一个关联的多（例如，多达12）自由度机器人矫形器可以包括一组用于与一个受试者附肢的一部分相连的附属移动模块；一组用于促进附属移动模块内部模块的移动、连接到所述一组附属移动模块的机械动力接口模块；和一组可连接到机械动力接口模块的柔性转动轴。

Description

一种用于协同神经-生理学修复和/或功能提升的系统、仪器、装置和方法

技术领域

本发明主要涉及促进一个受试者修复的行动、功能的提升或功能维持活动顺序、并向所述受试者提供生物反馈的系统、仪器和技术。更特别地，本发明的实施例涉及修复、功能提升和/或功能维持系统以及技术，其（1）捕获一个受试者的心理信号和生理信号；（2）产生反映所述受试者心理状态和生理状态的一组心理状态指示和一组生理状态指示；（3）向所述受试者提供心理状态和生理状态的生物反馈；以及（4）基于所述受试者的心理状态和生理状态是否有利于活动性能和/或有利于解读、有利于神经可塑性或有利于神经重组，适应性地控制所述受试者的所述修复准备、功能提升和/或功能维持活动顺序、心理状态训练和生理状态训练。

背景技术

常规所指的一个受试者功能的复原、修复和/或提升的系统、装置和技术都未能显著和/或持久地改善受试者的功能，并尤其未能显著地提升一个预期或可能性，即一个个体能够获得一个“突破性的”或突然的、巨大的、意外的功能激增。

例如，对于那些由神经损伤（例如由中风或创伤性脑损伤引起的）导致功能受损的个体，他们通常采用物理疗法来治疗以修复一肢或另一个受影响的身体部位的功能缺失。对于许多患者来说，想促进明显超出不加干涉而自然修复的患肢的功能几乎是无计可施。一个现有的、用于治疗中风患者的物理治疗技术是通过限制或抑制所述患者的一个身体活动部位的使用，来迫使所述患者使用受影响的身体部位。例如，通过抑制另一肢来治疗一肢的功能缺失。尽管这类物理治疗已显现出一些试验性的功效，但它可能是令人失望的、旷日持久的、耗费人力的（因此很昂贵），且功效有限，因此没有被广泛的采用。

对恢复、修复或提升一个受试者的功能而开发真正有效的系统、装置和技术的需要是存在的。这样的系统应具备在一定条件下促进功能增长的特点，即预期协同地提升或优化受试者功能性能、学习和/或有利的神经重组/神经可塑，使得突破性功能增长更容易实现。这类系统在使用方式上还应具备一个特点，即要求受试者明显或大体的独立，例如，几乎不需要或需要最少的理疗师介入。

发明内容

根据本发明的一个方面，一个用于促进一个受试者功能提升的系统包括第一组传感装置，用于感应受试者的心理状态的传感信号；第二组传感装置，用于感应受试者的生理状态的传感信号；以及一组处理源，用于产生反映每一个受试者心理状态和生理状态相结合以促进所述受试者功能的提升预期程度的心理-生理协同检测。所述第一组传感装置可能包括一组装置（例如，EEG传感元件），用于检测表示颅内神经活动的信号，且所述第二组传感装置可能包括一组装置（例如，EMG传感元件），用于检测反映外周神经系统活动的信号。

所述一组处理源用于产生（1）反映预期的程度、有利于解读受试者的心理活动的心理状态的校准测量（alignment measure），以及（2）反映有利于成功执行功能提升活动的生理状态预期程度的校准测量中的每一个。所述心理状态校准测量反映至少一种压力水平、焦虑水平、精神放松水平、和精神关注或注意力集中水平。在一个特别的实施例中，所述心理状态校准测量与平均相对α波功率测度

与标准化为基准的特定时间t情况下δ到α测量DAR的比例相关联，或是与平均相对α波功率测度

与δ到α测量DAR之间的比例相关联。

所述生理状态校准测量可能反映主动肌——对抗肌收缩的测量。在一个特别的实施例中，所述生理状态校准测量与自愿目标主动肌收缩测量和自愿目标对抗肌收缩测量的差异相关联。

所述心理-生理协同测量可能包括一种突破性测量，这被预期反映一种使受试者生理状态和心理状态协同促进至少一个实质的、加速的、突发的、非线性的、意外的、自发的、持续的功能的提升的可能性。所述突破性测量可能与一个随意肌的收缩测量有关，所述收缩测量（1）达到或超过肌肉收缩的临界状态，且（2）暂时地，与满足于心理校准状态的所述心理状态校准测量和满足于生理校准状态的所述生理状态校准测量的每一个相关联。

根据本发明的另一个方面，一个系统可能包括一组显示装置，用于向所述受试者呈现可视化功能提升活动顺序以及至少一个所述受试者的心理-生理协同测量、放松的精神注意力测量、身体紧张测量、心率测量、皮肤电导测量、焦虑测量、血氧含量测量和呼吸率测量的可视化表示中的每一个。所述一组显示装置特别用于呈现可视化功能提升活动顺序，其传达至少一个模型身体部位的至少一个目标移动，所述可视化功能提升活动顺序被所述受试者通过至少一个受试者身体部位、即至少一个模型身体部位的镜像用来表现至少一个行动、意图的行动和想象的行动。所述一组显示装置可能额外地或替代地被用于（1）向所述受试者呈现每一个主动肌和对抗肌的受试活动水平的可视化表示，所述主动肌和对抗肌的受试活动水平与所述受试者功能提升活动顺序的行动、意图的行动相关联；和/或（2）向所述受试者有选择地呈现心理状态训练和生理状态训练。在不同的实施例中，至少一部分所述系统是受试者可穿戴的，且在一些实施例中，所述系统的全部或大部分是受试者可穿戴的。

根据本发明的另一个方面，一个系统可能包括至少一个用于向所述受试者提供移动辅助的机器人矫正器，和一个用于向所述受试者传输FES信号的功能性电刺激仪器（FES）。一个机器人矫正器可包括一组用于与受试者附肢的一部分相连的附属移动模块；一组用于促进附属移动模块内部模块移动、连接到所述一组附属移动模块的机械动力接口模块；和一组可连接到机械动力接口模块的柔性转动轴以及一组安装在可穿戴机器人矫正器外的马达，其中所述一组附属移动模块和所述一组机械动力接口模块是可穿戴的。所述一组附属移动模块可以包括多个可独立操作且可选择拆卸的附属移动模块。

根据本发明的一个方面，一个用于促进一个受试者功能提升的方法包括感应受试者的心理状态的传感信号；感应映受试者的生理状态的传感信号；以及产生反映预期程度的心理-生理协同测量，在该程度上，每一个受试者心理状态和生理状态相结合以促进所述受试者功能的提升。反映所述受试者心理状态的传感信号可能包括检测表示颅内神经活动的信号（例如，EEG信号）。反映所述受试者生理状态的传感信号可能包括检测反映外周神经系统活动的信号（例如，EMG信号）。

根据本发明的另一个方面，一个方法包括产生（1）反映预期的程度、有利于解读受试者的心理活动的心理状态的校准测量，以及（2）反映预期的程度、有利于成功执行功能提升活动的生理状态的校准测量中的每一个。反映所述受试者心理状态的传感信号、反映受试者生理状态的传感信号、和/或产生所述心理-生理的协同测量可能发生于受试者的治疗过程以及日常活动的行动或意图的行动中。

在多个实施例中，所述心理状态校准测量反映至少一种压力水平、焦虑水平、精神放松水平、和精神关注或注意力集中水平。在一些特别的实施例中，所述心理状态校准测量与平均相对α波功率测度

与标准化为基准的特定时间t情况下δ到α测量DAR的比例相关联，或是与平均相对α波功率测度

和δ到α测量DAR之间的比例相关联。

所生理状态校准测量可能反映主动肌——对抗肌收缩的测量。在一些特别的实施例中，所述生理状态校准测量与自愿目标主动肌收缩的测量和自愿目标对抗肌收缩的测量的差异相关联。

根据本发明的另一个方面，所述心理-生理协同测量包括一种突破性测量，其被预期反映一种使受试者生理状态和心理状态可协同促进至少一个实质的、加速的、突发的、非线性的、意外的、自发的、持续的功能提升的可能性。所述突破性测量与一个随意肌的收缩测量有关，所述收缩测量（1）达到或超过肌肉收缩的临界状态，且（2）暂时地，与满足于心理校准状态的所述心理状态校准测量、和满足于生理校准状态所述生理状态校准测量的每一个相关联。

根据本发明的另一个方面，一个方法包括向所述受试者呈现可视化功能提升活动顺序以及至少一个所述受试者的心理-生理协同测量、放松的精神注意力测量、身体紧张测量、心率测量、皮肤电导测量、焦虑测量、血氧含量测量和呼吸率测量的可视化表示中的每一个。

呈现一个可视化功能提升活动顺序可能包括呈现至少一个模型身体部位的至少一个目标移动，所述可视化功能提升活动顺序被受试者通过至少一个受试者身体部位、即至少一个模型身体部位的镜像用来表现至少一个行动、意图的行动和想象的行动。本发明的各方面可能额外地或替代地包括向受试者呈现每一个主动肌和对抗肌的受试活动水平的可视化表示，所述主动肌和对抗肌的受试活动水平与所述受试者功能提升活动顺序的行动或意图的行动相关联。

根据本发明的另一个方面，一个方法可能包括向所述受试者有选择地呈现一组心理状态训练，如果，反映受试者心理状态的一组心理状态校准测量被预期达不到使其功能提升的预期目标。所述方法可能还包括在展示所述受试者一组心理状态训练之后，相受试者自动再度展示功能提升活动顺序。一个方法可能额外的或替代地包括向所述受试者有选择地呈现一组生理状态训练，如果反映受试者生理状态的一组生理状态校准测量被预期达不到使其功能提升的预期目标。

根据本发明的另一个方面，一个方法可能包括在受试者附肢的一部分上安装一个可穿戴的机器人矫正器；并在功能提升活动顺序和日常活动中的至少一个受试者的行动或意图的行动过程中，通过所述可穿戴的机器人矫正器向所述受试者的附肢提供辅助的移动。

根据本发明的一个方面，一个方法可能包括向所述受试者呈现一个模型身体部位的一组活动；通过一个受试者身体部位、即模型身体部位的镜像的意图的移动，同时使所述受试者进行一组活动的意图模仿；同时向所述受试者呈现一个预期程度的指示，每一个受试者的心理状态和生理状态都与所述受试者的一组活动相协同；以及同时向所述受试者呈现一个其放松程度的指示。

根据本发明的另一个方面，一个机器人矫正系统用于向一个受试者的一个附肢的一部分提供辅助移动，包括一组用于与一个受试者附肢的一部分相连的附属移动模块；一组用于促进附属移动模块内部模块的移动、连接到所述一组附属移动模块的机械动力接口模块；以及一组可连接到机械动力接口模块的柔性转动轴，其中所述一组附属移动模块和所述一组机械动力接口模块是受试者可穿戴的。所述机器人矫正系统可能包括一组安装在可穿戴机器人矫正器外的马达，所述一组马达通过所述一组柔性转动轴可连接到所述一组机械动力接口模块上。

根据本发明的另一个方面，一个EEG耳机可能包括至少一个适用于设置藻一个受试者头部的柔性带；以及置于所述至少一个柔性带中的一组EEG干电极装置，每一个干EEG干电极装置包括一组有弹性偏心的EEG传感元件，其中所述一组EEG干电极装置相对于在前-后方向和上-下方向上的每一个位置都是可调节的。

附图说明

图1是本发明特别的实施例中的一个系统或平台的方框图，用于统一和/或协同的神经-生理学修复和/或功能提升。

图2A至图2C是受试者与本发明中的系统有代表性的实施例互交的示意图，所述系统用于促进特定类型的神经-生理学修复和/或功能提升。

图2D是本发明的另一实施例中，有代表性的EEG信号捕获装置102的示意图。图2E是本发明的另一实施例中，一种EEG信号捕获装置的示意图。

图2F是一个显示测量受试者头围以及鼻根到枕骨隆突间圆弧方向或圆形距离的示意图。

图2G是一个对应于图2F的常规EEG配置图。

图2H是本发明的一个实施例中，一个可调节和/或模块化的生理信号捕获仪器的示意图。

图3A是本发明的一个实施例中，一个有代表性的可视化生物反馈界面部分的示意图。

图3B至3D是一个可视化心理-生理校准反馈元件的一个代表性实施例的示意图，所述元件用于可视化地向一个受试者传达当前的心理状态校准和生理状态校准相关信息。

图4A和图4B分别是本发明一个实施例中一个有代表性的第一功能提升活动顺序界面以及本发明一个实施例中一个有代表性的第二功能提升活动顺序界面的示意图。

图5A和图5B分别是本发明一个实施例中一个有代表性的第一心理状态训练或锻炼界面以及本发明一个实施例中一个有代表性的第二心理状态训练或锻炼界面的示意图。

图6A和图6B分别是本发明一个实施例中一个有代表性的第一生理状态训练或锻炼界面以及本发明一个实施例中一个有代表性的第二生理状态训练或锻炼界面的示意图。

图7A是本发明一个实施例中的一个代表性机器人矫正系统、子系统或仪器的示意图。

图7B是本发明一个实施例中的一个模块矫正器实施例的示意图。

图7C是图7B所述矫正器的一个实施例，其标识了矫正器的各个部分。

图7D是一个拇指扭转弹簧的示意图。

图7E是本发明一个实施例中的一个前臂矫正器的示意图。

图7F和图7G是本发明一个实施例中，一个手腕前臂矫正器代表性实施例的示意图。

图8A是本发明一个实施例中，一个有代表性的便携式心理信号/生理信号捕获仪器或装置的示意图，所述仪器或装置可被受试者穿戴、支撑或携带。

图8B是本发明一个实施例中，一个便携式心理信号/生理信号捕获仪器或装置的方框图。

图9是本发明一个实施例中，一个有代表性的统一神经-生理学修复和/或功能提升的流程图。

图10是本发明一个实施例中，捕获和处理心理信号和生理信号的一般方法的流程图。

图11A是本发明一个实施例中，用于产生心理状态指示的一个方法的流程图。

图11B是本发明一个实施例中，用于产生生理状态指示的一个方法的流程图。

图11C是本发明一个实施例中，用于产生一组心理-生理协同指示的一个方法的流程图。

图12是本发明一个实施例中，用于表现协同的心理-生理活动模式操作的流程图。

图13是本发明一个实施例中，用于适应性地调整功能提升活动顺序参数的一个方法的流程图。

图14是本发明一个实施例中，选择性地从涉及所述受试者功能提升活动顺序中的一个或多个部分的行动或意图的行动的协同心理-生理活动模式，转变为涉及所述受试者心理状态训练、锻炼或游戏准备的心理状态训练模式的一个方法的流程图。

图15是本发明一个实施例中，选择性地从涉及所述受试者功能提升活动顺序中的行动或意图的行动的协同心理-生理活动模式，转变为涉及所述受试者生理状态训练、锻炼或游戏准备的生理状态训练模式的一个方法的流程图。

图16A至图16I是有代表性的可视化界面，用于配置与心理信号（“思想”）、生理信号（“意图”）、活动强度（“活力”）、活动顺序和训练游戏（“活动”）、心理信号和生理信号的定义/来源（“效果”）以及功能性电刺激有关的系统设置/参数。

图17A至图17B是有代表性的可视化界面，用于分别测定与休眠状态的肌肉放松度和与随意肌最大收缩度有关的系统参数。

图18A至图18C是有代表性的可视化界面，其与受试者的热身和治疗活动有关。

图19A至图19H是有代表性的可视化界面，用于呈现受试者的各种性能标准。

图20A至图20C是有代表性的报告，用于呈现受试者的各种性能标准。

具体实施方式

一个受试者的神经或心理状态，生理或生理状态，以及持续的神经-生理学反馈或调节过程，可能会对所述受试者执行一个活动或任务产生明显的或巨大的影响，以及尤其扩展，所述受试者具备成功地学习或经历与神经可塑性或神经重组相关的有利任务的能力。本发明的实施例涉及系统、仪器、装置、技术和方法，可以促进一个受试者的神经或心理状态、生理或生理状态与所述受试者的观察、可视化、意图的行动、和/或一个或多个修复行动、功能提升和/或功能维持活动顺序之间的协调或校准。所述受试者心理状态和生理状态相互地协调，伴随着受试者参与到的一个或多个活动顺序中，可以协同地增加、提升、和/或维持与所述受试者相关联的功能提升或改善、学习、和/或有利的神经可塑或神经重组。

一个受试者的心理活动或心理历程和生理活动或生理历程受到生物信号控制，即通常它们产生于/来源于受试者内在的或固有的生物现象。在本发明的上下文中，生物信号包括可监测的或可测量的一个1）心理信号，以及2）生理信号。心理信号代表、表示、象征、构成、或是相对应于受试者的心理活动或心理过程，例如认知和/或情感过程。生理信号代表、表示、象征、构成、或是相对应于所述受试者身体的、躯体的、或有形的活动或过程，例如一个或多个身体部位的移动或意图的移动，或是一定程度上特别的肌肉的收缩或放松。

基于从所述受试者身上捕获或取得的心理信号和生理信号，其心理状态和生理状态是可预估的、可指示的、可预测的、可评估的、可分析的、或可决定的。本发明的各种实施例，分别从心理信号和生理信号中产生、派生或预测心理状态指示和生理状态指示。心理状态指示反映、预期地反映、或反射所述受试者在特定时间的心理或心智的状态或情况。生理状态指示反映、预期地反映、或反射所述受试者在特定时间下特定身体部位的状态或情况（例如，肌肉、周围神经系统路径、和/或某一器官如心脏），通过所述生理状态指示，所述受试者可以与外部环境互动、尝试与外部环境互动、或与外部环境互动相配合和/或作出反应。

一般而言，由于内在心理-生理的互动、连接、融合或反馈，心理信号可能影响、导致、协调、或驱动生理信号的产生、表现、或演变；并且生理信号可以影响、导致、协调、或驱动心理信号的产生、表现、或演变。有代表性的心理信号、心理状态指示、生理信号和生理状态指示将在下文中详细说明。

本发明的各种实施例所指系统、仪器、装置、技术和方法用于捕捉或取回一个受试者的心理信号和生理信号；处理心理信号和生理信号从而产生心理上状态指示和生理状态指示；向所述受试者提供心理状态和生理状态的生物反馈；向所述受试者有选择地呈现功能提升活动顺序、心理状态训练和生理状态训练；检测和/或监测所述受试者的观察、可视化、功能提升活动顺序中的行动或意图的行动、心理状态训练和生理状态训练；并且，基于所述受试者在观察、可视化、功能提升活动顺序中意图的行动或行动期间当前的心理状态和生理状态，自动地适应功能活动顺序参数和/或转变到一个心理状态调节、放松、训练、或锻炼的模式，或转变到一个生理状态调节、放松、训练、或锻炼的模式。

一般而言，一个功能提升活动顺序包括向所述受试者呈现的音频的和/或视觉的信息，用于反映一个或多个所述受试者想象、意图参与或参与其中的有代表性的、例如展示的或理想化的活动、任务、情节、状况或行为。任何给定的功能提升活动顺序都是为了促进受试者一个或多个身体的（例如，机动的和/或感觉的）、认知的、和/或情感的能力的修复、恢复或提升。在向所述受试者呈现功能提升活动顺序的时候，所述受试者可以根据所述功能提升活动顺序的指示想象、意图执行、和/或执行一个或多个活动、任务、动作或行为。出于提升受试者当前的能力的考虑，受试者功能提升活动的行动或意图的行动可以涉及所述受试者互交于或操作各种对象（例如，一个家庭用品或一个传感器增强对口）、装置、仪器或系统（例如，一套计算机系统）。

当一个受试者参与或意图参与到功能提升活动顺序、心理状态训练和/或生理状态训练中时，本发明的多个实施例被用于捕捉、获取或监测受试者的行动信号。受试者的行动信号可包括心理信号；生理信号；和/或其他类型的信号，例如受试者演讲的信号、反映所述受试者所处环境的传感元件的信号、或是反映由所述受试者激活或选择的计算机输入装置的信号。受试者的行动信号都可以提供一个所述受试者是否参与或意图参与到功能提升活动顺序、心理状态训练和/或生理状态训练中的指示。额外地或替代地，受试者的行动信号还可以用来测量所述受试者功能提升活动顺序、心理状态训练或生理状态训练的熟练程度。

如上所述，根据捕获的或取回的心理信号和生理信号，本发明一些实施例产生心理状态指示和生理状态指示。基于这种指示，本发明的实施例可预估或确定一个受试者当前的心理状态和生理状态是否被预期是有利于、或协同地使成功的功能提升活动顺序的执行、和/或能引起加速的、加强的、和/或持久的功能提升或改善的相关的学习、神经可塑、或神经重组的可能性不断增加或达到最大。

本发明的实施例向所述受试者提供了特别种类的生物反馈，可以向所述受试者指示或传达一种程度，当前的心理状态和生理状态在该程度上是适于、有利于、或协同增益于所述受试者的想象、功能提升活动顺序中意图的行动或行动、和/或与学习或神经重组相关的活动。在本发明的数个实施例中的生物反馈可通过如下方式用来指示所述受试者当前的心理状态和生理状态是否相一致：分别与参考的或目标的心理状态参数和生理状态参数进行校对，所述生物反馈可反映或预期反映一组提升或治疗的目标，包括一个或多个成功的活动顺序执行、加速的或加强的功能提升、学习、和想要的神经重组。

在本发明的多个实施例中提供的生物反馈，包括向所述受试者呈现或传递视觉的、听觉的、和/或动觉的、感觉的或触觉的信号，是通过使所述受试者意识到自己当前的心理和生理状态、和/或使所述受试者意识到自己当前一定程度上的心理和生理状态是分别与参考的或目标的心理状态参数和生理状态参数相一致或不相一致、和/或其提升或治疗的目标的方式来实现的。基于或反映于所述生物反馈，所述受试者可通过将各自的心理和/或生理状态转变到或转变为与目标心理状态参数和目标生理状态参数相一致的方式、故意或有意地调节、适应、或学着适应或调整自己的心理状态和/或生理状态，从而在任何给定的情况下增加取得或实现提升或治疗目标的可能性。因此，在本发明的实施例中，所述受试者可动态地调节或自我调整其心理状态和/或生理状态以适应于生物反馈。

额外地或替代地，在本发明一些实施例中的生物反馈可包括向所述受试者传递或应用信号或刺激，目的在于自动地促进一个受试者的心理状态和/或生理状态分别与目标心理状态参数和/或目标生理状态参数（再次）相一致。所述信号可指一个或多个受试者传感系统地一部分，且可包括，例如，音频信号、视觉信号、和/或可增加自动修改或建立特别的心理或生理状态可能性的动觉信号、感觉信号或触觉信号（例如，通过生物诱导处理）。

如果所述受试者当前的心理状态和生理状态是有利于、或似乎是有利于相关的成功的功能提升活动顺序执行、学习、或神经重组、或与其相一致，那么在本发明的实施例中可将提升活动顺序中所述受试者功的行动、意图的行动、或辅助的行动适当地调整一个或多个功能提升活动顺序参数，以促进、强化、和/或加速所述受试者功能的提升。如果所述受试者当前的心理状态和/或生理状态阻碍、或似乎阻碍相关的成功的功能提升活动顺序执行、学习、或神经重组、或与其不相一致，那么在本发明的实施例中可（1）调整功能提升活动顺序参数，即通过增加成功的功能提升活动顺序执行和相关的有利的神经重组的方式来实现；（2）转变成心理状态或生理状态的调节、放松、训练、或锻炼模式，根据参考或目标的心理状态参数或生理状态参数分别（再次）校准所述受试者当前的心理状态或生理状态。所述受试者心理状态或生理状态的（再次）校准可分别（重新）建立一个心理状态或生理状态，以预期地有利于或协同于活动顺序执行、功能提升或令人满意的神经重组。

本发明的一些实施例还有选择地产生附属装置控制信号，且将该信号输出到一个或多个类型的附属活动促进装置，所述附属活动促进装置帮助或促进受试者的功能提升活动顺序的性能。附属活动促进装置可以包括，例如，如下进一步所述的功能性电刺激（FES）装置和/或机器人矫正器。某些实施例中额外或者可替代地通过一手提的或可穿戴的附属检测装置来监控或记录受试者在一个或多个的时间间隔内的心理信号和生理信号，在所述时间间隔内受试者从事正常活动（例如，日常生活活动能力（ADL）或一种与活动有关的运动或游戏）。并且给受试者、治疗师或指导者提供实时、非实时、或延时反馈，这显示在所述时间间隔内受试者心理状态或生理状态现在、过去或保持有利于日常活动性能、功能提升、学习或神经重组的程度。

本发明不同的实施例促进受试者神经认知状态、神经情感状态、和身体或生理学状态的协同配合、管理或校准，伴随着受试者对提升或（再）学习一个或多个功能的技能的注意力、目的、决心和努力，当受试者从事功能的提升活动顺序的时候。所述受试者的心理状态或生理状态、注意力、目的、意志和努力的这种协同统一能够加强受试者的潜能，去经历一个或多个反映所需的或预期的受试者的功能提升或神经重组的认知学习、情感学习和生理学习。

本发明的实施例能够明显或显著地增加受试者功能提升或学习的速度和/或绝对程度，并且相应地增加受试者积极性和减少受试者的挫折，从而随时间促进或驱使增强的功能性能的增强。相应地，本发明的实施例可能加强受试者内的神经奖励机制，进一步提高受试者的积极性、功能提升、学习和/或所需的神经重组。

本发明的实施例可以促进或完成受试者的增强的能力的修复或提升，所述的受试者正在经历不同类型的急性或慢性功能缺陷、不全、损伤、失调，其产生可能关系于在运动、感觉、或感觉运动失调；心理的、精神的、认知的障碍；和/或精神病的、情感的或情感的失调。作为无限制的典型实例，本发明的特定实施例可以通过如下方式增强受试者修复或功能提升：减轻、至少温和地克服、补偿、或大幅、基本、或完全克服一种或多种类型的与中风或创伤性脑损伤（例如，运动控制的损失，诸如精细的手功能控制、布罗卡或表达性失语、韦尼克氏或接受失语症、和/或神经损伤引起的抑郁症）；学习、性能、或行为障碍（例如，阅读障碍、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、自闭症谱系障碍(ASD)、或唐氏综合症）；言语障碍（例如，口吃）或语言障碍；认知障碍（例如，相关神经退行性疾病诸如痴呆）；情感障碍（例如，重性抑郁障碍（MDD））；焦虑障碍（例如，创伤后应激障碍(PTSD)或恐惧症）；药物成瘾或依赖障碍（例如，对一种物质或活动上瘾）；人格障碍（例如，边缘型人格障碍）；和/或其它病情有关的症状或失调。本发明的实施例可以另外或可选择地促进或完成在正常、健康或未受损伤的受试者内增强的技能提升、学习、和相关的神经重组。

参照以下附图1至15，本发明的典型实施例描述了一个或多个用于相应复原或功能提升的传统辅助系统和技术相关的上述问题和技术。在描述中，随着、像、类似的、或实质类似的参考数字代表了像、类似、或一般类似的要素或方法部分。此外，在特定的附图中所示的给定参考数字的详述可以代表同时发生的所需研究的另一附图。在所述另一附图中，显示有参考数字或类似的或对应的。此外，在此使用的“/”通常理解为“和/或”，除非另有所指。

在此使用的，“受试者”这一术语基本上指的是任何可以从增强的功能提升受益的个人或系统用户（例如，人或灵长类动物）。例如，受试者可以是医疗专业人员的当前或以前患者，所述医疗专业人员被授予提供一种有关受试者的病情、障碍或功能缺陷照料或指导（例如，神经病医师或治疗师）。可选择地，受试者可以是健康或功能未受损伤的个人。与本发明所述实施例相一致，受试者可以同系统、设备、过程相互作用，为了促进或增强他们的一个或多个身体的、认知的和/或情感能力的提升。

在此描述的，“功能提升”这一术语可以包含一个或多个受试者的修复、新技能或能力的提升、已有技能或能力的增强、和已有技能或能力的维持。相应地，“功能提升活动顺序”可以包含适合于受试者的音频或/和视觉信息，并且目的在于促进或完成一个或多个受试者的修复、新技能或能力的提升、已有技能或能力的增强、和已有技能或能力的维持。

在本发明中，“组”这一术语反映为或定义为一个元素的非空有限的系统，所述元素在数学上表示为至少1的基数（例如，在此定义的集合可以相应为单线、单元素集、或多元素集），与著名的数学定义相一致（例如，在某种程度反映了An Introduction to Mathematical Reasoning:Numbers,Sets,and Functions,“Chapter11:Properties of Finite Sets”（如，第140页所指），by Peter J.Eccles，Cambridge University Press（1998）中所述的）。总之，一个元素的集合可以包括或作为一个系统、一种装置、一个设备、一种结构、一个对象、一个信号、一个函数或功能过程、或一个数值，上述取决于所需研究的集合类型。

结构概述

图1是本发明特别的实施例中的一个系统或平台10的方框图，用于统一和/或协同的神经-生理学修复和/或功能提升。图2A至2C是受试者与本发明中的系统10有代表性的实施例相互作用的示意图，所述系统用于促进特定类型的神经-生理学修复和/或功能提升。更具体地，图2A是受试者5与典型实施例中的系统10相互作用的示意图，所述系统用于促进修复或上肢运动功能的提升，比如，手、手腕、和/或前臂控制；图2B显示的是图2A的系统10的一个典型实现。图2C是受试者5与典型实施例中的系统10相互作用的示意图，所述系统用于促进修复或一种或多种类型的认知和/或情感功能。在图2A至2C中所示的系统10的不同方面在下文中进一步描述。

再次参照图1，在一个实施例中，系统10包括信号捕获单元20，与一组心理信号捕获设备或装置100和一组生理信号捕获设备或装置200相结合；至少一个处理单元30；一个或多个数据存储单元40，在其上面或里面存在一组本地数据库42；和受试者作用单元300，用于（1）接收特定类型的受试者输入和/或检测特定类型的受试者动作或行为，（2）呈现或提供给受试者一种或多种类型的反馈（例如，生物反馈）。系统10进一步包括存储器700，在所述存储器中，程序指令和/或数据促进或能够依特定实施例中所示的统一的神经-生理学修复和/或功能提升过程，在下文中进一步描述。

此外，系统10可以包括一组附属设备和/或远程系统接口50，用来促进与辅助活动提升系统、亚系统、设备或装置500，附属监控系统、亚系统、设备或装置600，和/或远程系统、设备或装置——例如统一的神经-生理学修复和/或功能提升系统10、远程指导员或治疗师系统80、远程活动顺序服务器或数据库82、和/或其他类型的外部或远程系统或装置84（例如，手机、平板电脑、或电子游戏设备）的有线和/或无线通信。与所述附属或远程系统或装置通信通过网络计算基础设施90得以发生，所述基础设施包括一个或多个局域网（LAN）、一个广域网（WAN）、因特网、和/或移动电话网。

系统10通过一组心理信号捕获设备或装置100、生理信号捕获设备或装置200和信号捕获单元20检测、捕获、采集、或监控受试者的心理信号或生理信号。在不同的实施例中，信号捕获单元20包括硬件（例如，模拟到数字（A/D）转换器，信号和/或数据存储元件，和可能地控制器或控制单元），和任意相关的软件（例如，固件），配置用于从心理信号或生理信号抽样。信号捕获单元20可以进一步包括硬件和/或软件，配置用于完成对捕获信号中特定信号过滤或信号调节操作。

一组心理信号捕获设备或装置100包括若干设备、装置、元件、或结构，配置用于检测、捕获、采集、或监控心理信号。生理信号捕获设备或装置200包括若干设备、装置、元件、或结构，配置用于检测、捕获、采集、或监控生理信号。在不同的实施例中，心理信号捕获设备或装置100包括若干电极，配置用于检测由受试者大脑内神经元群（例如，皮质神经元群）产生的脑电图（EEG）信号。生理信号捕获设备或装置200包括若干电极，配置用于检测由外头盖神经活动（例如，神经肌肉活动）产生的肌电图（EMG）信号。特定实施例配置用于捕获EEG和EMG信号可以通过技术简单的、现成的、便宜的部件，在下文中进一步详述。

捕获的EEG信号可以反映与心理状态指示产生或测定有关的神经元群。此外，捕获的EEG信号可以反映与特定类型受试者性能信号的检测、产生、或测定有关的神经元群（例如，某种程度上取决于一类被考虑的功能提升活动顺序）。捕获的EMG信号可以反映与生理状态指示的产生或测定有关的神经肌肉路径，在一些实施例中，捕获的EMG信号可以反映与受试者性能信号的检测、产生、或测定有关的神经肌肉路径。

根据实施例的详细说明，心理信号捕获设备或装置100和/或生理信号捕获设备或装置200可以配置用于检测、捕获、采集、或监控额外的或其他类型的信号。例如，在具体实施例中，心理信号捕获设备或装置100可以配置用于采集脑磁图描技术（MEG）信号、颅内内红外（NIR）信号、和/或（例如，功能贺词共振成像（fNRI））信号。在特别的实施例中，心理信号捕获设备或装置100和/或生理信号捕获设备或装置200可以配置用于采集其他类型的信号，所述信号可以关联或相关或显示受试者的心理状态和/或生理状态，例如心率、动脉血氧合、血压信号、或皮肤电传导信号。在任何给定的实施例中，心理信号捕获设备或装置100和/或生理信号捕获设备或装置200各自包括适用于捕获、采集、或取样所需考虑的给定类型的心理信号或生理信号的硬件和/或软件。

处理单元30包括一个或多个能够执行储存的程序指令的指令处理装置（例如，至少一个微处理器和/或微控制器）。此外或可选择地，处理单元30可以包括一个或多个状态机。数据存储单元40包括一种或多种类型的固定的和/或可移动的数据存储装置或元件、以及其中相应的存储介质。例如，数据存储单元40可以包括硬盘驱动器、DVD或CD-ROM驱动器、SD卡、和/或USB闪存驱动器。存储器700包括一种或多种类型的易失的和/或非易失性存储器，例如累加寄存器组、一个或多个缓存器、随机存取存储器（RAM）、和只读存储器（ROM），配置用于存储程序指令和数据。

部分数据存储单元40和/或存储器700可以形成一个或多个计算机可编程的或可读的介质，在其上面或内部设有软件模块，所述软件模块包括用于执行依照本发明实施例的特定统一的神经-生理学修复和/或功能提升操作的程序指令集。一般而言，在执行时部分所述软件模块可以促进或能够使：（1）一个或多个受试者的心理信号和生理信号的采集、检索、处理、和/或分析；（2）基于受试者或受试者某些系统参数的特定校准，其可以包括参考心理状态参数和参考生理状态参数；（3）估计、测定、和/或分析受试者当前和/或过去心理状态（们）和生理状态（们），例如通过心理状态指示和生理状态指示的产生；（4）受试者的性能信号的采集、检索、处理、和/或分析；（5）某些类型的功能活动线索的产生；（6）附属活动提升装置控制信号的产生；（7）功能提升活动顺序的适应性管理呈献给基于受试者的心理状态，生理状态，和/或活动性能结果的受试者；（8）给受试者心理状态练习和生理状态练习可选择地供应；和（9）信号或数据的转移，给或自本发明实施例所述的外部或远程系统或装置。

在多个实施例中，存储器700包括一个操作系统702和可能的应用环境软件704。应用环境软件704可以提供图形化编程环境和相关的资源、一个或多个数据库、工具、和/或工具箱，目的在于测量、测试、或控制系统（例如，嵌入式系统配置用于执行依照本发明实施例的统一的神经-生理学修复和/或功能提升操作）的提升、测试、模拟、和/或操作。在一个典型实施例中，应用环境软件704包括LabVIEW（美国德克萨斯州奥斯丁的国家仪器公司）。

存储器700另外包括系统管理模块720，配置用于管理、协调、指导、和/或控制依照本发明实施例的统一的神经-生理学修复和/或功能提升操作的方面。在多个实施例中，系统管理模块720包括校准模块730、状态分析模块740、生物反馈模块750、心理状态练习模块760、生理状态练习模块762、和心理-生理适应活动模块770。校准模块730可以包括心理状态校准模块732和生理状态校准模块734；并且状态分析模块740可以包括心理状态分析模块742和生理状态分析模块744。

在一些实施例中，系统管理模块720也包括至少一个提示产生模块780、辅助信号产生模块782、和受试者性能模块790。提示产生模块780可以管理视觉的、听觉的、和/或动觉的刺激的产生，可以在受试者的可视化、意图的性能、或功能提升活动顺序、心理状态练习、和/或生理状态练习的性能中，用于指导或计时特定类型的受试者的行动或行为。辅助信号产生模块782可以管理一个或多个辅助活动提升装置500所指的辅助设备或装置控制信号的产生，所述辅助活动提升装置促使受试者的功能提升活动顺序的性能。

受试者性能模块790可以管理受试者性能信号的采集、检索、产生、存储、和/或分析。通常，受试者性能信号反映如下一个或两个：（a）受试者从事或试图从事功能提升活动顺序、心理状态练习、和/或生理状态练习；和（b）受试者精通的水平（例如，精通度量），与受试者功能提升活动顺序、心理状态练习、和/或生理状态练习的意图性能或性能相关。依靠实施例的具体描述，受试者性能信号可以基于受试者输入、捕获的心理信号、捕获的生理信号、和/或其他类型的信号（例如，感官受试者的行为或行动，诸如受试者生理部分的运动）。

通过系统管理模块720支持或执行特定的操作在下文中进一步详述。在一个典型的实施例中，系统管理模块720的一部分可以对应、基于、互交于与应用环境软件704相符的图形模块。

存储器700包括信号和参数存储器710。在其中，可以存储心理信号、生理信号、和受试者性能信号，以及这些信号处理后的数据。某些系统参数（例如，受试者基于的或受试者具体系统操作或校准参数）也可以储存在信号和参数存储器710内。存储器700也包括信号处理模块706，配置用于处理或分析心理信号、生理信号、和可能的受试者性能信号。在多个的实施例中，信号处理模块706根据心理信号和生理信号配置用于可选择地或可编程地执行时域、频域、和/或空间域，如在下文中具体描述的。依赖具体实施例的具体描述，信号处理模块706的一个或多个部分可以由应用环境软件704提供。

存储器700另外包括受试者状态存储器712和可能的参比状态存储器714，在所述受试者状态存储器712中可以设有一组心理状态指示和一组生理状态指示，在所述参比状态存储器714中可以设有一组参比或目标心理状态参数和/或一组参比或目标生理状态参数。心理状态指示、参比心理状态参数、生理状态指示、和/或参比生理状态参数可以另外地存储在本地和/或远程数据库42、82中。心理状态指示可以表现特定时间（例如，实时、非实时、或定期）内的受试者心理状态，和生理状态指示可以相应地表现特定时间内的受试者的生理状态。参比心理状态参数和参比生理状态参数可以分别地反映或表现一个或多个心理状态和一个或多个生理状态，以期待协同地增强功能提升活动顺序性能、学习、和有利的、有益的、或治疗的神经重组。典型类型的心理状态指示、参比心理状态参数、生理状态指示、和参比生理状态参数将在下文中详细描述。

存储器700进一步包括活动存储器716，一个或多个音频和/或视图功能提升活动顺序、心理状态练习、和/或生理状态练习的部分可以储存其中。特定的功能提升活动顺序、心理状态练习、或生理状态练习可以另外储存本地数据库42和/或远程数据库82。如下文进一步的详细描述的，系统管理模块720可以选择地或适应性地指导功能提升活动顺序、心理状态练习、和/或生理状态练习的呈现给受试者，基于或响应于输入、特定受试者心理状态指示的值、特定受试者生理状态指示的值、和/或特定受试者性能信号的值。

功能提升活动顺序、心理状态练习、生理状态练习和生物反馈通过受试者作用单元300呈现给或传播到受试者；受试者互交作用单元300配置用于提供用户界面，通过所述用户界面，受试者（a）可以逐步地或动态地与系统10互交，并从事或意图从事修复或功能提升活动顺序、心理状态练习、或生理状态练习；并且（b）被供给生物反馈。在不同的实施例中，受试者作用单元300包括输入装置310、可视界面320、声频或声频界面330、和动觉接口340。

一组输入装置310可以包括一个或多个无线和/或有线的装置，通过（1）受试者操纵的、移动的、执行的设备或装置，和/或（2）在受试者环境内的感测装置或元件，配置用于检测、传感、接收、或采集信号。例如，输入装置310可以包括文本输入装置（例如，计算机键盘），点击装置（例如，计算机鼠标或轨迹球），操作杆，距离、存在、接触、压力敏感装置（例如，触摸板或数码绘图板，或运动传感器），游戏控制器，光信号或图形采集或传感装置（例如，相机），行动或姿势传感或响应装置（例如，姿势响应游戏控制器），和/或其他类型的装置（例如，音乐控制装置像音乐键盘）。根据实施例的详细描述，特定的输入装置310可以涉及或形成一个或多个用户接口320、330、340的一部分。

可视界面320可以包括一个或多个显示器件，例如计算机监视器（例如，平板显示器），配置用于显示或输出视图或光学信号。可视界面320也可以包括或结合到图形处理器，图形处理器配置用于在所述电子显示装置中渲染视频、动画、图像、图形、符号和/或文本。在多个实施例中，可视界面320提供图形用户界面（GUI），配置用于显示反映功能提升活动顺序、心理状态练习、生理状态练习、和给受试者生物反馈的视觉内容、信息、或信号，如下文中进一步描述的。

音频接口330可以包括一个或多个音频信号输出装置，像耳机或扬声器、和相关的音频信号硬件和/或软件（例如，固件）。音频接口330可以显示反映一个或多个功能提升活动顺序、心理状态练习、生理状态练习、和给受试者的生物反馈的音频内容、信息、或信号。音频接口330可以另外包括音频输入装置，例如麦克风。

动觉接口340可以包括一个或多个设备或装置，配置用于给受试者提供、传递、或应用动觉的、本体感觉的、和/或触觉的信号。所述信号可以包括与运动或力相关的信号、振动信号、和/或触觉信号。动觉信号可以通过动觉设备或装置提供给受试者身体的特定部分。所述动觉设备或装置包含一个或多个传感器和/或制动器，配置用于产生或输出所述信号。在典型的实施例中，动觉装置可以包括计算机键盘、鼠标、操作杆、游戏控制器、噪音增损器、音乐键盘、或其他类型的装有所述的传感器或制动器的输入装置310。动觉接口340可以给受试者应用动觉信号，可以反映功能提升活动顺序、心理状态练习、生理状态练习、和/或生物反馈。

依照本发明一个实施例的系统10另外包括若干信号传输或数据通讯接口。例如，每个信号捕获单元20、附属设备/远程系统接口50、和活动接口单元300可以包括或组合成一个或多个信号传输接口，促使信号或数据传输到储存器700和/或从存储器700传输出，以支持依照本发明实施例的统一的神经-生理学修复和/或功能提升操作，或使其成为可能。所述信号传输接口可以包括一个或多个串行端口、USB接口、配置用于依照标准网络信号传输协议（例如，TCP/IP）操作的以太网接口、和/或其他类型的接口。系统10可以进一步包括公共总线或通信路径15，通过它，在系统元件间的局部和/或远程信号传输或交换可以发生。

典型参比心理状态参数和生理状态参数的方面

在不同的实施例中，系统10从与系统校准过程部分相关的受试者中捕获或采集心理状态信号和生理信号状态，（其发生在受试者从事功能提升活动之前或范围外），并且分别产生参比心理状态参数和参比生理状态参数。参比心理状态参数反映心理状态指示水平或强度（例如，最小或临界水平或强度），依靠所述心理状态指示水平或强度，当受试者从事功能提升活动顺序或心理状态练习的时候，产生的心理状态指示可以被比较、测量、或分级以促使受试者当前心理状态方面的估值或测定。参比生理状态参数反映生理状态指示水平或强度（例如，最小或临界水平或强度），依靠所述生理状态指示水平或强度，当受试者从事功能提升活动顺序或生理状态练习的时候，产生的生理状态指示可以被比较、测量、或分级以促使受试者当前生理状态方面的估值或测定。

在典型实施例中，在校准过程的第一部分的期间，系统10给受试者放松顺序或程序（比如，其包括音频和/或视觉信号），所述放松顺序或程序可以指导受试者向或到放松的、静态、或基准心理状态。也就是说，放松顺序可以促使受试者放松的、静态、或基准心理状态的建立。在放松顺序的特定时间间隔或节点上，系统10采集心理信号，所述心理信号可以被称之为静态心理信号。系统10使用静态心理信号产生或计算所考虑的一组静态心理状态指示，并且由此产生、检测、或限定一组参比心理状态参数。在一些实施例中，特定参比心理状态参数可以用预定的、可编程的、或可选择的倍增器应用到相应的静态心理状态指示来产生，例如，大约120%–180%的倍增器（比如，约150%），这样参比心理状态参数有一个超过相应静态心理约20%-80%（比如，约50%）的指示水平或强度。在典型实施例中，一组参比心理状态参数可以包括一个或多个EEG信号幅度临界参数、一个或多个EEG信号频率比临界参数、和/或一个或多个EEG信号功率器件临界参数。

在受试者从事功能提升活动顺序的期间，受试者被给予生物反馈可以表达给定的心理状态指示水平或强度是否超出、大约相等、或小于相应的参比心理状态参数，从而在积极从事功能提升活动顺序被转移向、进、或远离静态心理状态和/或期望有利于功能提升、学习、和/或有益的神经重组的心理状态时候，表达一个受试者心理状态的程度。类似地，在受试者从事心理状态练习的期间，受试者被给予生物反馈可以表达受试者心理状态是否被转移向、进、或远离静态心理状态和/或期望有利于功能提升、学习、和/或有益的神经重组的心理状态。

在典型的实施例中，在校准过程的第二部分的期间，系统10指导受试者（比如，通过音频和/或视觉信号）按着预定的方式意图最大地移动或激活一个或多个身体部分（例如，相应的牵伸或屈曲），系统同时采集相应所述身体部分（例如，与身体部分给定类型运动相关的肌肉，比如手指、手、或手腕）的生理信号（例如，EMG信号）。系统10从所述生理信号中产生一组最大意志收缩（MVC）生理状态指示，并由此相应地产生、检测、或评估一组参比MVC生理状态参数，比如一组肌肉收缩临界参数。MVC生理状态指示可以反映或作为最高的或最大的生理信号水平（例如，EMG信号水平），在所考虑的特定肌肉意志收缩的期间，所述生理信号水平由受试者产生；并且相应的肌肉收缩临界参数可以反映或作为临界或最低的生理信号水平（例如，EMG信号水平），从而系统10可以利用识别或计算肌肉收缩作为重要的、成功的、或相关的所需考虑的活动或任务。在一些实施例中，MVC生理状态指示可以作为从多个捕获的生理信号产生的平均值的形式被生成，例如多个所需考虑的受试者肌肉的伸缩或意图伸缩。

参比MVC生理状态参数诸如肌肉收缩临界参数（例如，肌肉收缩振幅临界参数）可以使用预定的、可编程的、或可选择的倍增器来产生，所述倍增器应用于合适的MVC生理状态指示，例如，大约20%-80%(例如，约50%)的倍增器。肌肉收缩临界参数有一相应MVC生理状态指示的所需收缩水平或强度，例如MVC生理状态指示的20%-80%(比如，约50%)。例如，由MVC生理状态指示的约20%产生的肌肉收缩临界参数可以代表一个EMG测量（比如，肌肉收缩的EMG振幅测量），所述EMG测量至少是所要考虑的受试者最大意志收缩的约20%。所述肌肉收缩临界参数可以代表临界或最低EMG信号水平，所述信号水平用于分类受试者的收缩或意图作为重要的、成功的、或相关的给定肌肉的收缩，进一步如下所述。MVC生理状态指示和肌肉收缩临界参数可以区分不同的肌肉和/或不同的受试者。

在受试者从事功能提升活动顺序或生理状态练习的期间，受试者被给予生物反馈可以表达给定生理状态指示水平或强度，所述给定生理状态指示相关的或涉及相应的或相关的参比生理状态参数。所述生物反馈可以表达一个特定肌肉受试者激活程度，所述特定肌肉相比最大意志收缩激活水平或强度的所需部分。

典型的受试者性能信号的方面

通常，采集或产生的受试者性能信号的本质或一种或多种类型取决于任务的类型，所述任务反映了在任意给定时间的所需考虑的功能提升活动顺序、心理状态练习、或身体状态练习。在实施例中，任务或活动指的是整体活动、受试者性能信号包括生理性能信号，所述生理性能信号指示受试者所需考虑身体部分的活动或意图活动。所述信号可以包括基于EMG信号和/或其他类型的指示活动信号，例如，受试者佩戴的加速器产生的信号或受试者环境中的运动传感器产生的信号。

在典型的实施例中，一类生理性能信号为相关意志收缩（RVC）信号，所述信号被称之为：（1）一组当前EMG测量或信号水平，反映了受试者当前或最近特定肌肉的收缩或意图收缩，所述特定肌肉涉及到所需考虑的一种类型的活动，除去（2）肌肉收缩临界参数反映这种肌肉，所述肌肉的肌肉收缩临界参数代表了临界或最低EMG测量或信号水平，应该被取得或超过为了受试者的这种肌肉的收缩或意图收缩到所需考虑的重要的、有意义的、成功的、或相关的。当反映特定肌肉的RVC信号有一大于或等于0的值，肌肉当前或最近的收缩或意图收缩可以分类或定义为切题的或成功的肌肉收缩。类似的，肌肉的当前或最近收缩或意图收缩可以归类为无关紧要的、无意义的、不成功的、或无中肯的。

所述任务是指心理（比如，认知或情感）活动的实施例中，受试者性能信号可以包括心理性能信号，即反映与任务性能相关的大脑区域的基于EEG信号。在典型实施例中，所述基于EEG信号可以反映前额皮质的一部分（例如，左和/或右背外侧前额叶皮层（DLPFC））、顶叶皮层、颞上回或另一大脑区域。

受试者性能信号也可以包括一种或多种类型的受试者性能标准，诸如给定时间内满意状态或成功执行任务的次数、和/或受试者意图或执行任务的速度。在关于身体运动的实施例中，受试者性能标准通过分析EMG测试或信号进行评估和确定。例如，在一典型的实施例中，一种受试者性能标准是对于给定时间（例如，功能提升活动顺序或治疗期间的当前持续时间）内的RVC信号计数（例如，累积RVC信号计数），其指示反映RVC信号的肌肉在所需考虑的时间内若干相关的或成功的收缩。任何给定的功能提升活动顺序或治疗期间可以与受试者将要执行或意图执行的特定数量的任务或活动有关，例如，对于所需考虑的任何给定的肌肉，在功能提升活动顺序或治疗期间，理想或完美的RVC信号计数（100%相关意志收缩的肌肉激活分数）可以被估计、测定、或认识。

受试者性能标准也可以通过与受试者运动相关的其他类型信号的接收和分析产生，例如，特定类型的受试者输入和/或在受试者外部环境的传感信号。在特定的实施例中，受试者性能标准可以基于通过一个或多个输入设备310（例如，键盘、鼠标、操作杆、或游戏控制器）或配置用于受试者输入、传感、或反馈的动觉设备340接收的受试者的输入，系统管理模块720可以采集或产生反映与所要考虑的受试者功能提升活动顺序、心理状态练习、或生理状态练习的表现或意图表现相关的精通水平的受试者性能信号。在分别通过音频接口330和视觉接口320给受试者的音频和/或视觉信息或信号的呈现的时候，输入设备310或动觉设备340的受试者操作可以发生。

受试者性能标准也可以包括一组心理状态维持分数和/或生理状态维持分数，分别反映了涉及参比心理状态参数和参比生理状态参数的捕获的心理状态指示和生理状态指示的分析。心理状态维持分数和生理状态维持分数可以提供受试者，在所需考虑的观察、观看、意图执行、或执行任务的时候适合实现治疗目的或改良功能提升的条件下，是否维持的心理状态或生理状态指示。受试者性能标准可以另外地或可选择地包括其他类型的信号，例如特定类型测试或问卷中受试者的分数、或受试者语言信号。

在多个实施例中，特定类型的受试者性能信号可以对应或基于一个或多个心理状态指示、生理状态指示、和/或心理-生理协同索引或指示，在下文中进一步描述。

典型的心理状态指示和生理状态指示的方面

依照本发明实施例中的系统10可以采集或取样（例如，定期地或基本上连续地）特定类型的心理信号和生理信号。系统的心理状态分析模块742、生理信号分析模块744、和/或信号处理模块706可以过滤和/或处理所述捕获的信号以产生分别表达或反映受试者当前或最近的一种或多种心理状态和生理状态的心理状态指示和生理状态指示。依靠实施例的具体描述，所考虑的受试者功能障碍的功能程度或类型，和/或一种或多种类型的、可用于受试者选择（例如，指的是缓解或克服所述功能障碍、维持功能能力的水平；或扩展或提升未受损受试者的功能能力）的功能提升活动顺序，系统10可以产生特定类型的心理状态指示和生理状态指示。

心理状态指示可以包括原始的、过滤的、和/或处理的信号，用于表达受试者心理状态（例如，认知和/或情感状态）是否有益、期望有益、次佳的、或期望次佳的，与之相关的为：（1）所需考虑的功能提升活动顺序中受试者的性能；（2）增强的学习或有利的（比如，治疗的）神经重组；和/或（3）功能能力或提升获得的维持。在不同的实施例中，心理状态指示包括基于EEG的信号，用来表达或测量反映某些或每个压力或焦虑水平、放松水平、心理注意或集中水平的受试者心理活动程度或期望程度。

所述基于EEG的心理状态指示可以是基于、对应于、和/或包括一个或多个（a）相对α测量（与δ、θ、α、β波段交叉的相对于绝对波段功率α波段功率密度（ABP））；（2）β、α比（例如，β波段功率相对于α波段功率）；（3）δ、α比（例如，δ波段功率相对于α波段功率）；（4）θ、α比（例如，θ波段功率相对于α波段功率）；（5）两半球间的一个或多个对称或不对称测量，表明了EEG信号幅度或光谱含量的程度平衡在左右两个大脑半球推论的大脑区域间；（6）感觉动作，μ，一致性（例如，皮层皮质一致性），或其他类型的神经同步测量，可以反映特定神经元群同步或不同步的程度（例如，锥体和/或镜像神经元）；（7）运动相对皮质电势（MRCP）测量；和（8）从受试者采集或恢复的EEG信号相关的另一测量或比率（例如，γ波段活动）。

在多个实施例中，系统10可以使用特定心理信号和/或心理状态指示作为基元或操作对象，用作输入一组数学和/或逻辑算法或功能以产生或输出一个或多个额外的或其他心理状态指示。在一些实施例中，所述额外或其他心理状态指示可以被称为组合的、复合的、混合的、或合成的心理状态指示。

一复合的心理状态指示的典型例子为心理状态校准指示M_A，定义了平均相对α波段功率

与关于特定时间t的δ到α测量DAR的比，平均相对α波段功率

与δ到α测量DAR的归一化的基线或静态比。数学上，在时间t的M_A可以表示为如下：

在不同的情况下，随着平均相对α波段功率

的增加，受试者的放松和/或积极情感等级、程度、或水平可以预期的增加，这被预期有利于受试者的功能提升。此外，随着δ到α测量DAR的减小，受试者的警觉程度、程度、或水平可以预期的增加，也被预期有利于受试者的功能提升。因此，随着心理状态校准指示M_A增加远离假设极小值0，可以预测到受试者的心理状态越有利于功能提升、学习、和/或有益的神经重组。

在任何给定的时间t，心理状态校准指示提供了一种估计、测定、或指示与功能提升和/或维持相关的、受试者内部认知和/或情感状态是否可促进的方式。此外，在时间内心理状态校准指示M_A值的采集、存储、和/或分析提供了一种追踪或分析程度的方式，在所述程度内，功能提升活动、心理状态练习、和/或生理状态练习期间，受试者认知和/或情感状态变化着。在特定时间的心理状态校准指示的值可以被称为心理状态校准测量。

一般而言，一种或多种心理状态指示的一种或多种类型（可以包括符合心理状态指示）由系统10产生可以反映受试者功能障碍的本质和/或程度，例如，作为通过一个或多个功能能力的标准测量或测试测定或估计，同相对健康、正常、或未损伤个体的功能能力比较，和/或就受试者执行的EEG记录。关于在受试者功能障碍的本质和/或程度考虑内实现有益的神经可塑性、功能提升、或功能维持，特定心理状态指示的相关性或潜在的相关性可以基于一个或多个临床医生或治疗师的经验（例如，关于一个或多个受试者的功能提升或功能维持结果）。就受试者执行的EEG记录，和涉及正常和/或未损伤受试者的EEG研究。所述EEG研究可以对应一个或多个下列参考文献：

（1）“Continuous quantitative EEG monitoring in hemispheric strokepatients using the brain symmetry index,”M.J.A.M.Van Putten,D.L.J.Tavy,Stroke35(2004),2489–2492;

（2）“Quantitative EEG parameters for monitoring and biofeedback duringrehabilitation after stroke,”S.Kanna,J.Heng,Proceedings of IEEE/ASMEInternational Conference on Advanced Intelligent Mechatronics,AIM2009,1689–1694;

（3）“The development of a quantitative electroencephalographic scanningprocess for attention deficit–hyperactivity disorder:reliability and validitystudies,”V.J.Monastra,J.F.Lubar,M.Linden,Neuropsychology15(1),136–144(2001);

（4）“Effects of stimulant medications on the EEG of children with attentiondeficit–hyperactivity disorder,”A.R.Clarke,R.J.Barry,D.Bond,R.McCarthy,M.Selikowitz,Psychopharmacology164,277-284(2002);and

（5）“The EEG in the normal elderly:A contribution to the interpretation ofageing and dementia,”S.Giaquinto,G.Nolfe,Electroencephalography andClinical Neurophysiology96,540–546(1986).

在典型实施中，对于有一种由中风或外伤性脑损伤的神经损伤导致的功能障碍的受试者，心理状态指示基于或包括一个或多个相对α测量、δ与α比、和半球不对称测量。对于经历与学习障碍相关的功能障碍的受试者，心理状态指示可以基于或包括一个或多个大脑额叶θ与β的比、大脑额叶β与α的比、和整个α波段功率测量。

在一些实施例中，所需研究的受试者障碍一种或多种类型和/或程度，与一个或多个实验组的心理状态指示间的关联或映射，可以存储在本地或远程数据库42、82中。在所述实施例中，系统10可以识别、测定、或选择（例如，自动地或响应治疗医师或治疗师输入）从所述实验组的心理状态指示当中的最初的或默认组的心理状态指示。系统可以使用最初组的心理状态指示，来监测或测定在受试者从事功能提升活动顺序的初始数的功能提升项目或初始时间段（例如，几天或几周）内受试者心理状态。基于受试者功能提升或功能维持结果，系统10可以使用在前或最近组的心理状态指示（例如，如果受试者功能提升结果令人满意的），或选择一个新的、不同的、或下一组心理状态指示（例如，如果受试者功能提升结果不令人满意的）。在一些实施例中，系统10可以测试不同组的心理状态指示来识别一组不久促使最高水平受试者功能提升或维持的心理状态指示。所述组心理状态指示可以存储在本地或远程数据库42、82中，并可以被称之为受试者具体心理状态指示。

生理状态指示可以包括原始的和/或处理的信号，表达或指示受试者生理的特定部分是否在一种如下状态：即有利于促使或妨碍（a）所需考虑的功能提升活动顺序的受试者性能和/或（b）学习或有益的神经重组。

对于涉及到一个或多个身体部位的受试者运动或意图运动的功能提升活动顺序，在不同的实施例中，生理状态指示包括基于EMG的信号，显示了用于控制所需考虑的身体部位运动的肌肉或肌肉组的选择性激活，并可以包括基于EMG的信号，用于测量拮抗肌间收缩的程度，这将会阻碍或阻止成功的或有效的身体部位运动。对于所指认知或情感功能的恢复或提升的功能提升活动顺序，生理状态指示可以包括基于EMG的信号，显示了反映一个或多个身体部位的整体压力或放松。例如，生理状态指示可以基于或包括反映受试者颈部、肩部、和/或胸部肌肉的EMG信号。

在多个实施例中，系统10可以使用特定生理信号和/或生理状态指示作为基元或操作对象，用作输入一组数学和/或逻辑算法或功能以产生或输出一个或多个额外的或其他生理状态指示。在一些实施例中，所述额外或其他生理状态指示可以被称为组合的、复合的、混合的、或合成的生理状态指示。

生理状态校准指示可以反映一个程度或期望程度，在其中，关于所需考虑功能提升活动的成功性能，受试者的生理状态是有益的（或事与愿违的）。在一个典型的实施例中，涉及到受试者执行混合的、复合的、或复杂的与一个或多个肌肉组相关的运动顺序的能力的提升或恢复，生理状态校准指示B_A可以被称之一个程度或期望程度的测量，在该程度内，时间t内所需考虑的相应运动顺序的一种或多种主动肌肌肉收缩主要的、或从属的关于一种或多种对抗肌肌肉收缩，在所需考虑的时间t内被期望适得其反的运动顺序。所述主动肌-对抗肌肌肉收缩测量可以归一化为主动肌肌肉收缩的基线测量。

数学上，这种类型的生理校准指示描述如下：

B_A(t)={VC(t)主动肌–VC(t)对抗肌}/VC(t)静态主动肌    (2)

其中，VC(t)主动肌是时间t内，相对于反映目标主动肌肌肉的收缩临界参数，随意目标主动肌肌肉收缩的当前或最近EMG测量。例如，VC(t)主动肌可以反映或作为一个EMG信号水平，测量了时间t内的目标主动肌肌肉收缩减去目标主动肌肌肉收缩的临界参数（例如，0.2的因数，适用于反映目标主动肌的MVC生理状态指示，提供了最大随意目标主动肌肌肉收缩的基线EMG测量，比如，在系统校准过程中测定）。类似地，VC(t)对抗肌可以反映或作为一个时间t内随意目标对抗肌肌肉收缩的EMG测量，相对于反映目标对抗肌肌肉的收缩临界参数。例如，VC(t)对抗肌可以反映或作为一个EMG信号水平，测量了时间t内的目标对抗肌肌肉收缩减去目标对抗肌肌肉收缩的临界参数（例如，0.2的因数，适用于反映目标对抗肌的MVC生理状态指示，提供了最大随意目标对抗肌肌肉收缩的基线EMG测量）。

当目标主动肌-对抗肌的联合收缩剧烈时，B_A(t)将会有一数值趋向于或近似等于0，这反映与所需考虑类型的功能提升活动顺序相关的生理状态事与愿违。当目标对抗肌很好的放松时，尤其是在VC(t)对抗肌约等于相应的目标对抗肌临界收缩参数情况下，B_A(t)将会有一数值趋向于或近似等于1，这显示生理状态有益于所需考虑的功能提升活动顺序。特定时间t内B_A(t)值可以被称之为生理状态校准测量。

目标主动肌和对抗肌可以包括或为主要的伸肌和屈肌，用于特定类型的行动或活动，这与所需考虑的功能提升活动顺序情况相关。例如，在提升或恢复手腕伸张能力的典型执行中，尺侧腕伸肌可以为目标主动肌，并且尺侧腕屈肌可以为目标对抗肌。

典型的心理生理协同索引、指示或测量的方面

在一些实施例中，系统10可以进一步依靠包括一个或多个如上所述的心理状态指示或生理状态指示的原始的和/或处理的心理信号和生理信号变换或操作，以产生一组心理-生理协同索引、指示、或测量。心理-生理协同索引、指示、或测量可以以期望相关或结果为受试者功能性能或提升的实质的、加速的、突发的、非线性的、意外的、自发的、和/或持久增长的方式，提供受试者一种或多种心理状态和一种或多种生理状态是否合作地调节、校准、调和、统一、或协调的估计或指示。因此，心理-生理协同索引、指示、或测量可以反映一个程度或期望程度，在所述程度内，受试者心理状态和生理状态协同地加强或补充彼此，同所需考虑的功能提升活动顺序的受试者性能、意图性能、直观性能、或观察性能、和与此相关的学习或有益的神经重组一样。心理-生理协同索引、指示、或测量可以表达一个受试者操作或维持峰值性能和/或最佳学习速度的程度或期望程度。

在特定的实施例中，系统10可以使用特定的心理状态指示和特定的生理状态指示作为基元或操作对象，用于输出一组数学和/或逻辑算法或功能以产生或输出一个或多个心理-生理协同索引、指示、或测量。在典型的实施例中，一组心理-生理协同索引、指示、或测量包括突破性索引（BTI）或测量，这反映或期望反映在功能性能或功能能力中，受试者心理状态和生理状态协同促使或驱动实质的、加速的、突然的、非线性的、意外的、自发的、和/或持续的增长的可能性，例如，以反映受试者经历功能提升爆发、冲刺、或激增可能性的方式。

在一个实施例中，反映时间段T内的BTI可以在数学上定义如下：

$\mathrm{BT}{I}_T=\underset{\mathrm{\τ}=o}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{SVC}/\underset{\mathrm{\τ}=0}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{RVC}---\left(3\right)$

其中，（1）BTI_T的数值在0和1之间，包括首尾数值（例如，0.00≤BTI_T≤1.00）；（2）T是一时间段，反映了治疗期间或认为在功能提升活动顺序中特定行动或任务的时间；（3）RVC是发生在时间段T内，如上所述的相关意志收缩信号；和（4）SVC是发生在时间段T内，协同意志收缩信号，如下文所详细描述的。

在不同的实施例中，用于协同的随意肌肉收缩的分类或定义需要满足以下条件：

（a）肌肉收缩应该或必须为一个相关的或成功的肌肉收缩（例如，RVC），这反映了满足临界条件的生理信号测量（例如，EMG信号测量），例如，超过最小值或临界肌肉收缩信号值（例如，肌肉收缩临界参数）；和

（b）肌肉收缩应该或必须发生在或暂时地相关于受试者到达或维持有利于活动或任务性能、学习、和/或有益的神经重组的每一心理状态和生理状态。

因此，协同随意肌肉收缩（SVC）可以被定义为，随意肌肉收缩具有一大小符合或超过最小或临界值，比如，与所需考虑肌肉相关的肌肉收缩临界参数，并且发生在每个受试者心理状态和生理状态合作促使或有利于成功的活动或任务性能、功能提升、和/或学习的增强的、明显增强的、或大大增强的可能性的时候。

在不同的实施例中，SVC信号反映了一个RVC信号，发生在（a）一组心理状态指示反映、表示、显示警觉或放松的心理状态；（b）一组生理状态指示反映、表示、显示警觉或放松的生理状态。在多个实施例中，当满足以下条件，RVC信号分类为或定义为SVC信号：

（a）M_A(t)满足或超过最小或临界心理状态校准指示值M_A临界，从而满足预定地、可选择地、或可编程地产生心理状态校准条件或标准；并

（b）B_A(t)满足或超过最小或临界生理状态校准指示值B_A临界，从而满足预定地、可选择地、或可编程地产生生理状态校准条件或标准。

一个或两个M_A临界与B_A临界可以取决于实施例的详细描述；所需考虑类型的受试者障碍或功能紊乱的本质、程度、或严重度；和/或受试者特定的测量或观察，例如特定时间内受试者疲劳或受试者积极性的水平。在一些实施例中，M_A临界可以基于或对应从一个或多个健康或未受损个体捕获的静态EEG信号，和/或从一个或多个受损个体捕获的静态EEG信号。类似地，B_A临界可以基于或对应从一个或多个健康或未受损个体捕获的EMG信号，和/或从一个或多个受损个体捕获的EMG信号。一个或两个M_A临界与B_A临界可以通过一个可编程的或可选择的方式被估计、建立、或测定，例如，响应临床医师或治疗师输入，或基于受试者功能提升活动顺序性能的最近经历。

在典型的实施例中，M_A临界被定义为有一约0.20至约0.50的值，其中，0.20可以用于严重受损或高度焦虑的受试者，和0.50可以用于中度受损或一般放松的受试者。此外，B_A临界被定义为有一约0.20至约0.50的值，其中，0.20可以用于严重受损或至少有点或中度疲劳的受试者，和0.50可以用于中度受损或非疲劳的受试者。在所述实施例中，对于中度受损、放松的、或非疲劳受试者，为了响应时间t的RVC信号的存在或出现，相应时间t的SVC信号可以产生。所述RVC信号出现，与同时或实质同时出现的具有一大于或等于0.50值的M_A(t)（也就是，当RVC信号出现时，M_A(t)≥0.50）和具有一大于或等于0.50值的B_A(t)（也就是，当RVC信号出现时，B_A(t)≥0.50）。对于严重受损、焦虑的、或至少有点疲劳的受试者，反映时间t的SVC信号可以产生以响应时间t的RVC信号的存在或出现，与同时或实质同时出现的M_A(t)≥0.2与B_A(t)≥0.20。

根据上述SVC信号产生条件的不同变化可以存在。例如，对于在时间t内依然含有心理警觉和放松，但显示有一定程度的肌肉疲劳的中度受损受试者，相应时间t的SVC信号可以产生来响应时间t的一个RVC信号的出现，所述RVC信号与M_A(t)≥0.50和B_A(t)≥0.20一致或基本一致。类似地，对于在时间t内心理焦虑但本质上没有肌肉疲劳的中度受损受试者，相应时间t的SVC信号可以产生来响应时间t的一个RVC信号的出现，所述RVC信号与M_A(t)≥0.20和B_A(t)≥0.50一致或基本一致。此外，一个或两个M_A临界和B_A临界可以有除了0.20或0.50的其他的值，例如，基本上任何0.20与0.50间的值（如，大约0.30、0.35、0.40、或0.45）。或其他值（如，大约0.10或0.60），这取决于实施例的详细描述；所需考虑类型的受试者障碍或功能紊乱的本质、程度、或严重度；和/或受试者特定的测量或观察。而且，在一组所需考虑的功能提升活动顺序或治疗期间，一个或两个M_A临界和B_A临界的值可以建立、测定或选择保持不变；或在功能提升活动顺序呈现或治疗期间，基于受试者特定测量或指示（例如，当前或最近心理状态指示、生理状态指示、和/或受试者性能标准）或观察（例如，受试者焦虑、挫折、疲劳、或性能水平的临床医师或治疗师的观察），所述M_{A 临界}和B_A临界的值可以动态地或适应性地更新或校准。

鉴于以上，BTI_T可以被定义为发生在时间段T内协同随意肌肉收缩累积的或总的数量，并归一化为在时间段T内相关随意肌肉收缩累积的或总的数量。在时间段T内，在跟随治疗期间或功能提升活动顺序呈现的起始或开始的任何给定时间t内，当前BTI值可以数学上定义为：

$\mathrm{BTI}\left(t\right)=\underset{\mathrm{\&tau;}=o}{\overset{t<T}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{SVC}/\underset{\mathrm{\&tau;}=0}{\overset{t<T}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{RVC}---\left(4\right)$

其中，BTI（t）可以有0与1之间的值，包括两端。

在不同的实施例中，呈现给受试者的生物反馈包括基于、对应、或指示BTI（t）的视觉和/或音频生物反馈。当受试者能够维持或保持功能状态，BTI（t）通常为接近、或大体上接近、或约等于1.00（如，BTI（t）≥0.80、0.90、或0.95），这期望受试者连续不断以最优或基本理想状态进行，所述最优或基本理想状态性能了一种重大的、增强的或高的可能性，可以促使或使能在受试者功能提升、恢复或学习中无间距冲刺或激增。与现有用于功能提升的辅助系统和技术对比，本发明的实施例可以提供一种可能性或期望的测定的或量化的测量，在所述可能性或期望中，受试者可以经历所述无间距或激增类型的功能提升结果。

鉴于以上，近似或大约等于1.00的BTI（t）值和/或BTI_T可以通过促使或使能够用于功能提升、功能维持、学习、和/或神经重组的受试者潜能最大化的方式指示受试者心理和生理协同地统一或整合，所述受试者潜能包括获得突破性的、无间隔的、非线性的、或自发的激增类型结果的潜能。

由于依照本发明具体实施例一种或多种类型基于BTI（t）的、给受试者的生物反馈的规定，可以导致受试者通过被期望显著地增长以实现在功能能力上明显的、惊人强烈的、意想不到的、和/或持续增长的可能性的方式，实现心理状态和生理状态的统一，对应或基于BTI（t）的生物反馈的规定可以加强或驱动与功能性能增长相关的神经奖励机制。从而本发明的实施例可以避免或帮助克服受试者沮丧、挫折、或缺少积极性，这一般描述用于功能提升的在先辅助系统和技术；和/或与在先辅助系统和技术相关的有限的、不足的、或可怜的功能提升结果。如上描述的本发明的实施例指的训练或再训练与运动模式或顺序相关的受试者肌肉激活协同作用，比如混合的、复合的、和/或复杂的运动模式。所述实施例产生反映主要主动肌-对抗肌的受试者激活的信号或数据，所述主动肌-对抗肌知名的或期望用于运用主要或基本控制所述运动模式或顺序，例如，在健康或未受损的个体中。从而，本发明的实施例可以促使或使受试者的肌肉激活协同作用的提升、恢复、和/或维持，涉及到主要主动肌-对抗肌肌肉收缩以反映真实功能恢复的方式意志的、可选择的控制，例如，通过受试者的学习来协调、或激活和/或在适合时间生物力学上放松恰当的肌肉，从而受试者可以通过可靠的、平滑的、或渐增或实质上自然的方式来提升执行特定混合的、复合的、或复杂的运动模式或顺序的能力。

此外或替代地，本发明不同实施例可以产生上述反映非主要的或次要主动肌-对抗肌信息、信号、数据（例如，生理状态校准指示）的信息、信号、数据，所述非主要的或次要主动肌-对抗肌可能涉及到可控制的、同主要主动肌-对抗肌作用相关的混合的、复合的、和/或复杂的运动。在一些实施例中，巩固的生理状态校准指示可以数学上定义为：

B_A巩固的(t)=B_A1(t)+B_A2(t)+B_A3(t)+…    (5)

其中，B_A1(t)为反映一个主要主动肌-对抗肌肌群的生理状态校准指示，B_A1(t)反映一个非主要的或辅助的主动肌-对抗肌肌群的生理状态校准指示，B_A3(t)反映另一非主要的或辅助的主动肌-对抗肌肌群的生理状态校准指示，等等。

根据实施例详细描述、受试者过程、和/或受试者或临床医师的选择或预选，一旦受试者与系统10互交，并学习或再学习怎么可选择地控制一组所需考虑的主要主动肌-对抗肌，受试者可以或者提升或者应用他们自己额外的运动控制协同作用和策略以进一步提升、改进、或改善特定混合的、复合的、或复杂的运动技能；和/或进一步与系统10互交来学习或再学习一种或多种可选择控制一组与所需考虑的一种运动方式或顺序，或与其相关的另一运动方式或顺序相关的非主要主动肌-对抗肌的方式。

受试者学习或再学习可选性主观控制与所需考虑的一种运动方式或顺序相关的主要主动肌-对抗肌之后，本发明的特定实施例可以给受试者呈现主要和/或非主要主动肌和/或对抗肌强度训练程序、练习和/或游戏。例如，强度训练程序、练习和/或游戏可以涉及到物体的握紧、抓紧、攥紧、和相应释放。

本发明的不同实施例至少初步地、和可能主要地涉及到提升或恢复运动顺序方式协同作用，即，协同的、随意选择的主动肌-对抗肌激活方式的提升或恢复促使或能够使受试者混合的、复合的、或复杂的学习或再学习。所述提升或恢复受试者功能能力的学习方法，与现有辅助的功能提升或恢复学习方法相反，现有方法可以导致事与愿违的或非协同肌肉激活方式的提升，所述在先辅助学习方法绝大多数依靠单一强度训练（经常包括跟随神经损害的发生的非常早的强度训练），所述事与愿违的或非协同肌肉激活方式限制或阻止功能提升或恢复，例如，由于强度训练导致持续肌肉紧张。

另外，用于功能提升或恢复的现有辅助系统和技术，不能通过促使或能够使增强的、加速的、和/或持续的功能提升或恢复的方式给受试者提供生物反馈，因此，使受试者意识到生产的/协同的和/或非最佳/非协同的（1）包括主动肌-对抗肌激活信息的生理状态信息；（2）心理状态信息；和（3）心理-生理统一、完成、或共同增强或合作信息，一个或多个受试者可以随意校准或自我控制（例如，当从事功能提升活动顺序的时候），以增强或最大化经历增强的、加速的、非增量的、和/或持续的功能增长的可能性。

典型的系统实施例和受试者-系统互交的方面

图2A是受试者5使用或互交于参照本发明实施例的典型系统10的示意图，所述系统用于同意神经-生理学修复和/或功能提升。在所示的实施例中，系统10包括心理信号捕获设备100、生理信号捕获设备200、和信号捕获单元20，结合到计算机系统或设备12（例如，台式机、笔记本电脑、或平板电脑），计算机系统或设备配置用于支持或提供如上所述参考图1的特定系统元件，所述特定系统元件包括输入设备310、可视界面320、音频接口330、和可能的动感接口340。

系统心理信号捕获设备100包括若干EEG电极110，配置用于检测反映特定的受试者大脑中神经元群的EEG信号。心理信号捕获设备100可以为包括头戴的或穿戴的物品、设备、结构、或框架120的无线的或有线的设备，配置用于装有相关受试者头皮部位的EEG电极110，所述受试者头皮部位与心理状态指示的产生或检测、和可能地受试者性能信号的产生或检测有关。头戴的物品、设备120可以对应于、基于、或包括头盔、帽子、或面罩（如，棒球帽）、网状物或网；可EEG的计算机输入设备或游戏控制器（如，澳大利亚新南威尔士州神经科技公司的EPOC神经耳机）；或装有或支持若干EEG电极110其他类型结构。

一般而言，心理信号捕获设备100配置用于采集和从特定的10-20EEG剪辑位置采集EEG信号的EEG频道数目，基于所需考虑类型的受试者功能紊乱或障碍。在一些实施例中，指的是提升或维持由中风或外伤性脑损伤造成的手功能、或增强有学习障碍的受试者的学习能力，心理信号捕获设备100配置用于采集8频道的EEG数据。在特定实施例中，指的是促使有睡眠障碍或轻度认知障碍受试者的功能恢复，心理信号捕获设备100配置用于采集更多频道的EEG数据，例如，19频道的EEG数据。

在多个实施例中，依照标准的10-20EEG剪辑，EEG电极110可以放置在相关感兴趣的神经元群的相应特定头皮位置。在典型的实施例中，心理信号捕获设备100包括EEG电极110，放置相关的或在F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、和O2，用于监测关于由中风或外伤性脑损伤造成的手功能恢复或维持的EEG信号。心理信号捕获设备100可以包括EEG电极110，放置相关的或在Fp1、Fp2、F3、F4、P5、P6、O1、和O2，用于监测关于有学习障碍的受试者功能恢复或维持的EEG信号。

在多个的实施例中，生理信号捕获设备200包括若干表面EMG电极210，配置用于检测反映特定受试者肌肉或肌群EMG信号，所述肌肉或肌群与和受试者性能信号一样的生理状态指示的产生或测定相关。在一个如图2A所示的实施例中，EMG电极210可以放置，以检测产生的与受试者控制或意图控制前臂和/或手肌肉的EMG信号，所述前臂和/或手肌肉与手功能的方面相关，例如，精细运动功能。在多个实施例中，至少一些EMG电极210被装在适合受试者的或被受试者穿戴的物品、设备或结构210上。在典型的实施例中，生理信号捕获设备200包括EMG电极210，放置来检测反映至少一部分受试者尺侧腕伸肌、尺侧腕屈肌、指深伸肌、指深屈肌、旋前圆肌、旋后肌、和拇指对掌肌的EMG信号。

可视界面320包括至少一个、和可能多个显示器件322，配置用于可选择地给受试者5呈现反映生理反馈、功能活动提升顺序、心理状态练习、和生理状态练习视觉的信息。例如，在一些实施例中，可视界面可以包括第一显示设备322a，配置用于可选择地给受试者5提供反映的功能提升活动顺序、心理状态练习、和生理状态练习的视觉信息；和第二显示设备322b，配置用于给受试者5提供视觉生物反馈信息。不同类型信息的方面可以通过如下图3A-5A详细所述的典型可视界面320被提供。

一组输入设备310包括至少一个鼠标312、一个键盘314、和一个控制杆316，通过该设备，受试者5可以执行或意图执行与手、手腕、和/或前臂运动控制相关的功能提升活动（如，精细运动控制像手指和/或手腕伸张和弯曲）。另外，音频接口330包括一组扬声器或耳机332、和麦克风334。

图2B是受试者5与本发明典型实施例图2A的系统10有相互作用的示意图。在图2B中，心理信号捕获设备100包括棒球帽或面罩120，配置用于相应于或在一些或每个上述头皮位置装有EEG电极110。生理信号捕获装置200包括可穿戴袖套220，配置用于相应于或在一些或每个上述前臂和/或手肌肉位置装有EMG电极210。在一些实施例中，袖套220是柔性的、或可扩展的，并且是便宜的。此外，袖套220的一个或多个部分可以为半硬式的，从而更容易的用一只手处理，这样有受损手的受试者可以穿上袖套220而不需要或最低的辅助。

在典型的实施例中，袖套220为双层医用级织物的抗水肿管子，这形成了装有一组EMG电极210的手臂手套。尤其地，袖套220可以为双层耐洗结构，在其中，内层装有纽扣式或摁扣式EMG电极210和相关信号传输线路或布线，外层提供足够的电极皮肤压力，使在没有导电凝胶时可以成为优良的电极-皮肤接触。在受试者皮肤上一个或多个组EMG电极210施加的压力，可以基于弹性袖套材料特性进行预订，或可以使用反映每个EMG电极210或EMG电极组210压力调节机制进行调节，以适应手臂尺寸的增大或最大程度，和弥补磨损和撕裂或由于反复使用或洗涤造成的退化。例如，地电极可以用预凝胶导体补丁固定在或近似于受试者肘部。

根据本发明系统10的不同实施例，可以促使受试者运动和/或感觉功能的提升或恢复。例如，诸如图2A或2B所示的系统10可以促使神经损害造成的受试者手功能的提升或恢复（例如，由中风或外伤性脑损伤造成），所述神经损害可以影响手相关运动和/或感觉神经元群。在所述实施例中，捕获的心理信号可以包括反映一些或整个上述10-20剪辑位置的EEG信号，在所述位置心理状态指示可以产生。捕获的生理信号可以包括反映至少一些前述手和手腕肌肉的EMG信号，在所述位置生理状态指示可以产生。

涉及手功能的功能提升活动顺序可以通过可视界面320和可能地音频接口330呈现给受试者5，并可以包括视觉信息（如，录像），以显示一种或多种类型手腕、手、或手指相关的受试者将要执行、意图执行、或可视化执行的活动、任务、行动、或运动。在受试者参与所述功能提升活动期间捕获的受试者性能信号，可以包括反映一个或多个上述前臂和/或手的肌肉激活的EMG信号。在具体实施例中，受试者性能信号可以另外包括与受试者手功能相关的EEG信号，如从位于头皮位置EEG电极捕获的EEG信号，上述头皮位置反映了受试者运动皮质、运动前区皮质、或感觉皮质的特定部位。

图2C是根据本发明另一实施例，受试者5使用或互交于系统10、以用于统一神经-生理学修复和/或功能提升示意图，可以配置用于促使一种或多种类型的认知和/或情感功能的恢复、标准化、或提升。

在所示的实施例中，心理信号捕获设备100包括头戴的设备120，装有安装在对应于或位于头皮位置的反映神经元群的EEG电极110，所述神经元群与心理状态指示的产生或测定相关，所述一个或多个头皮位置如上所示。在具体的实施例中，心理信号捕获设备100额外包括位于反映神经元群的相关头皮位置的EEG电极110，所述头皮位置与所需考虑的认知和/或情感功能的受试者性能或意图性能相关，反映受试者性能信号可以从所述电极中被检测、产生、或测定。例如，心理信号捕获设备100可以包括位于反映实施例中左部和/或右部DLPFC部位的皮质的相关神经元群的EEG电极110，所述实施例涉及经历MDD或躁郁症症状的受试者5的情感功能的标准化。对于有言语障碍或语言障碍的受试者5，心理信号捕获设备100可以包括位于对应语言相关皮质神经元群的EEG电极100，像一个或两个的韦尼克区和布罗卡区。

一组生理信号捕获设备200可以包括一种或多种类型的设备，配置用于检测或采集反映身体张力或压力水平的生理信号。例如，一组生理信号捕获设备200可以包括：装有一组EMG电极220的、可肩部或颈部固定的或穿戴的物品或设备220，所述EMG电极220用于检测通过特定肩部或颈部肌肉产生的EMG信号；用于检测受试者心脏速率的脉搏氧饱和度仪；和/或另外一种类型装置，如皮肤传导仪。

功能提升活动顺序可以涉及受试者从事有关反映所需考虑临床指示的受试者功能的提升、标准化、或恢复的任务或活动。例如，对于有MDD症状或另一类型神经精神病情的受试者5，功能活动提升顺序可以包括虚拟现实场景。对于所述受试者5，功能提升活动顺序可以另外或可选择地包括一个互动的或在线的个体或群体治疗/教学/训练课程，如认知行为治疗（CBT）或辩证行为治疗（DBT）课程。对于有言语或语言障碍的受试者5，功能提升活动可以包括言语治疗练习，所述练习可以发生在独立的或与远程言语治疗师互动的时候。

在实施例中，涉及认知或情感功能提升、标准化、或恢复的受试者性能信号可以包括EEG信号、受试者言语信号、认知或情感技能评估分数（如，反映白氏抑郁症量表），和/或心理状态维持或生理状态维持分数。

附加的/其他类型的心理信号或生理信号捕获设备

如上所述的系统可以包括不同类型的心理信号捕获装置100和/或生理信号捕获装置200。例如，图2D是本发明的另一实施例中EEG信号捕获装置102的示意图。在一实施例中，所述EEG信号捕获装置102包括与一个毂结构154结合的多个齿152，齿152形成柔性的或半柔性框架150，以等同于、实质等同于、或类似于有若干柔性齿、臂、或指（如，镶有小球的金属丝齿）手持式头皮按摩器方式，配置用于可滑动地固定在受试者的头部，这种弹式张力可以保持齿152在受试者头部的所需位置上。

框架150在齿152上装有一组EEG电极110，所述齿符合或基本符合特定的（如，预定的）10-20EEG剪辑位置。齿152本身可以电绝缘或绝缘的。至少一参比齿152a可以作为涉及至少一个受试者解剖结构的位置参比，从而EEG电极110可以以一致的、重复的方式位于关于受试者头皮部位。例如，框架150在受试者的头皮的正确放置可以反映即刻放置在受试者左耳后面的参比齿152a。EEG电极110与信号传输接口158结合，所述信号传输接口158可以是在毂结构154上的无线或基于有线的接口，用于传输EEG信号给信号捕获单元20。

图2E是本发明另一实施例中EEG信号捕获装置的示意图。所述装置包括一个单一的弹性带或带组件162，当佩戴时可以停留在佩戴者的头部，延伸超过和穿过佩戴者头部并在停留在耳朵上之前，从头部两边向下逐渐变细，直到稍微在耳朵的前面。然后进一步延伸到佩戴者头部的后面。弹性带162配置成与受试者的头部可固定的或可调的（如，大小/形状可调的）衔接。

在不同的实施例中，开口164位于在或近似的在带两端的每一端，从而根据佩戴者头部大小调节滚轮按钮（没有显示）来调节。位于佩戴者头部的上面的中心垫片166包括地电极112，所述地电极112与弹性带162大体中心的位置相结合，通过滚轮按钮168在大体额部和头部的大体中后部位置间为可调的。

在佩戴者头部左右两端的每端，通过一对固定器与弹性带162结合的，分别为第一配件带172a和第二配件带172b。每个第一、第二配件带172a、172b装有多个EEG电极110。每个电极110通过大量电极110上的插入位点固定在带上，从而带可以沿着或通过EEG电极110的一部分被穿过或系上。

在一实施例中，EEG电极110包括干EEG电极。每个EEG电极110可以包括多个EEG传感元件，例如传感器针脚174的阵列（如5x5阵列）。在传感器针脚174的阵列内，一些或所有EEG传感元件可以弹性的偏置，如受载弹簧，以促使头皮拓扑学/头部轮廓和可靠的EEG信号检测相一致。传感器针脚174的阵列可以用高导电材料，如镀金银、或镀金的像铜或铝任何的高导电材料，制成。EEG电极110可以连接有信号放大器，所述信号放大器可以装在EEG电极110本身或EEG电极110外部或远处。装置102内的接线从电极110设置到受试者头部后面的装置102的连接头（未显示）。

在一种实施例中，每个偶联装置176配件带172a、172b上的位于对应于头部前面的第一和第二电极之间，偶联装置176连接弹性带162的每一侧，并且在弹性带162较高位置（朝向中心垫）和弹性体162较低位置（朝向佩戴者耳部）是可调的。每个EEG电极沿着配件带172a、b配置或配置其上，并且其位置可沿着配件带172a、b长度方向进行调节。

进一步，第三、第四配件带172c、d装有多个EEG电极110，类似于第一、第二配件带172a、b，可以分别通过一对固定器176与靠近每一个开口164的带162的每一端相结合。一对固定器176可以位于每个带的第一电极和第二电极间，其中，第一电极110靠近带的一端。打开之前，在每一端，任一第三、第四带172c、d的一对固定器176沿着带162的长度方向为可调的。第三、第四带172c、d上的任一EEG电极110进一步沿着适当的带172c、d的长度方向为可调的。

电极位置的调节可以基于（1）包括至少头围和鼻根与枕骨隆突间弧度或圆形的距离的受试者轮廓，如图2F所示；和（2）电极分布图（如，基于、支持、或用常规EEG配置、剪辑、或协议），如图2G所示。本发明不同实施例中的装置102可以定形状、定尺寸的、定做的和/或可调的，从而适应小、中、和/或大的头围、和/或不同种族间所需解剖学上的头部差异。鉴于以上，在不同的实施例中，装在EEG信号捕获装置102上的EEG电极可以可调地、可选择地、或可滑动地位于多个方向，如相应的或沿着任一前后方向和左右方向，来促使不同头型、大小、和拓扑学的相应调节。

图2H是本发明实施例中的一个可调节和/或模块化的生理信号捕获设备或装置200的示意图。在一个实施例中，所述生理信号捕获仪器包括一个主要生理信号捕获装置或设备202，可以随意结合至少一个附属生理信号捕获装置或设备（如，次要的装置或设备）204。任一主要生理信号捕获设备202和附属生理信号捕获设备204，可以调节以适于一个或多个个体受试者解剖形态、尺寸、和/或局限。此外，在不同的实施例中，主要生理信号捕获装置202和附属生理信号捕获装置204配置用于单手压入配合、适用或调节、和移除受试者身体，从而受试者可以把主要和附属生理信号捕获装置202、204放于他们的身上而不需要其他人的帮助，如通过受试者使用未受损的、实质未受损的、轻微受损的、或可能中度受损的手。因此，可调节和/或模块化的生理信号捕获设备的每个部分被配置，从而受试者可以单独地和在第一时间有效的方式穿上、调节、穿着、使用（例如，在功能提升活动、生理状态训练练习、和日常生活的活动的时候）、和脱掉装置200。

在几个实施例中，主要的生理信号捕获装置202包括主体框架元件、成员或条状体230；一组连接或可以连接条状体230的、弹簧加压的紧固件或夹子235a、b（例如第一和第二弹簧加压的夹子235a，235b）；以及一组连接到每个弹簧加压的夹子235a、b的佩戴环或皮带240a、b（例如一个或多个附属肢皮带，诸如第一和第二前臂皮带240a、b）。配置一个或多个皮带240是为了携带至少一组EMG电极或传感器210（例如第一皮带240a可以携带第一组EMG电极210a，第二皮带240b可以携带第二组EMG电极210b）。所述EMG电极210可调节的沿着皮带长度或弯曲度的一部分放置，进一步地详细描述在下面。

此外，主要生理信号捕获装置202携带或包括一组电气接口和电信号通讯或路由选择元件（例如接线）。在各种实施例中，电信号通讯或路由选择元件由条状体230携带。根据实施例的详细说明，特定的信号通讯/路由选择的配置是为了有线或无线的信号传送。在许多实施例中，条状体230被配置用于促进主要的和辅助的生理信号捕获装置202、204与信号采集单元20之间的信号通讯。例如，为了连接第一电信号通讯线路或电缆（例如多线平面电缆）280，条状体230可以在第一末端或接近第一末端的地方配置一个第一电气接口。第一电气接口可以进一步的被配置，用于连接一个基准源电路、普通电路或地线212。条状体230可以在第二末端或接近第二末端的地方另外配置一个电气接口，用于连接一个辅助的生理信号捕获装置204，比如经由第二电信号通讯线路或电缆（例如第二多线平面电缆282）。

辅助的生理信号捕获装置204可以包括一个辅助的弹簧加压的紧固件或夹子235c，并且辅助的佩戴环或皮带240c与紧固件或夹子235c连接。辅助的生理信号捕获装置204也被配置用于连接一组电信号通讯或路由选择元件。例如，辅助的弹簧加压的夹子235c可以配置一个第三电气接口，用于连接主要的生理信号捕获装置、第二电信号通讯线路282，第三电气接口被进一步地配置用于经由第三通讯线路或电线连接一组辅助电极（例如手掌电极）214。

除了前面描述的内容之外，主要的生理信号捕获装置202可以完全适合连接或包含一个或多个FES补丁或电极270。例如，第二EMG电极210b可以由第二皮带240携带，并根据第二皮带240b的长度和弯曲度放置，以便第二EMG电极210b覆盖在FES补丁270上，并和FES补丁270进行电信号通讯。因此，生理信号捕获装置200可以被配置用于EMG信号测量和FES信号递送，例如，以可选择的或时间隔离的/多路复用的方式。在一个典型实施中，FES信号可以在功能开发活动期间或与功能开发活动相联系的，与一个诸如近似2-4秒开、6-10秒关/休息的开-关协议相一致的被递送。FES信号可以另外的或替代的在身体部分训练练习期间或与身体部分训练练习相联系的递送，例如，与诸如近似15秒开、10或更多秒关/休息的开-关协议相一致。

在一些实施例中，主要的和/或辅助的生理信号捕获装置202、204也可以能够连接或连接一个或多个其他类型的生理信号传感器或元件，比如脉搏血氧计（例如戴在手指上的脉搏血氧计）、温度传感器、皮肤电传感器、汗传感器或其他类型的生理参数传感器。

关于安装主要的生理信号捕获装置202到受试者的身体（例如前臂）上，当弹簧加压的夹子235a、b处于开放的位置，受试者可以使用未受损的手，在身体的一部分上或围绕身体的一部分安置第一和第二皮带240a、b，比如与受损的手相应的前臂。至少一个弹簧加压的夹子235a、b沿着条状体230是可以替换的或位置可调的（例如滑动的调节），以便促进对不同身体部分的尺寸（例如不同的前臂尺寸）的适应或符合。例如，受试者可以使用未受损的手，以适应受试者的个人解剖结构的方式，调节第二夹子235b的位置。一组EMG电极210沿着与它相应的皮带240的一部分被选择性的替换，来促进受试者特定EMG电极210的放置，以便适应受试者的个人解剖结构。当弹簧加压的夹子235a、b被关闭，与夹子235a、b相应的皮带240a、b缚住受试者的身体，以便EMG电极210和EMG电极210所驻留的受试者的肌肉之间的可靠地电信号通讯能够发生。

典型的可视化界面方面

在受试者与系统10的互交期间，所述系统选择性地通过受试者互交单元300向所述受试者提供生物反馈、功能开发活动序列、生理状态练习和心理状态练习。更加特别的，可视化界面320部分有选择性地输出与受试者生物反馈、功能开发活动序列、心理状态练习和生理状态练习相一致的可视化信息。

典型的生物反馈可视化界面

图3A描述了本发明一实施例中典型的可视化生物反馈界面400的部分。在各种实施例中，生物反馈界面400被配置用于同时展示神经的或心理的状态相关的生物反馈和生理的或身体的状态相关的生物反馈。根据具体实施例，可视化生物反馈界面400可以和一个或多个其他类型的界面是分离的、结合的或成为整体的，例如功能开发活动序列界面、心理状态练习界面、和/或生理状态练习界面。例如，在一些诸如图3A展示的实施例中，生物反馈界面400是与功能开发活动序列可视界面或窗口结合在一起的，以便生物反馈界面400与功能开发活动序列可视界面可以通过一个显示设备322显示。在某些实施例中，使用物理隔离的或分离的显示设备呈现或显示可视化生物反馈界面400和功能开发活动序列界面，诸如在上述图2A-2C中描述的第一显示设备322a和第二显示设备322b。

在一实施例中，可视化生物反馈界面400包括一个或多个图形窗口402，在图形窗口402中一组可视化或图形化心理状态反馈单元410和一组可视化或图形化生理反馈单元412被提供或显示。在一典型实施例中，所述一组可视化心理状态反馈单元410可以包括一个或多个仪表类型的元件410a、b，用于向依然有益于功能保持、功能开发、学习、和/或有益的神经可塑性的受试者当前心理状态的部分传达一个范围。例如，所述一组心理状态反馈单元410可以包括一个第一仪表型单元410a和一个第二仪表型单元410b，配置第一仪表型单元410a用于显示诸如与当前α波活动的EEG测量的第一心理状态指示器的信息，配置第二仪表型单元410b用于显示诸如与当前β波活动的EEG测量的第二心理状态指示器的信息。一组可视化心理状态反馈单元410可以另外的或替代的配置用于呈现或显示与其他心理状态相关的信息，诸如特定心理状态指示器的当前值的可视化再现（例如当前心理状态校准指示器的值M_A(t)）。

一组可视化生理状态反馈元件412可以包括一个或多个仪表型的元件430a-d，用于向有益于功能保持、功能开发、学习、和/或有益的神经可塑性的受试者的当前生理状态部分传达一个范围。一组可视化生理状态反馈元件412可以包括第一组条状显示元件412a，配置元件412a用于显示诸如与手腕肌肉激活相应的EMG测量的第一生理状态指示器信息；配置第二组条状显示元件412b用于显示诸如与前臂肌肉激活相应的EMG测量的第二生理状态指示器信息；配置第三组条状显示元件412c用于显示诸如与手指肌肉激活相应的EMG测量的第三生理状态指示器信息；配置第四组条状显示元件412c用于显示诸如与拇指肌肉激活相应的EMG测量的第四生理状态指示器信息。另外的或替换的，一组可视化生理状态显示元件412可以被配置用于提供或显示其他的生理状态相关的信息，诸如特定生理状态指示器的当前值的可视化重现（例如当前生理状态校准指示器值B_A(t)）。

在一些实施例中，一个或多个可视化心理状态反馈单元410可以是与当前生理状态信息相一致的色码，例如，基于一个或多个生理状态指示器值（例如当前生理状态校准指示器值BA(t)）的当前值。类似的，一个或多个可视化生理状态反馈单元412可以是与当前心理状态信息相一致的色码，例如，基于一个或多个心理状态指示器值（例如当前心理状态校准指示器值MA(t)）的当前值。结果，基于观察单独的可视化心理状态反馈单元410或单独的可视化生理状态反馈单元412，受试者可以同时确定心理状态和生理状态相关的信息，这可以降低或消除不必要的注意力分散，并且促进更快速或自然的实现心理和生理状态的协同作用。

在本发明的许多实施例中，可视化的生物反馈显示界面400可以另外或替换的包括一套视觉反馈元件，用于传达心理-生理校准信息。例如，图3B-3D是用于将当前的心理状态校准和生理状态校准的相对信息可视化的传达给受试者的可视化心理-生理校准反馈元件414的一个典型实施例的示意图。在一实施例中，可视化心理-生理校准反馈元件414可以包括多个可视化心理-生理校准排列元件416a-d，以及相对于可视化心理-生理校准排列元件416a-d放置的受试者418的可视化再现，可视化心理-生理校准排列元件416a-d分别以相对于心理状态校准指示器值M_A的阈值的当前值M_A(t)，和相对于生理状态校准指示器值B_A的阈值的当前值B_A(t)为基础。

可视化心理-生理校准排列元件416a-d可以是彼此相关的色码。例如，第一可视化心理-生理校准排列元件416a可以相当于绿色；第二可视化心理-生理校准排列元件416b可以相当于黄色；第三可视化心理-生理校准排列元件416c可以相当于橙色；第四可视化心理-生理校准排列元件416c可以相当于红色。第一可视化心理-生理校准排列元件416a对应一个心理-生理校准情况、条件或状态。相对于第一可视化心理-生理校准排列元件416a，第二到第四可视化心理-生理校准排列元件416b-d的空间布置和/或颜色编码并且彼此之间可以传达或对应于逐渐变大的欠佳心理-生理校准的量级。

在一个典型实施中，可视化的心理-生理校准反馈元件414，可以包括或是一个拥有作为可视化心理-生理校准排列元件416a-d的、多重图层的图形化的金字塔类型的结构。当目前的M_A(t)和B_A(t)值符合受试者的心理状态和生理状态的协同校准或联合时，受试者418的可视化再现可以放置在顶部，在第一心理-生理校准排列元件416a的中心，在与位于金字塔结构的一个侧面中点的金字塔结构的顶端相一致的图形化位置。因此，图3B符合受试者的心理状态和生理状态校准的情况。

由于涉及M_A阈值和B_A阈值的当前M_A(t)值和B_A(t)值分别对应受试者的心理状态和生理状态的欠佳校准的更大的度或量级，受试者418的可视化再现放置在更远离金字塔侧面中点的位置，接近于与心理状态-生理状态非校准的当前的度、范围或量级相符的特定的可视化心理-生理校准排列元件416b-d的侧面末端或在末端上面。在给出的可视化心理-生理校准排列元件416b-d的特定侧面末端（例如左端或右端）上的受试者518的可视化再现的位置，可以是基于欠佳的心理状态校准的度、范围或测量是否超过欠佳的生理状态校准的度、范围或测量。例如，当欠佳的心理状态校准的测量超过欠佳的生理状态校准的测量时，受试者418的可视化再现可以放置在与一个合适的可视化心理-生理校准排列元件416b-d的一预定的侧面末端（例如左端）相对应的位置。

因此，与图3C相符的情况是，受试者的心理状态和生理状态关于心理状态-生理状态校准是欠佳的，并且受试者的当前心理状态对所述非校准的贡献超过受试者的当前生理状态对所述非校准的贡献。图3D也与一个情况相符，即受试者的心理状态和生理状态关于心理状态-生理状态校准是欠佳的，并且受试者的当前生理状态对所述非校准的贡献超过受试者的当前心理状态对所述非校准的贡献。此外，图3D展示的心理状态-生理状态非校准的度或量级超过了图3C展示的心理状态-生理状态非校准的程度或量级。

响应于观察当前的、实时的或接近实时的心理-生理校准的信息，例如，被可视化心理-生理校准反馈元件414所传达的，受试者可以以增加受试者的心理状态和生理状态匹配地变化的可能性的方式，自主的调整或适应他们的心理状态和/或生理状态。

典型的功能开发活动序列界面

图4A描述了本发明一实施例中典型的第一功能开发活动序列界面420。图4A所示的实施例中，第一功能开发活动序列界面420由第一显示设备322a所显示，可视化的生物反馈界面400由第二显示设备322b显示。在一实施例中，第一功能开发活动序列界面420包括向受试者展示诸如球的一个或多个可视化或图形对象424的可视化窗口422。可视化生物反馈界面400输出传达受试者当前心理状态和生理状态的可视化信息，比如指示受试者的精神状态与放松的精神状态相符的程度的当前的相对α波功率电平。

在一典型实施中，受试者被指示使用诸如操纵杆的输入设备310跟随或尝试跟随一个特定的显示对象424。与需要考虑的图形对象424相应的一个或多个动作参数（例如行走速度）对当前的心理状态指示器的值作出响应，例如，诸如对应α波功率测量的EEG测量的当前值。更加特别的，响应于更高的相对α波功率测量，考虑中的图形对象424更慢和/或以更容易的控制方式移动。相应的，随着相对α波功率测量的增加，表明受试者正在获得或保持一个放松但还警觉的心理状态，受试者能够成功控制或跟随图形对象424的动作的可能性在增加。受试者可以经历同时带有放松注意力训练的改进的手-眼协调。

图4B描述了本发明另一个实施例中的一个典型第二功能开发活动序列界面430。在实施例中展示了，第二功能开发活动序列界面430向受试者提供或提出功能开发活动序列，功能开发活动序列可以包括功能开发活动或任务432a的第一可视化设置、序列或系列和功能开发活动或任务432b的第二可视化设置、序列或系列。例如，功能开发活动432a的第一可视化设置可以包含拾起和移动一个瓶子434，功能开发活动432b的第二可视化设置可以包含握住和操纵一双筷子436（例如，用筷子436拾起、移动或释放一个物体）。功能开发活动432a-b的第一和第二设置中的一个或两个可以包含与空间标示物438的定位或位置相关的空间地移动或操纵物体或物品。功能开发活动432a-b的每一个可视化设置可以通过一个或多个显示设备322以类似于上述的方式向受试者显示。功能开发活动432a-b给出的可视化设置显示的同时，心理状态生物反馈和生理状态生物反馈通过可视化的生物反馈界面400显示给受试者，例如，以类似于或相似于上述的方式。

可视化功能开发活动432可以包括视频和/或动画片，展示了至少一个模型生理部位执行一个或多个类型的、受试者将要模仿或尝试模仿的目标动作/运动。总之，任何给出的可视化的功能开发活动432的可视化设置，可以以“镜像”的方式展示给受试者。因此，展示或执行考虑中的一组可视化功能开发活动432的任务的一个个体的左边附属肢（例如左手或左手臂）所执行的运动、动作、活动或任务，规定为被受试者相应的右边附属肢的运动或尝试的运动所反映、模仿或跟随。

功能开发活动432的可视化设置里给出的活动或任务，展示了受试者将要匹配或尝试匹配的特别活动频率、速度或强度。结果，在受试者执行或尝试执行考虑中的功能开发活动序列期间，受试者在控制附属肢动作的空间方面、附属肢动作的时间控制方面和受试者的精神注意力可以被整合。如下文进一步的详细描述的，与功能开发活动序列的演示相关的活动强度，可以根据受试者的心理状态和生理状态的方面不断地调整。

当执行或尝试执行、跟随或模仿功能开发活动432的可视化设置时或相关时，受试者可以查看可视化的生物反馈界面400，来检查当前的心理状态指示器的值和/或生理状态指示器的值，并以增加成功执行考虑中的功能开发活动或任务的可能性的方式，主动调整或适应他们的基于所述生物反馈器的心理状态和/或生理状态。

典型的心理状态练习和生理状态练习的界面

图5A描述了本发明一个实施例中的典型的第一心理状态训练或练习的界面440。在一个实施例中，第一心理状态练习界面440包括第一视觉的或图形的心态的训练练习或者游戏，比如迷宫442，受试者是利用作为绘图工具的输入设备310进行导航。迷宫可以有一个取决于心理状态指示器的当前值的背景色。此外，受试者移动绘图工具的结果是产生一个有颜色的图形线444，该颜色取决于心理状态指示器的当前值。根据受试者保持或不能保持一个或多个对应于一组目标训练值或值域的心理状态指示，迷宫442的背景颜色相对于图形线444的颜色可以改变，从而使迷宫导航更容易或更难。

在一个典型的实施中，最初迷宫442可以有一个绿色的背景色，图形线444可以是红色的。如果受试者保持当前的心理状态校准指示的值MA(t)在接近一般的值1.0的第一值域内（例如高于近似0.75的目标最小训练值），以至于受试者的心理状态具有高的相对的α波功率测量（例如

）和低的DAR测量的特征，则迷宫的绿色背景色被保持，迷宫442的颜色和图形线444的颜色之间的视觉对比促进通向迷宫出口的通道的成功识别，和/或及时的通过迷宫的导航。

如果心理状态校准指示的当前值MA(t)下降或下落以至于它在第二值域内（例如大约0.5和0.75之间），迷宫442的背景色变成黄色或橙色。结果，迷宫442的背景色和图形线444的颜色之间的视觉对比减少了，使得通向迷宫出口的通道的识别和/或及时的迷宫导航变得更加困难。最后，如果心理状态校准指示的当前值M_A(t)下降或下落以至于它在第三值域内（例如低于大约0.5），迷宫442的背景色变成与图形线444的颜色近似的或非常匹配的红色阴影，使得通向迷宫出口的通道的识别和/或及时的迷宫导航变得更加困难（例如非常困难）。

因此，当受试者意识到并保持心理状态校准指示值MA(t)在或高于目标训练值时，成功的和/或及时的迷宫导航变得容易。上述的心理状态训练练习或游戏能同时训练全部的受试者的放松、注意力和分析能力，以及与图形线相关的运动协调，图形线的绘制响应于输入设备的操作。

图5B描述了本发明一个实施例中典型的第二心理状态训练或练习界面450。在一实施例中，第二心理状态练习界面450包括第二视觉的或图形的心理状态训练游戏或练习，比如球类游戏452，在该游戏中与图形球454相一致的动作参数（例如移动速度或弹起的加速度），响应一个或多个心理状态参数的当前值。在一个典型的实施中，球454的速度与DAR测量值逆相关。因此，更低的DAR测量导致球的更快速移动，更高的DAR测量导致球的更慢移动。球类游戏452的目标是能够控制该球的速度，这样球454运动的尽可能快，与保持当前DAR值在目标训练DAR值或低于目标训练DAR值的使用者相一致，DAR值与增加的警觉或更少的睡意有关。一个减少的或低的DAR值可以是放松训练的自然结果。

在各种实施例中，受试者在心理状态训练程序、练习或游戏中表现的一个或多个方面（例如游戏分数和/或完成时间）被分析和/或储存（例如在本地的或远程的数据库42，48），以作为心理状态训练表现度量。结果，受试者的心理状态训练表现的历史记录可以被生成、维护或存取。进一步的描述如下，系统10可以适应性的由功能的开发活动序列的展示，转变为基于受试者的心理状态指示的当前值的心理状态训练程序、练习或游戏。当这一转变发生时，系统10可以选择性的为受试者提供一个或多个基于受试者的已知的心理状态训练表现的心理状态训练程序、练习或游戏。更特别的是，系统10可以选择性的呈现至少一个心理状态训练程序、练习或游戏，与所述心理状态训练程序、练习或游戏相关于（a）受试者的心理状态转变或恢复为目标心理状态的最高或做好的期望或可能性，目标心理状态促进受试者在功能开发活动序列、学习或有益的神经重组中的表现；和/或（b）受试者的精神状态最快速地转变或恢复为所述目标精神状态。

图6A描述了本发明中一个实施例中的一个典型的第一生理状态训练或练习界面460。在一个实施例中，第一生理状态练习界面460包括一个图形窗口462，在所述图形窗口462中一个第一身体部分活动或练习464a和一个第二身体部分活动或练习464b可视的出现在使用者面前。第一和第二身体部分练习464a-b可以相当于特别肌肉（例如前臂或手腕的肌肉）的延长和弯曲。当受试者要开始第一或第二身体部分练习464a-b时，第一和第二启动触发器466a-b，比如图形灯，可以选择性的提供一个可视的指示，第一和第二图形指示器元件468a-b可以将肌肉激活的程度（例如EMG测量或信号水平）传达给受试者。图形选择器元件或拨号盘465方便活动或练习的重复次数的选择或输入。

启动触发器466a-b中的一个指示受试者将要执行或尝试执行一个相应的身体部分活动或练习464a-b后，当受试者执行或尝试执行身体部分活动或练习464a-b时，如果适当的图形指示器元件468a-b显示一个肌肉活动的欠佳的或不充分的数量，受试者可能不适于激活一个或多个肌肉，或者对动作的确定类型或方面使用了补偿性的策略而不是生物力学上正确的策略。基于图形指示器元件468a-b传达的可视化信息，受试者可以以促进受试者以生物力学正确的方式，执行动作或运动序列的方式训练特定肌肉的激活和控制。

图6B描述了本发明一个实施例中典型的第二生理状态训练或练习界面470。在一实施例中，第二生理状态练习界面470包括一个图形窗口472，在图形窗口472中第一肌肉练习序列473a-b（例如与手腕旋后和手指弯曲的共同活动相一致）和第二肌肉练习序列474a-b（例如与手腕内转和手指伸展的共同活动相一致）被提供给受试者。用与上述类似的方式，第一和第二激活触发器476a-b（例如图形灯）可以选择性的指示受试者何时启动第一肌肉练习序列473a-b和第二肌肉练习序列474a-b。第一组图形指示器元件477a-b可以传达一个与涉及第一肌肉练习序列473a-b的肌肉相一致的肌肉激活程度（例如EMG测量或信号水平）；第二组图形指示器元件478a-b可以传达一个与涉及第二肌肉练习序列474a-b的肌肉相一致的肌肉激活程度（例如EMG测量或信号水平）。图形选择器元件或拨号盘475方便活动或练习的重复次数的选择或输入。

第一或第二启动触发器476a-b指示受试者将要分别执行或尝试执行第一肌肉激活序列473a-b或第二肌肉激活序列474a-b后，如果在受试者进行第一肌肉激活序列473a-b或第二肌肉激活序列474a-b的执行期间，第一组图形指示器元件477a-b或第二组图形指示器元件478a-b分别指示一个欠佳的或不足的肌肉激活的数量，受试者可能不适当的激活了一个或多个肌肉，或者或者对动作的确定类型或方面使用了补偿性的策略而不是生物力学上正确的策略。基于第一组图形指示器元件473a-b和第二组图形指示器元件474a-b传达的可视化信息，受试者可以以促进受试者以生物力学正确的方式，执行动作或运动序列的方式训练特别肌肉的激活和控制。

在各种实施例中，受试者在生理状态训练程序、练习或游戏中表现的一个或多个方面（例如肌肉激活测量或电平）被分析和/或储存（例如在本地的或远程的数据库42，48），以作为生理状态训练表现度量。结果，受试者的生理状态训练表现的历史记录可以被生成、维护或存取。进一步的描述如下，系统10可以适应性的由功能的开发活动序列的展示，转变为基于受试者的生理状态指示器的当前值的生理状态训练程序、练习或游戏。当这一转变发生时，系统10可以选择性的为受试者提供一个或多个基于受试者的已知的生理状态训练表现的生理状态训练程序、练习或游戏。更特别的是，系统10可以选择性的提供至少一个生理状态训练程序、练习或游戏，与所述生理状态训练程序、练习或游戏相关的是（a）受试者的生理状态转变或恢复为目标生理状态的最高或做好的期望或可能性，目标生理状态促进受试者在功能开发活动序列、学习或有益的神经重组中的表现；和/或（b）受试者的生理状态最快速地转变或恢复为所述目标生理状态。

典型的附属的活动提升设备方面

本发明的各种实施例可以包括能够促进受试者的功能提升的一个或多个种类的附属装置或设备500，例如，通过帮助或协助（例如在选择性的或可编程的基础）受试者执行功能提升活动序列。这种附属的活动提升设备可以包括机器人设备，和/或外部的信号应用设备（例如被配置用于受试者5的递送功能电刺激（FES）、经颅磁刺激（TMS）、经颅直接刺激（tDCS）或其他类型的电磁信号）

在多个实施例中，生理信号捕获设备200可以包括若干个电极，以选择性地对特殊受试者的肌肉或肌肉群应用电刺激信号，比如功能电刺激（FES）信号。在一些实施例中，可以通过生理信号捕获设备200配备的EMG电极210应用或递送电刺激信号。这样的生理信号捕获设备200可以在特定时间捕获或获得EMG信号，并在其他时间选择性地应用点刺激信号，例如，为了协助受试者执行一个或多个类型的与功能开发活动序列相一致的任务。

图7A是本发明一个实施例中典型的机器人矫正系统、子系统或装置505的结构示意图，装置505可以至少部分的引导和/或协助受试者执行特殊类型的动作或运动序列或模式，引导和/或协助的方式是与受试者下面两方面的提升发或恢复互补或协同作用：（a）自主地选择性的肌肉激活和放松能力；（b）可靠或平稳地控制考虑中的受试者附属肢的混合的、复杂的或错综的动作。

矫正系统505包括至少一个发动机、执行机构、和/或传动装配或机械装置510（下面称发动机），发动机510与受试者可穿戴的矫正器520相连。在各种实施例中，可穿戴的矫正器520不包括发动机510或者与发动机510是分离的。也就是说，可穿戴的矫正器520不需要携带发动机510，并且可以省略或者不包括发动机510，发动机510和可穿戴的矫正器520可以是分开或远离的。在几个实施例中，发动机510和受试者可以是分开的或是远离的（例如放置在地上、桌子上或推车上），或者可以被穿在受试者身体（例如受试者的腰部或臀部）上的支撑设备所携带，穿着支撑设备的部位与放置可穿戴矫正器520的身体位置（例如与受试者的前臂、手腕、和/或手的部分相一致）不同或远离。在多个实施例中，发动机510和可穿戴的矫正器520通过一个或多个挠性驱动轴512机械地连接，配置驱动轴512用于将发动机510提供的机械动力（例如作为在第一方向回转运动和在第二方向回转运动的结果）转移或传递给可穿戴的矫正器520，进一步的详细描述在下面。

可穿戴的矫正器520的多个实施例展示了一个模块化的设计或结构，模块化的设计或结构可以促进或能够使矫正器容易的装配与拆卸，和/或选择性的包括或省略基于受试者当前功能状态和受试者提升或恢复功能能力的进展中的一个或两个方面的特别矫正器模块、部件或元件。当受试者功能能力的程度或测量随着时间增加或改善时，特定模块、部件或元件可以从可穿戴的矫正器520上拆掉或不包括在穿戴的矫正器520内。结果，由于可穿戴的矫正器520的存在，受试者附属肢承受的许多额外重量随着时间的过去而减少，例如，当受试者在某些类型的活动、任务或动作中变得渐进的更加熟练时。

可穿戴的矫正器520一般情况下被受试者携带在或穿在穿戴生理信号捕获设备220的附属肢或身体部位上，此类可穿戴的袖套携带EMG电极210。在某些实施例中，可穿戴的矫正器520部分可以将一种或多种电刺激信号（例如FES信号）应用在或传递到特定的受试者的肌肉。

在一实施例中，可穿戴的矫正器520包括与一个或多个附属肢动作模块540a-c连接的机械动力接口模块530。配置机械动力接口模块530来连接或接收至少一根挠性驱动轴512，并且包括许多诸如齿轮或齿轮机构的机械动力供应和/或转换元件，以提供的机械动力、力量和/或扭矩应用到或传递到特别的附属肢动作模块524a-c部分。在各种实施例中，动力供应和/或转换元件被配置，用于将挠性驱动轴512提供的转动动作、力量、动力或扭矩转换为选择性控制附属肢动作模块540a-c相对于动力接口模块530和/或相互的动作或位移的线性的动作、力量或动力。

挠性轴512的使用也可以使一个或多个发动机570与某些任务或个体的驱动系统的快速分离/结合成为可能。没有附加的发动机570，驱动系统也能作为矫正器单独地运行FES或肌肉的作用力。这使得该多功能的设计不仅适用于独立个案，还使以模块化方式通过恢复的多个阶段的同一病号的继续使用成为可能。

依照本发明的一个实施例，被指导用于促进受试者手部、腕部、和/或前臂动作的保持、开发、康复或恢复的可穿戴的矫正器510的一个典型实施中的特别方面在下面详细的说明。

在一个实施例中，用于建造矫正器的材料的主要成分是浇铸尼龙。在其他实施例中，用于建造矫正器的材料的主要成分至少是浇铸尼龙、腈纶和缩醛树脂中的一种。用于构成杆、轴和固定螺丝的材料可以包括不锈钢。用于建造矫正器的弹性挡圈可以包括碳素钢弹簧。矫正器也可以包括轴瓦，轴瓦可以由黄铜或聚四氟乙烯制造。矫正器中的锥形齿轮可以由黄铜制造。

图7B展示了本发明的一个实施例中的模块化矫正器520的一个实施例，在该实施例中各种模块式可以拆卸的（例如，如果特定的患者不需要该模块）。最初患者将需要使用所有的部件支持各种运动是合乎情理的期待。当他或她改善一个或多个关节后，可能不再需要机器人的协助。在这个阶段减少矫正器的重量是重要的，以便患者的越来越好的运动变成可能，并把矫正器重量带来的疲劳和不平衡降到最小。模块520可以被拆除，例如，从末端的附属肢开始。例如，近端指（趾）间关节（PIP）的运动可以通过拆除附属于近端指（趾）间关节的模块540b和540d而被禁止，但是在几个实施例中如果负责手掌外展的模块540a被拆除，由于滑轮和缆绳系统的设计，近端指（趾）间关节和掌指关节（MCP）的运动立刻就被阻止了。为了掌关节/近端指（趾）间关节旋转中指、无名指和小指的旋转，模块540d、540e可以从末端向下拆除，而不是从手腕向上拆除，这和前面的机械装置相似。

图7C是图7B中矫正器520的一个实施例，可以认为是和促进受试者手、腕、和/前臂动作的保持、提升、康复和恢复的手、手腕、和/前臂动作的特殊机械操作相关的矫正器520的方面，在下面详细的描述。

旋转

手指和手腕围绕它们的关节的旋转是基于特定的抓握模式，主要是捏和圆柱形的抓住为基础的。

手腕的弯曲和伸展

使手腕弯曲和伸展成为可能的驱动是通过挠性轴512c传递给锥形齿轮2（554）的。当锥形齿轮2（554）旋转时，滑轮1a（562）将旋转。当滑轮1b（564）连在同一根轴上时，滑轮1b（564）也会旋转。这两个滑轮分别与滑轮4（570）和滑轮10（582）相连。这使得手腕弯曲和伸展成为可能。

手指（中指、无名指和小指）的弯曲和伸展

主驱动将从锥形齿轮1（552）传到滑轮2（566）、滑轮3（568）、滑轮5（572）和滑轮6（574）。锥形齿轮1（552）将旋转，并且滑轮2（566）和它一起旋转。缆绳绕在滑轮2（566）和滑轮3的周围并延伸至滑轮5（572）。当滑轮5（572）旋转时，掌关节的运动将成为可能。缆绳将围绕在滑轮5（572）的较大滑轮到滑轮6（574）的周围。因此，当滑轮5（572）旋转时，滑轮6（574）将旋转，近端指（趾）间关节（PIP）的运动成为可能。

手掌外展/食指的弯曲和伸展

锥形齿轮3（556）的旋转是手掌外展和食指伸展与弯曲的原因。当锥形齿轮3（556）旋转时，滑轮11（584）也旋转。一根缆绳从滑轮11（584）缠绕到滑轮9（580）。滑轮11（584）的旋转将导致滑轮9（580）的旋转，这使得手掌外展成为可能。一根缆绳从滑轮9（580）的较大滑轮缠绕到滑轮8（578）的较小滑轮。滑轮8（578）的旋转将使得食指掌指关节（MCP）的转动成为可能。滑轮8（578）的较大滑轮将被连接到滑轮7（576），滑轮7（576）的旋转将使得食指的近端指（趾）间关节（PIP）的运动成为可能。

拇指的伸展和弯曲

图7D展示了用于拇指的扭转弹簧542的示意图。手掌矫正器是设计并不提供拇指MCP的伸展和弯曲。相反，它将允许拇指通过一个用于保持拇指MCP在轻微的弯曲或中立位置的轻扭转弹簧自愿的伸展和弯曲。任意伸展将必须是自愿的执行。在某些情况下，这种设置可以被保持在“正常伸展的”位置，以便使受试者不得不自愿的弯曲拇指。这个特征可以在一些捏和抓握的变化、像拇指和食指之间的捏或执行三个手指的捏中是有用的。

矫正器允许手部运动有12个自由度（DOF）。矫正器的每一个主要部分的自由度如下：模块540b和540c的每一个有3个自由度；模块540e、540d和540a的每一个有1个自由度；手腕的转动和前臂的旋后与旋前的转动中的每一个有1个自由度。

发动机的型号和选择

根据可以应用于挛缩关节的最大扭矩，可应用于锥形齿轮1（552）、2（554）和3（556）三个主驱动装置的发动机的选择如表1所示。这些已经被与理疗师合作开发模拟真实人手力量的机器手的日本研究人员所建立（Mouri等，2007）。

表1：人手的各种关节需要的扭矩（Mouri等，2007）

参考上面的表格，与手指第二和第三关节相关的扭矩值表示了手指MCP和PIP运动所需要的扭矩。

与拇指的第二关节相关的扭矩值表示了手掌外展运动所需要的扭矩。与手腕的第二关节相关的扭矩值表示了手腕的弯曲和伸展所需要的扭矩。

忽略诸如摩擦力的外部力量，三个发动机需要的扭矩如表2所示。

表2：发动机的输出轴上的传动装置需要的扭矩

	扭矩(Nm)
		锥形齿轮1	1.1105
锥形齿轮2	1.3680
		锥形齿轮3	1.4409

考虑到可能的外部力量，诸如来自患者的摩擦力和阻力，特别是出现畸形和手指与手腕挛缩时，选择可以提供1.5-2.5Nm扭矩的发动机。

前臂矫正器

图7E展示了本发明一个实施例中的前臂矫正器528。在一个实施例中，当受试者需要前臂矫正器528和手矫正器520一起使用时，单独的前臂矫正器528可以和手矫正器520合并。前臂矫正器528的目的在于提供用于手臂旋前和旋后的动作。前臂的金属板可以捆绑在前臂的上端，当半圆形齿轮旋转时手矫正器520的前臂支架可以随着旋转，从而提供旋前和旋后的动作。必要时，可以通过一个铰链装置在上臂提供一个附加的支持。

为了把前臂矫正器528附加到手矫正器520上，一个支架可以被附加到前臂铸件上，然后从顶部附加到内部圆环。压在机械装置上的弹簧可以进一步的使前臂支架和内部圆环的支架锁定在合适的位置。

前臂矫正器528包括一个由小齿轮驱动的半圆形内环齿轮，小齿轮由发动机驱动，通过一根挠性轴传输动力。在一个典型实施中，前臂矫正器中的主动齿轮有25个齿，1的模块，半圆形齿轮由100个齿，1的模块的齿轮在它的周围。所需扭矩大约是手腕弯曲和伸展所需扭矩的2倍。因此，大约2.736Nm的扭矩被考虑。相应地，选择发动机。由于1∶4的齿轮比，被传输到半圆形齿轮的扭矩要乘以4。

考虑到或联系到前面的描述，图7F和7G是与本发明的一实施例相一致的手-手腕-前臂矫正器528的典型实施例的示意图。

在某些实施例中，可穿戴的矫正器510可以携带或包括一个或多个机械能量储存元件（例如弹簧或基于弹簧的元件），以平衡挠性驱动轴512提供的大量动力、力量或扭矩的方式选择性地储存或释放机械能，挠性驱动轴512与驱动轴旋转的第一方向和挠性驱动轴旋转的第二方向相关。在特殊实施例中，可穿戴的矫正器510部分可以携带或包括一个或多个发动机或驱动器。

在多个实施例中，响应于源于肌肉激活测量的特定肌肉的激活检测、或者等于或超过阈值测量或信号水平的信号水平（例如EMG测量或信号水平）的检测，（例如，与产生高于阈值的EMG测量或信号水平的自主肌肉收缩相一致，例如，产生RVC信号的自主肌肉收缩），系统10的诸如附属信号模块782的一部分产生一组与激活的肌肉相一致的发动机控制信号。在一些实施例中，给出的肌肉激活信号可以经由一组肌肉激活-肌肉控制信号与一个或多个发动机控制信号相联系，肌肉激活-肌肉控制信号映射可以储存在内存700或本地数据库42或远程数据库82的数据结构（例如一个表格）中。

肌肉激活检测之后，发动机控制信号被传达到发动机510，发动机510经由一个或多个挠性驱动轴512向机械动力接口模块530提供或递送适量的动力、力量或扭矩。机械动力、力量或扭矩随后被递送或应用到一个或多个附属肢动作模块540a-c的部分，这样，可穿戴的矫正器510携带或驱动受试者的与考虑中的激活肌肉相一对应的身体部分通过一个特定的运动范围。一系列与特定的身体部位相关的动作可以被已决定的、可选择的或可编程的规定范围的动作参数表示。

当受试者忙于功能开发活动序列或生理状态训练练习的动作或任务时，如果受试者激活了错误的、阻碍或阻止成功的活动或任务表现的肌肉，与错误的肌肉相关的发动机控制信号可以以类似于上述的方式产生和传输到发动机510。可穿戴的矫正器520随后可以沿着一个通道或朝一个方向携带或驱动受试者的与错误肌肉的激活相应的身体部分，这向受试者清楚的指明他们当前的肌肉激活是不正确的，会带领他们远离或不能得到成功的活动或任务执行。为了找出这种糟糕的或不成功的活动或任务执行的原因，受试者可以查阅展示当前或最近肌肉激活的可视化生物反馈的生物反馈界面400，为了学习如何激活适当的、生物力学上正确的肌肉和成功的执行考虑中的活动或任务，基于所述生物反馈，受试者可以尝试自我改正他们的肌肉激活。

在一些实施例中，机器人矫正系统505还可以当做被动的运动系统，携带或移动特别的受试者身体部位通过某一活动范围，例如，作为热身程序的一部分，或者如果受试者在特定时间不能跟随指令（例如作为认知损伤的结果）。

辅助心理信号和生理信号捕捉装置的各个方面

本发明的部分实施例可以包括一种辅助的心理信号和生理信号捕捉装置或设备600，所述装置或设备被设置除了在被试者的功能提升活动序列的行为或意图的行为中，还在被试者正常的或所需的日常活动的行为或意图的行为过程中捕捉心理信号和生理信号。

图8A是根据本发明一种实施例的一种典型的便携式心理信号/生理信号捕捉系统、子系统、设备605的示意图，包括可被试者5穿戴、支持或携带的便携式心理信号/生理信号捕捉装置610。在一个实施例中，所述便携式心理信号/生理信号捕捉装置610是一种可由被试者穿戴的设备，被设置为有线或无线信号传输方式与心理信号捕捉装置100和生理信号捕捉装置200相连。更特别的是，所述便携式心理信号/生理信号捕捉装置610被设置用于在一个或多个被试者5的日常行为或意图的行为的时间间隔内捕捉、存储、监控、和/或分析心理信号和生理信号。

根据本发明的实施例，所述便携式心理信号/生理信号捕捉装置610被进一步设置为将所捕获的心理信号和生理信号、和可能对其进行过相应处理的信号，通过有线和/或无线的方式传输到系统10，以用于统一的神经-生理修复和/或功能提升。一种便携式心理信号/生理信号捕捉装置610能够进一步被设置为将所捕获的心理信号、捕获的生理信号、心理状态指标、生理状态指标通过有线或者无线的方式传输到另一种型号的远程或外部设备84，如一部手机或一台平板或笔记本电脑。所述的远程或外部设备84可以被设置为提供一个生物反馈界面（如实时、近实时或延时的方式显示可视的生物反馈信息），以使得被试者5或其他个人可以监控或评估被试者5保持其心理状态和生理状态到何种程度，以及增强日常活动、学习或进行有利的神经重组的可能性。

图8B本发明的实施例所公开的一种便携式或穿戴式心理信号/生理信号捕捉装置610的结构图。在本发明的实施例中，所述便携式心理信号/生理信号捕捉装置610包括一个信号采集单元20，所述信号采集单元被设置为通过一组的心理信号捕捉装置或设备100和一组的生理信号捕捉装置或设备200来进行信号传输；一个处理单元30；一个能够包括一个本地数据库42的数据存储单元40；一个被设置为与一个或多个外部或远程系统、装置或设备进行信号传输的通信接口；一个包括一组电池（如充电电池）和可能的电源管理电路的电源单元70；一个被设置为接收和回应用户输入（如被试者输入或临床医生输入）的用户界面305，所述用户界面可以提供一个可视界面325（如包括一块LCD或LED显示技术的显示设备）和/或音频界面，以辅助便携式心理信号/生理信号捕捉装置610的操作或与被试者的互交；一个存储器705，当被试者参与或试图参与到每日活动、如日常生活的活动中时（在下文中会详述），在所述存储器中存储有用于辅助或促进对心理信号和生理信号的捕捉、处理和/或分析的程序指令、信号和/或数据。所述便携式心理信号/生理信号捕捉设备610的特定元件可以被连接到一组常规或共享的信号分配、转移或通信路径15，即一组总线。

所述便携式心理信号/生理信号捕捉装置610的一个或多个部分，可以具有与一种图1中已描述的、用于统一的神经-生理修复、功能提升和/或功能维持的系统或平台的实施例的一部分相同、基本相同、相似、基本相似的结构和/功能。所述用于信号传输的通讯接口50可以被设置为包括（a）一个或多个远程系统（如根据本发明实施例设计的神经-生理平台10或连接于一个网络计算机基础设施90如局域网或因特网上的计算机系统或计算机设备）；和可能的（b）一组辅助活动促进装置500，比如一个电刺激（如FES）装置。此外，所述用户界面305可以包括一个诸如键盘或一组按钮的输入设备，或接近或接触式界面，比如一个触摸响应或触摸敏感式显示设备（如接近式、触摸式或按压式LCD显示器）。

在本发明的实施例中，所述存储器705包括至少一些操作系统702，一个信号处理模块706，一个信号参数存储器710，一个被试者状态存储器712，一个参考状态存储器714，以及一个设备管理模块725。所述设备管理模块725包括一组用于管理和控制便携式心理信号/生理信号捕捉装置部分操作的程序指令。所述设备管理模块725可以包括一个或多个校准模块730，一个被试者状态分析模块740，一个生物反馈模块755，一个辅助信号生成模块782和一个被试者行为模块795。

在多个实施例中，所述便携式心理信号/生理信号捕捉装置610可以被设置为捕捉、过滤、进行特定类型的处理操作，并且将心理信号和生理信号存储在本地（如在存储器705和/或数据存储单元40上）。初始的、过滤后的和/或处理后的心理信号和生理信号，能够在特定的时间被存储到本地，诸如在预先设定的、选定的或编程确定的时间间隔，或根据是否探测到RVC而变化的时间间隔内（用以降低或减小本地存储的心理信号和生理信号相关数据的总量）。在本发明的特定实施例中，所述便携式心理信号/生理信号捕捉设备610确定或生成和/或分析一个或多个心理状态指标、生理状态指标，也可能是心理-生理协同指数、指标或量度。另外，特定的心理状态指标和/或生理状态指标可以在所述便携式心理信号/生理信号捕捉设备610外远程生成或分析，例如，通过一个远程计算机系统根据所传输和通讯的心理信号相关数据值和生理信号相关数据值（如，在与便携式心理信号/生理信号捕捉设备610捕获心理设备和生理设备同时发生的后处理过程或脱机模式中）。

多种便携式心理信号/生理信号捕捉设备实施例610包括一个校准模块730，所述校准模块730被设置为进行与上述描述相同或类似的校准操作，例如确定或生成特定的参考心理状态参数和参考生理状态参数。另外，便携式心理信号/生理信号捕捉设备610的部分实施例包括一个被试者状态分析模块740，所述模块被设置为确定或生成特定的与被试者在参与日常活动过程中（不包括被试者通过与本发明所公开的用于神经-生理统一修复、功能提升、和/或功能维持的系统10进行互动而参与的功能提高活动序列，心理状态检查或生理状态检查）所捕获的心理信号和生理信号相关的心理状态指标和生理状态指标。在本发明的特定实施例中，一个便携式的心理信号/生理信号捕捉设备610还包括一个被试者行为模块795用于估测、确定、生成和/或存储一组被试者行为指数或指标和/或心理-生理协同指数或指标值（如BTI(t)值）。一个便携式的心理信号/生理信号捕捉设备610可以进一步包括一个生物反馈模块755用于向被试者提供固定类型的生物反馈，如可视生物反馈（如，通过所述可视界面325显示的可视心理-生理一致的反馈元件414）。

一种便携式心理信号/生理信号捕捉设备610可以促进或使得被试者和/或其他个体（如临床医生或治疗师）（a）增强对于被试者能力的意识以实现期望中的心理状态、生理状态，和/或心理-生理统一状态协同增强功能维持、功能提升、学习能力，或在日常活动的过程中有益的神经重组的可能性；（b）识别一种或多种情况（如一天的时间）、情形（如合作的或单独的被试者情形）、活动或任务能够引起或导致优化、改进或非优化的心理状态、生理状态、心理-生理复杂状态，上述这些能够影响和决定对于未来的功能提升活动序列、心理状态训练或生理状态训练的选择。

典型的统一神经-心理活动过程的各个方面

图9是一种典型的根据本发明所公开的实施例的统一神经-生理修复和/或功能提升过程800的流程图。在本发明的实施例中，所述过程800包括一个第一流程部分802，所述第一流程部分包括采用一组心理信号采集设备100建立信号通信，并开始对心理信号的连续采集或循环采集。相应的，所述过程800包括一个第二流程部分804，所述第二流程部分包括采用一组生理信号采集设备200建立信号通信，并开始对生理信号的连续采集或循环采集。所述过程800可以包括一个第三流程部分806，所述第三流程部分包括执行特定被试者的校准操作，例如通过与前述基本相同或相似的方法生成一组参考心理状态参数和/或参考生理状态参数。

所述过程800包括一个第四流程部分810，所述第四流程部分包括循环生成或确定一组与所取得的心理信号相对应的心理状态指标；一个第五流程部分812，该流程部分包括循环生成或确定一组与所取得的生理信号向对应的生理状态指标；以及一个第六流程部分814，该流程部分包括循环生成或确定一组心理-生理协同指标或指数。所述过程800进一步包括一个第七流程部分820，该流程部分包括更新一个或多个心理状态和生理状态界面，例如一组用于向被试者提供关于被试者当前或最近的心理状态、生理状态，和/或心理-生理协同措施或水平的生物反馈信息的生物反馈界面。所述生物反馈信息可以包括提供可视信息（如基于图形，符号，文字，图像和/或图标的信息），所述可视信息对应于或代表一个或多个当前或最近的心理状态指标，生理状态指标，和/或心理-生理协同指数，指标或测量（如对应于BTI）。

所述过程800还包括一个第八流程部分830，该流程部分包括为被试者提供一种活动模式选择界面。在本发明的多个实施例中，一种活动模式选择界面提供了一种可视界面和GUI，被试者可以通过它们选择是否要加入包含心理状态训练测试或运动的心理状态模式，包含生理状态训练测试或运动的生理状态模式，或是包含功能提升活动序列的协同心理-生理活动模式。直到被试者选择了一种活动模式，所述第七第八位流程部分820、830可以被重复播放。

一旦被试者选定了一种活动模式，所述过程800有选择地根据上述被试者的输入启动对应于心理状态训练模式852或对应于生理状态训练模式852的第十流程部分852或相应于一种协同的心理-生理活动模式的第十一流程部分860。

图10是根据本发明所公开的实施例捕捉和处理心理信号和生理信号的一般过程900的流程图。在本发明的实施例中，所述过程900包括一个第一流程部分902，该流程部分包括过滤所捕获的心理信号和生理信号。一个第二流程过程910包括在时间、空间和频率域内处理心理信号和生理信号，并且一个第三流程部分包括存储过滤后和/或处理后的心理信号和生理信号。一个第四流程部分920包括生成、更新，和/或存储一组值或信号，该组值或信号与一个或多个分别基于过滤后和/或处理后的心理信号和生理信号的心理状态指标、生理状态指标，和/或心理-生理协同指数或指标相对应。本发明的实施例中代表性的方面或在特定实施例中生成心理状态指标、生理状态指标和心理-生理协同指数或指标将在之后进行详述。

图11A是根据本发明所公开的实施例生成心理状态指标的过程1000的流程图。在本发明的实施例中，所述过程1000包括一个第一流程部分1002，该流程部分包括接受或检索和过滤所捕获的或存储的心理信号。一个第二流程部分1010包括在时间域和频率域内处理所述心理信号，并且一个第三流程部分1012包括存储过滤后的和/或处理后的心理信号。

一个第四流程部分1020包括计算过滤后的或处理后的关于一个或多个参考心理信号的幅度阈值的心理信号幅值，并且一个第五流程部分1030包括计算相对应于心理信号的频率和/或功率比的阈值参数值的心理信号的频率比和/或有功分量。如果心理信号的幅值超过了相应的振幅的阈值参数值，一个第六流程部分1040建立、更新或存储传达了所述振幅的阈值参数值已经超标的心理状态指标；否则所述过程1000回到第一流程部分1002。另外，如果所述心理信号频率比或有功分量分别超过了相对应的频率比或有功分量阈值参数值，所述第六流程部分1040建立、更新或存储传达了所述频率比或有功分量阈值参数值已经超标的心理状态指标；否则，所述过程1000回到第一流程部分1002。

图11B是根据本发明所公开的实施例生成生理状态指标的过程1100的流程图。在本发明的实施例中，所述过程1100包括一个第一流程部分1102，该流程部分包括接受或检索和过滤所捕获的或存储的生理信号。一个第二流程部分1110包括在时间域和频率域内处理所述生理信号，并且一个第三流程部分1112包括存储过滤后的和/或处理后的生理信号。

一个第四流程部分1120包括计算过滤后的或处理后的关于一个或多个参考生理信号的幅度阈值的生理信号幅值，以确定该生理信号幅值是否超过了参考生理信号的幅度阈值。如果超过了，一个第五流程部分1122包括建立、更新或存储一个或多个传达了该生理信号振幅的阈值已经超标的肌肉激活指标。一个肌肉激活指标可以对应于、包括、或是，例如一个RVC信号。在第五流程部分1122之后，或者当生理信号的幅值没有超过相应的参考生理指标的振幅的阈值参数值，所述过程1100回到第一流程部分1102。

一个第六流程部分1130包括计算生理信号的频率分量并确定当前或最近的一组捕获的生理信号相对于之前所捕获的生理信号是否表现出频率分布的变化。如果是，一个第七流程部分1132包括建立、更新或存储一个表达了一个或多个考察中的肌肉或肌肉群已经疲劳或即将疲劳的疲劳指标。在第七流程部分1132之后，或者未检测出频率分布的变化时，所述过程1100回到第一流程部分1102。

图11C是根据本发明所公开的实施例生成一组心理-生理协同指标的过程1200的流程图。在本发明的实施例中，所述过程1200包括一个第一流程部分1202，该流程部分包括确定是否生成或检测到一组显著的、成功的或相关的意志活动信号（如一组RVC信号）。如果没有，则过程1200保持在第一流程部分1202。

针对一个或多个意志活动信号的生成或检测，一个第二流程部分1210确定一个心理状态的调整标准是否得到满足，并且一个第三流程部分1212确定一个生理状态调整标准是否得到满足。举例而言，一个心理状态调整标准可以取决于当前的心理校准指标M_A(t)是否大于或等于一个阈值或最小心理状态校准指标值M_A临界，而一个生理状态调整标准可以取决于当前的生理校准指标B_A(t)是否大于或等于一个阈值或最小生理状态校准指标值B_A临界。

如果每一个心理状态调整标准和生理状态调整标准都得到满足，一个第四流程部分1214包括分类和定义所述相关意志活动信号为协同意志活动信号（如SVC信号），说明所述相关意志活动信号发生在每一个被试者的心理状态和生理状态协同地或增效地、以一种预期促进或使得被试者的功能提升、恢复或学习的可能性产生一个自发的、非增量的或出人意料的、爆发性的增长的方式进行协调时。

如果心理状态调整标准和生理状态调整标准中的一个得到满足，或其中至少一个心理状态调节标准或生理状态调节标准没有得到满足，所述过程1200进行至一个第五流程部分1220，该流程部分包括基于一个相对于当前或累计的相关意志活动信号发生量的当前或累计协同意志活动信号发生量，生成或更新一个心理-生理协同指数，指标或量。一个相关意志活动信号发生量可以对应或者是生成或是检测到的相关意志活动信号的数倍，同时一个协同意志活动信号发生量可以对应或者是根据心理状态调整标准和生理状态调整标准所分类为协同的所述相关意志活动信号的数倍。

图12是根据本发明所公开的实施例执行协同心理-生理活动模式操作的过程1300的流程图。在本发明的实施例中，所述过程1300包括一个第一流程部分1302，所述流程部分包括向被试者说明哪些功能提升活动序列是被试者当前可用的。所述第一流程部分1302可以包括通过显示设备322向被试者展示一个功能提升活动序列菜单和/或一组与可用的功能提升活动序列相应的图像、图标或文字。

一个第二流程部分1304包括选定第一个或下一个功能提升活动序列作为对被试者和/或临床医生的选择或输入的回应向被试者展示。一个第三流程部分1306包括检索或确定一组目前正在考虑的功能提升活动序列的初始参数。在一个被试者意图操作或操作的当前功能提升活动序列中，相对于一个或多个活动、任务或训练的所述参数，可以包括难度级别、重复率、重复次数中的一个或多个。一个第四流程部分1308包括根据当前的功能提升活动序列参数组通过可视界面320以及可能的音频界面330向被试者展示所述功能提升活动序列。

一个第五流程部分1310包括确定或分析被试者的当前心理状态的方面，该方面与所述当前功能提升活动序列和/或提升目标、如增强学习或有益的神经重组有关联。所述第五流程部分1310可以包括一个或多个心理状态指标的检索、估计、确定、计算或分析。在多种实施例中，所述第五流程部分1310能够随着在当前的功能提升活动序列内检测到被试者开始或意图开始一个任务、活动或训练而启动，下面会进行进一步的详述。

一个第六流程部分1312包括确定或分析被试者的当前生理状态的方面，该方面与所述当前功能提升活动序列和/或提升目标、如增强学习或有益的神经重组有关联。所述第六流程部分1312可以包括一个或多个生理状态指标的检索、生成、估计、确定、计算或分析。

一个第七流程部分1314包括确定或分析被试者当前心理-生理协同量或水平的方面，该方面与所述当前功能提升活动序列和/或提升目标、如实现一个自发的、突然的、戏剧化的、非增量的、非线性的、惊讶的、出乎意料的，和/或长久的（长时间的或基本永久的）在功能能力和/或性能方面增加的可能性。所述第七流程部分1314能够包括生成和分析一个心理-生理协同量如一个上文所述的BTI指数、指标或量。

一个第八流程部分1320包括逐步更新心理状态、生理状态，和/或心理-生理协同界面，其中的一个或多个可以包括生物反馈界面，并可能更新一个或多个存储了心理状态、生理状态，和/或心理-生理协同相关信息的数据库。一个第九流程部分1330可以包括向被试者生成或提供一种或多种提示，这样的提示可以提供时间的预期或者协调被试者的在当前功能提升活动序列中的努力。一个第十流程部分1332可以包括向一个或多个辅助装置500生成或输出一组控制信号。所述的控制信号可以包括FES信号和/或能够帮助被试者在当前功能提升活动序列的任务、活动或训练中的行为的自动矫形器控制信号。一个第十一流程部分1340包括监测或记录被试者行为信号。

一个第十二流程部分1350选择性的包含（a）调整功能提升活动序列参数；（b）过渡到心理状态模式，该模式包括向被试者提供心理状态训练练习或运动；或（c）过渡到生理状态模式，该模式包括根据被试者当前的心理状态指标、生理状态指标，和/或心理-生理协同量对于被试者在当前功能提升活动序列、学习或有益的神经重组下的行为的有利程度，向被试者提供生理状态训练练习或运动。所述第十二流程部分1350的特定方面与所述第五、第六和第七流程部分1310-1340的一个或多个方面相结合，在下面会作为一个代表性的实施例、参照13-15进行详述。

一个第十三流程部分1360包括分析被试者疲劳状态（如肌肉疲劳），而一个第十四流程部分1362可以确定被试者的疲劳是显著地、可能的、或成为可能的。如果被试者的疲劳是显著的，所述过程1300可以终止或暂停。如果该疲劳不是显著的，一个第十五流程部分1370可以确定当前功能提升活动序列的展示对于被试者是否完成。如果尚未完成，所述过程1300可以回到所述第四流程部分1308.如果对当前功能提升活动序列的展示已经完成，一个第十六流程部分1372可以确定是否需要考虑其他的功能提升活动序列。如果需要，则所属过程1300回到第二流程部分；否则，所述过程1300流程终止。

图13是根据本发明所公开的实施例对功能提升活动序列参数进行适应性调整的过程1400的流程图。在本发明的实施例中，可调节的功能提升活动序列参数可以包括一组与活动或任务的难度等级和/或呈现率相关的活动强度参数。举例而言，一个活动强度参数可以是在给定的时间段内（如每分钟的活动或任务数，或一个功能提升活动序列的整体持续时间）功能提升活动序列中的一个或多个任务重复地或连续地向被试者呈现的次数。根据实施例的细节，一个或多个活动强度参数可能被定义为在一段特定的时间内是可调的或不可调的。举例而言，在被试者仅仅只是学习使用系统10或学习与之互动的情况下，特定的强度参数可以被设置为“低强度”训练模式，并且这一参数可能被设置为保持不变、不可调节的、或仅在预先设定的、设定的、选定的限制（如确定为对临床医生和/或被试者输入的回应）内可调节的，直至被试者对所述系统10的使用达到一定次数或一定时间。

在本发明的一种实施例中，一个第一流程部分1402包括确定被试者的心理状态是否有利于或与活动或任务行为、学习，和/或提升目标一致，例如，通过确定一个或多个心理状态校准指标M_A(t)是否满足了相应的心理状态调整标准，如达到或超过了阈值或最小心理状态校准指标值（如M_A临界值）。一个第二流程部分1404包括确定被试者的生理状态BA(t)是否有利于或与活动或符合于任务行为、学习，和/或提升目标，例如，通过确定一个或多个生理状态校准指标是否满足了相应的生理状态调整标准，如达到或超过了阈值或最小生理状态校准指标值（如B_A临界值）。

在本发明的多个实施例中，所述第一和第二流程部分1402、1404可以与过程1400的其他流程部分的行为结合，以一种重复地或持续地方式执行。举例而言，所述第一和第二流程部分1402、1404每个可以执行约2-20秒（如，约5秒、10秒或15秒）。在本发明的部分实施例中，对于被试者的心理状态是否与相关的活动或任务行为、学习和/或提升目标相一致的判断，可以通过对心理状态对准标记的值的检查来确定，并且对于被试者的生理状态是否与相关的活动或任务行为、学习和/或提升目标相一致的判断，可以通过对生理状态对准标记的值的检查来确定，下面将进行进一步的详述。

在被试者的心理状态和生理状态分别与活动或任务行为和/或学习相一致的情况下，一个第三流程部分1410包括确定活动强度是否是可调节的。如果不是，一个第四流程部分1412包括维持一个当前的或者最近的活动强度，之后所述过程1400回到第一流程部分1402。如果活动强度是可调节的，一个第五流程部分1420包括在增加活动强度之前启动或继续一个强度增长延迟间隔d_i（比如，约10-120秒，如约30-90秒，或约60秒），和一个第六流程部分1422包括确定所述强度增长延迟间隔是否过期。如果没有，所述过程1400回到第五流程部分1420。否则，一个第七流程部分1424包括增强活动强度，之后所述过程1400回到第一流程部分1402。

在被试者的心理状态和生理状态中的一个或全部与活动或任务行为和/或学习不相一致的情况下，一个第八流程部分1430包括确定活动强度是否是可调节的。如果不是，所述过程1400维持一个与第四流程部分1412一致的当前的或者最近的水平或值。否则，一个第九流程部分1440包括启动或继续一个强度减小延迟间隔d_d（比如，约5-30秒，如约5-15秒，或约10秒），和一个第十流程部分1442包括确定所述强度减小延迟间隔d_d是否过期。如果没有，所述过程1400回到第九流程部分1440。一旦所述强度减小延迟间隔过期了，一个第十一流程部分1444包括减小活动强度水平，之后所述过程1400回到第一流程部分1400。

根据详细实施例，活动强度增加或减小的程度与预先确定的、可设定的或可选定的活动递增或递减参数分别相关。活动递增参数或活动递减参数可以是应用于当前活动强度的一个偏移量或乘数。例如，一个活动递增参数或活动递减参数的值大约在0.05-0.20之间（如约0.10），相对应一个可以用于调节活动强度的百分比。活动递增参数和活动递减参数相互之间可以是相同、基本相同或不同的。

在特定的实施例中，一个独立的活动强度调节参数z代表了活动递增参数和活动递减参数。在一个典型的实现中，一组包含活动强度参数z的活动强度校准条件定义如下：

增长：如果M_A(t)和B_A(t)≥0.5且d_i>60秒，则I_N+1=(1+z)*I_N

维持：如果M_A(t)和B_A(t)≥0.5且d_i<60秒，则I_N+1=I_N

降低：如果M_A(t)和B_A(t)≤0.5且d_i>10秒，则I_N+1=(1–z)*I_N

其中z=约0.10

根据具体实施例可以确定或选定z的值，包括健康或未受损伤的个体的相关数据、考虑中的被试者的损伤的性质、程度或严重性，和/或当前被试者的疲劳水平。

图14是过程1500的流程图，所述过程用于选择性地从一种包括功能提升活动序列的一个或多个方面的被试者行为或意图的行为的协同心理-生理活动模式，过渡到一种包括根据本发明所公开的实施例向被试者提供心理状态训练套路、练习或运动的心理训练模式。在本发明的实施例中，所述过程1500包括一个第一流程部分1502，该流程部分包括确定相关意志活动是否与探测到的功能提升活动序列向关联。举例而言，在本发明的部分实施例中，所述第一流程部分1502包括确定在向被试者展示功能提升活动序列的过程中，是否生成或探测到一个相关意志活动信号，如一个RVC信号。如果没有，所述第一过程1500可以维持在第一流程部分1502。

一旦探测到相关意志活动，一个第二流程部分1510包括通过与上述相类似的方式相对于相关的心理状态校准条件（如相应的心理状态校准指标值的阈值M_A1临界、M_A2临界，……等），计算被试者的当前心理状态校准指标（如M_A1(t),M_A2(t)，……等），且一个第三流程部分1512包括确定被试者的当前心理状态校准指标是否满足心理状态校准条件。如果满足，一个第四流程部分1514包括设置一个指示所述被试者的心理状态有利于功能提升活动序列行为，学习和/或有益的神经重组或与之一致的心理状态对准标记。在第四流程部分1514之后，所述过程1500回到第二流程部分1510。

在所述心理状态校准条件未被满足的情况下，一个第五流程部分1516包括确定所述心理状态校准条件是否可以忽略。本发明的特定实施例中提供了在一个或多个疗程或时间段内可忽略的缺少心理状态校准的情况，例如，作为对被试者或临床医生输入的回应，在被试者对特定系统的特性和功能不熟悉的训练期间内，帮助或加速对被试者的训练。在心理状态的校准的缺少可以被忽略的情况下，所述过程1500可以执行到第四流程部分1514以设置所述心理状态对准标记。

如果所述的心理状态校准不能够被忽略（即，如果响应心理状态校准的缺乏而采取的操作与响应存在心理状态校准而采取的操作是有区别的），一个第六流程部分1520包括通知或提醒被试者其心理状态的未校准。所述第六流程部分1520可以包括向被试者提供生物反馈（如，视频、音频、触感和本体感觉生物反馈）以提示心理状态未校准的性质和/或程度。一个第七流程部分1522包括启动或持续一个与持续的、正在进行的对被试者的活动序列展示同步进行的心理状态调节间隔（如，约30-180秒，或约60-120秒）。在一个同步进行的心理状态调节间隔中，提供给被测试者一段可以通过协同于、有利于并支持功能提升活动序列行为、学习和/或有益的神经重组，来对心理状态进行资源调节的时间间隔，例如，通过实现神经元放电模式的调整和改变，以使得心理状态校准指标满足心理状态校准条件。一个第八流程部分1524包括确定同步发生的心理状态调整间隔是否过期。如果未过期，则所述过程1500回到第二流程部分1510。

如果被试者的心理状态仍处於未校准状态，随着同步进行的心理状态调节间隔的过期，一个第九流程部分1526包括暂停或中断向被试者的当前功能提升活动序列的展示，并且一个第十流程部分1530包括向被试者提供独立于功能提升活动序列展示之外的心理状态训练套路、调整练习、运动和/或信号。一个第十一流程部分1532包括开启或持续一个分离的与第十流程部分有关联的心理状态调节间隔（如，约30-180秒，或约60-120秒），在此间隔期间被试者可以参与或意图参与独立于功能提升活动序列展示之外的心理状态训练练习。

所述第十流程部分1530可以包括生成或显示一个心理状态训练或练习界面440、450，以及向被试者展示心理状态训练练习或运动。在本发明的多个实施例中，所述第十流程部分1530可以包括向被试者展示心理状态训练练习，所述练习已知地或者预期地引起被试者达到一种心理状态，该心理状态能够引起一个或多个心理状态校准指标值（如M_A1(t)、M_A2(t)，……等）显著地、非常显著地或持续性地超过一个或多个相应的心理状态校准指标值的阈值（如M_A1临界、M_{A2 临界}，……等）。

所述第十流程部分1530可以额外地或替代地地包括通过一定的方式向被试者展示一个或多个音频和/或视频的心理放松套路、音乐、声音或节奏疗法，以及立体声音频信号，所述方式预期能够增加被试者的神经元放电方式提升EEG或信号水平的可能性，从而能够导致被试者意识到或恢复到心理状态校准。

一个第十二流程部分1534包括确定分离的心理状态调节间隔是否过期。如果没有，所述过程1500回到第十流程部分1530。一旦分离的心理状态调节间隔过期了，一个第十三流程部分1536包括终止向被试者展示分离的心理状态训练或练习，并且一个第十四流程部分1540包括重新向被试者开始展示当前或最近的功能提升活动序列（如，在功能提升活动序列展示中与一个最近的功能提升任务或活动的尝试或完成相应的时间点）。跟随第十四流程部分1540，所述过程1500回到第二流程部分1510。

图15是过程1600的流程图，所述过程用于选择性地从一种包括功能提升活动序列的被试者行为或意图的行为的协同心理-生理活动模式，过渡到一种包括根据本发明所公开的实施例向被试者提供生理状态训练套路、练习或运动的生理训练或练习模式。在本发明的实施例中，所述过程1600包括一个第一流程部分1602，该流程部分包括确定被试者当前的心理状态是否校准，例如，通过检查心理状态校准标记的值。如果被试者的心理状态未校准，所述过程1600回到第一流程部分1602。

如果被试者的当前心理状态被校准，一个第二流程部分1610包括通过与上述相类似的方式，相对于相关的生理状态校准条件（如相应的生理状态校准指标值的阈值B_A1临界、B_A2临界，……等），计算被试者的当前生理状态校准指标（如B_A1(t)、B_A2(t)，……等），且一个第三流程部分1612包括确定被试者的当前生理状态校准指标是否满足生理状态校准条件。如果满足，一个第四流程部分1614包括设置一个指示所述被试者的生理状态有利于功能提升活动序列行为、学习和/或有益的神经重组或与之一致的生理状态校准标记。在第四流程部分1614之后，所述过程1600回到第二流程部分1610。

在所述生理状态校准条件未被满足的情况下，一个第五流程部分1616包括确定所述生理状态校准条件是否可以忽略。本发明的特定实施例中提供了在一个或多个疗程或时间段内可忽略的缺少生理状态校准的情况，例如，作为对被试者或临床医生输入的回应，在被试者对特定系统的特性和功能不熟悉的训练期间内，帮助或加速对被试者的训练。在生理状态的校准的缺少可以被忽略的情况下，所述过程1600可以执行到第四流程部分1614以设置所述生理状态对准标记。

如果所述的生理状态校准不能够被忽略（即，如果响应生理状态校准的缺乏而采取的操作，与响应存在生理状态校准而采取的操作，是有区别的），一个第六流程部分1620包括通知或提醒被试者其生理状态的未校准。所述第六流程部分1620可以包括向被试者提供生物反馈（如，视频、音频、触感和本体感觉生物反馈）以提示生理状态未校准的性质和/或程度。一个第七流程部分1622包括启动或持续一个与持续的、正在进行的对被试者的活动序列展示同步进行的生理状态调节间隔（如，约30-180秒，或约60-120秒）。在一个同步进行的生理状态调节间隔中，提供给被测试者一段可以通过协同、有利并支持功能提升活动序列行为、学习和/或有益的神经重组，来对生理状态进行资源调节的时间间隔，例如，通过实现神经元放电模式的调整和改变，以使得生理状态校准指标满足生理状态校准条件。一个第八流程部分1624包括确定同步发生的生理状态调整间隔是否过期。如果未过期，则所述过程1600回到第二流程部分1610。

如果被试者的生理状态仍处于未校准状态，随着同步进行的生理状态调节间隔的过期，一个第九流程部分1626包括暂停或中断向被试者的当前功能提升活动序列的展示，并且一个第十流程部分1630包括向被试者提供独立于功能提升活动序列展示之外的生理状态训练套路、调整练习、运动和/或信号。一个第十一流程部分1632包括开启或持续一个分离的与第十流程部分有关联的生理状态调节间隔（如，约30-180秒，或约60-120秒），在此间隔期间被试者可以参与或意图参与独立于功能提升活动序列展示之外的生理状态训练练习。

所述第十流程部分1630可以包括生成或显示一个生理状态训练或练习界面460、470，以及向被试者展示生理状态训练练习或运动。在本发明的多个实施例中，所述第十流程部分1630可以包括向被试者展示生理状态训练练习，所述练习已知地或者预期地提升被试者达到一种生理状态，该生理状态能够引起一个或多个生理状态校准指标值（如B_A1(t)、B_A2(t)，……等）显著地、非常显著地或持续性地超过一个或多个相应的生理状态校准指标值的阈值（如B_A1临界、B_{A2 临界}，……等）。

在本发明的部分实施例中，所述第十流程部分1630可以额外地或另外地包括通过一定的方式向被试者提供触感或本体感觉信号，所述方式预期能够以增加被试者的肌肉收缩或协同收缩方式，导致被试者意识到或恢复到生理状态校准的可能性。

一个第十二流程部分1634包括确定分离的生理状态调节间隔是否过期。如果没有，所述过程1600回到第十流程部分1630。一旦分离的生理状态调节间隔过期了，一个第十三流程部分1636包括终止向被试者展示分离的生理状态训练或练习，并且一个第十四流程部分1640包括重新向被试者开始展示当前或最近的功能提升活动序列（如，在功能提升活动序列展示中与一个最近的功能提升任务或活动的尝试或完成相应的时间点）。跟随第十四流程部分1640，所述过程1600回到第二流程部分1610。

图16A-16I是具有代表性的可视界面，用于配置关于心理信号的系统选项/参数（“思想”），生理信号（“目的”），活动强度（“能量”），活动序列及放松/训练运动（“动作”），心理信号和生理信号选择/定义/来源（“效果”），和功能性电刺激（FES）。所述界面可以接受如来自医疗专业人员诸如临床医生和治疗师的输入信息，用于选择性地配置系统选项的多个方面，包括如上述图9-15所描述的系统选项的方面。

在本发明的实施例中，一组配置可视界面的系统可以包括用户可选的图形对象或元件，所述图形对象或元件对应显示于如下界面或在下列界面之间切换：（a）心理状态可视界面（如，对用户选择“思想”按钮的响应）；（b）生理状态可视界面（如，对用户选择“目的”按钮的响应）；（c）活动强度可视界面（对用户选择“能量”按钮的响应）；（d）活动序列和放松/训练运动选择或定义可视界面（对用户选择“动作”按钮的响应）；（e）心理信号和生理信号选择/定义/来源可视界面（对用户选择“效果”按钮的响应）；和（f）FES配置可视界面（对用户选择“FES”按钮的响应）。

图16A是一个对应被试者的心理状态配置的系统选项/参数的代表性的可视界面的示意图。所述可视界面可以包括图形对象或元件，配置为促进或接受用户输入，相应于如下：（a）当被试者的心理状态变得不利于治疗的好处/效果时，系统在自动从功能提升活动/疗程切换至心理状态放松/训练套路之前的一段等待时间（“生物反馈时间”）；（b）系统在切换回疗程之前展示心理状态放松/训练套路的一段时间（“提示运动时间”）；（c）展示心理状态生物反馈的选项（如：可视，可听，动觉反馈模式）；（d）展示心理状态放松/训练/调整提示的选项（如，视/听，运动，文字和节拍器）；和（e）是否暂时性忽略被试者的心理状态。

图16B是一个对应被试者的生理状态配置的系统选项/参数的代表性的可视界面的示意图。所述可视界面可以包括图形对象或元件，配置为促进或接受用户输入，相应于如下：（a）系统在自动从功能提升活动/疗程切换至生理状态放松/训练套路之前的一段等待时间（“生物反馈时间”）；（b）系统在切换回疗程之前展示生理状态放松/训练套路的一段时间（“提示运动时间”）；（c）展示生理状态生物反馈的选项；（d）展示生理状态放松/训练/调整提示的选项；和（e）是否暂时性忽略被试者的心理状态，与图16A所示的方式形似或大体上相似。

图16C是一个配置活动序列强度参数的代表性的可视界面的示意图。所述可视界面可以包括图形对象或元件，配置为便于或接受用户相对于功能提升序列强度的输入，诸如增加强度前的一段等待时间，降低强度前的一段等待时间，高-中/常规-低强度选项，和相对于高、中/常规、低强度定义的速度和重复定义。所述可视界面也可以包括促进用于驱动一个或多个外部设备、如电动机的输出信号参数（如脉冲宽度调节（PWM）参数）的用户选择或定义。

图16D是一个配置活动序列定义的代表性的可视界面的示意图。所述可视界面可以包括图形对象或元件，配置为便于用户相对于功能提升活动或治疗序列定义的输入，诸如通过用户选择/订购治疗视频。对于任何一个给出的治疗视频，可以建立相应的表格、数据库或电子数据表或者定义与治疗视频展示相关联的被检测的肌肉或肌肉群，例如通过图16E所示的方法。被定义的治疗序列可以存储在库中，从而使得对应于一个给定的被试者的治疗序列可以通过一个如图16F所示的可视界面被选出。通过一个如图16G所示的可视界面可以促进对特定运动的选择。

图16H是一个配置或定义哪些心理信号和生理信号需要监测的代表性可视界面的示意图。所述可视界面可以包括促进或接收相对于特定的EEG通道和EMG通道的用户输入的图形对象或元件。

图16I是一个配置或定义FES相关参数的代表性的可视界面的示意图。此类可视界面可以包括促进或接收相对于FES信号特性的用户输入的图形对象和元件，以及EMG通道，所述FES通过该通道进行传输。

图17A-17B是确定分别关于静息状态的肌肉松弛和最大自主肌肉收缩的系统参数的代表性可视界面。更特别的是，图17A是一个包括图形对象或元件的代表性的可视界面，所述图形对象或元件被配置为促进或接收指示放松状态被试者读数的用户输入，并且定义被试者脑电图基线数据、肌电图基线数据和不对称数据。图17B是一个包括图形对象和元件的代表性的图形界面，所述图形对象和元件被配置为促进或接收指示确定最大自主肌肉收缩参数的用户输入，所述参数可以通过前述的一个或多个方式被用于其他的计算中。

图18A-18C是与被试者热身以及功能提升/治疗序列活动有关联的代表性可视界面。所述界面可以提供（如在预设的或选定的/可选的基础上）一个或多个下述内容的视觉再现：（a）一个或多个考虑中的肌肉群的主动肌/对抗肌的肌肉活动（如，通过一个图形元素（比如花）相对于图形对象（比如树）的位置）；（b）对于心理-生理状态的校正/整合/统一的衡量（如，通过一个人形图像相对于金字塔图像的左、右或中间的位置）；（c）一个相对于α波的脑电波功率水平；和（d）一个目标被试者的呼吸节律。所述界面进一步提供了可供被试者模仿或意图模仿的视频或动画的镜像图像展示的窗口，以及在疗程期间选择性地启用、禁用、呈现或控制展示被被试者的可视信息的控制器。

图19A-19H是展示不同种类的被试者性能指标的代表性可视界面，所述功能指标可以对应、表明或代表在功能提升活动序列或日常活动期间特定类型的被试者心理和生理活动。例如，图19A是一个展示了与被试者活动相对应的BTI(t)、强度(t)、B_A(t)和M_A(t)的可视界面。图19B是一个显示与M_A(t)有关联的、对应于特定的EMG通道的\关于自主肌肉收缩和成功自主肌肉收缩的信息的可视界面。图19C-19H是可视界面，通过所述可视界面展示了对应于特定肌肉/肌肉群的所获取的/测得的生理状态信号（如，原始rms EMG数据）和对应于特定EEG通道的所获取的/测得的心理状态信号（如，原始rms EEG数据）。最后，图20A-20C是展示了不同种类的被试者性能指标的代表性报告。诸如治疗师或临床医生之类的个人可以通过图19A-19H和/或图20A-20H所示的可视界面查阅和分析所展示的信息，并且适应、调整或自定义给定被试者疗程的一个或多个方面，监测被试者的进展，并且随着时间的推移识别被试者的功能性取得/突破。

鉴于上文所述，本发明的多种实施例被配置为用于提供辅助功能提升和修复的系统、装置、设备和流程，所述内容通过对下列部分的高度协同联合（如，在一个独立系统内）来实现：

（a）一组可视功能提升界面，所述界面被配置为呈现一系列执行功能提升/治疗活动或任务的身体部分（如，一根或多根手指，手掌，手腕，手臂，和/或其他身体部分）的可视序列（如，视频或动画），被试者通过运用一系列身体部分模仿或试图模仿由该组可视功能提升界面呈现的所述身体部分的镜像图像；

（b）一个可视反馈界面，所述界面被配置为以统一或同步的方式传输一个视觉再现（如，一个可视BTI（t）指标），所述视觉再现表示对应于功能提升或修复，所述被试者的每一个（i）心理状态（如，关于中枢神经系统/神经反馈或EEG信号，例如上文所述的对M_A(t)的测定）和（ii）生理状态（如，关于外周神经系统/肌肉状态或EMG信号，例如上文所述的对BA(t)的测定）被合作地或协调地校准、集成、统一、协同于功能提升或回复；以及

（c）对被试者放松的当前水平的一个或多个衡量的视觉再现，例如通过相对于α波的脑电波功率、被试者呼吸速率、被试者心跳速率、和/或被试者放松的其他指数。

被试者的功能提升进一步由下列一个或多个协同辅助：

（d）被试者活动强度的适应性调整（如，活动重复计数和/或速率）；以及

（e）在功能提升活动、心理状态训练序列/练习/运动、和/或生理状态训练序列/练习/运动之间的选择性或适应性过度。

预计根据本发明所述的实施例能够促进在被试者执行或意图执行功能提升活动、运动或运动模式时，建立和/或保持一个“减噪的”或“低噪的”被试者神经活动状态（如，通过促进被试者建立和/或保持一个适当放松的心理状态和一个适当放松的生理状态）。预期本发明所述的实施例能够进一步促进在被试者执行或意图执行日常活动时，建立和/或保持一个“减噪的”或“低噪的”神经活动状态。

在一个“减噪的”或“低噪的”神经活动状态下，与被考虑的功能提升活动、运动或运动方式不太相关、不相关或相反的神经信号，不应该在被试者剩余的更与神经功能相关且可行的/弱激活的神经网络内压倒、掩盖、支配更弱或弱神经活动或对其产生不希望的影响，从而有助于被试者对被考虑的功能提升活动、运动或运动方式的执行或意图执行。因此本发明的实施例至少在被试者功能提升或修复的初始阶段，使被试者优先地“进入”并加强与被考虑的功能提升活动、运动或运动方式在神经功能上更为相关的较弱的神经网络的活动。因此，相比较强活动性、较低神经功能相关的神经网络，神经功能相关性、较高活动性较弱的神经网络，可以被优先地加强且其神经活动水平变得逐渐显著。

随着所述较弱的神经网络活动伴随时间的推移不断加强，本发明的实施例预期将会使得被试者激活或开发附加的和/或其他的神经功能相关的神经连接，和/或开发进一步加强被试者成功执行被考虑的功能提升活动、运动或运动方式和/或相关活动、运动或运动方式（如，通过随着时间推移逐渐增大活动重复次数，活动难度，和/或活动类型的变化）的能力的新的神经连接。本发明的实施例能够因此通过能够显著或大幅增强和/或加速被试者功能提升的方式来促进或驱动神经可塑性或神经重组。鉴于上文所述，本发明的实施例能够被预期为进一步促进长效的、几乎永久性的或永久性的被试者功能取得。

鉴于被考虑的功能提升活动、运动或运动方式，对一种相对放松的被试者心理状态和生理状态，以及相应的相对活跃而定被试者心理状态和生理状态（如，对于心理-生理整合/统一/协调/合作的选择性激活和/或自我修正）的建立和/或维持与之前的功能提升技术，诸如强制治疗法（CIT），具有鲜明的区别，所述强制治疗法总体而言是在一段显著的或长时间中强制被试者进行较高或最大（如，持续的高强度）强度的体力活动而没有充分考虑到下列因素：

（a）通过被试者对于镜像活动或任务的进行或意图进行促进功能提升的可能性的增强；

（b）建立和/或维持被试者心理-生理状态整合，并向被试者传输对于它们心理状态-生理状态整合（如，通过同步编码/传输心理状态/神经反馈信息（如EEG）和生理状态/神经反馈信息（如EMG）的可视指标/标准）的程度、水平或标准的意识；以及

（c）根据被试者当前或近期的心理状态-生理状态整合水平适应性地调整或选择被试者的活动或任务。

通过前文所述的方式，本发明的特定实施例被描述为解决现有的用于维持、提升、修复或被试者功能能力修复的辅助系统、设备、技术或流程的至少一个缺点。所述实施例并不意在限定所描述的特定的形式或布局方式，并且对于本发明可以进行各种变更、变化和/或修改对于本领域的技术人员是显而易见的。此处所公开的实施例，以及基于以上概念或学说所进行的变化、变形和/或修改包含在下列权利要求的范围之中。

Claims (46)

1.一种用于促进受试者功能提升的系统，其中所述受试者正在经历至少一种功能缺陷、机能不全、功能障碍和功能失调，所述系统包括：

第一组传感装置，配置用于反映受试者的心理状态的传感信号；

第二组传感装置，配置用于反映受试者的生理状态的传感信号；以及

一组处理源，配置用于产生反映每一个受试者心理状态和生理状态与其相结合以促进所述受试者功能的提升的预期程度的心理-生理协同测量。

2.根据权利要求1所述系统，其中所述第一组传感装置包括一组用于检测表示颅内神经活动信号的装置。

3.根据权利要求2所述系统，其中所述第一组传感装置包括一组EEG信号检测元件。

4.根据权利要求1所述系统，其中所述第二组传感装置包括一组用于检测反应外周神经系统活动信号的装置。

5.根据权利要求3所述系统，其中所述第二组传感装置包括一组EMG信号检测元件。

6.根据权利要求1所述系统，所述一组处理源用于产生如下每一种：（a）对应于受试者心理活动有助于学习的预期程度的心理状态校准测量；（b）对应于受试者生理活动有助于成功进行功能提升活动预期程度的生理状态校准测量。

7.根据权利要求6所述系统，其中所述心理状态校准测量反映至少一种压力水平、焦虑水平，精神放松水平，和精神关注或注意力集中水平。

8.根据权利要求7所述系统，其中所述心理状态校准测量与平均相对α波功率测度

与标准化为基准的特定时间t情况下δ到α测量DAR的比例相关联，或是与平均相对α波功率测度

和δ到α测量DAR之间的比例相关联。

9.根据权利要求1所述系统，其中所述生理状态校准测量对应于主动肌-对抗肌收缩的测量。

10.根据权利要求9所述系统，其中所述生理状态校准测量与自愿目标主动肌收缩的测量和自愿目标对抗肌收缩的测量的差异相关联。

11.根据权利要求6所述系统，其中心理-生理协同测量包括一种突破性测量，预期反映一种使受试者生理状态和心理状态可增效地促进至少一个实质的、加速的、突发的、非线性的、意外的、自发的、持续的功能的增长的可能性。

12.根据权利要求11所述系统，其中突破性测量与一个随意肌的测量有关，所述随意肌的测量（1）达到或超过肌肉收缩的临界状态，且（2）暂时地，与每一个所述心理状态校准测量满足于心理校准状态、和所述生理状态校准测量满足于生理校准状态的每一个相关联。

13.根据权利要求1所述系统，还包括一组显示装置，用于向受试者呈现每一个可视化功能提升活动顺序，以及至少一个所述受试者的心理-生理协同测量、放松的精神注意力测量、身体紧张测量、心率测量、皮肤电导测量、焦虑测量、血氧含量测量和呼吸率测量的可视化表示。

14.根据权利要求13所述系统，所述一组显示装置设置用于呈现传送至少一模型身体部分的至少一种目标运动的可视化功能提升活动序列，呈现用于受试者以受试者至少部分模型身体部位为至少一种模型身体部位镜像的方式至少进行、试图进行、想象进行的可视化功能提升活动序列。

15.根据权利要求13所述系统，其中所述显示装置组还设置用于向所述受试者呈现与受试者进行或视图进行功能提升活动序列相关的、受试者主动肌和对抗肌的每一个活动水平的可视化呈现。

16.根据权利要求13所述系统，所述一组显示设备还设置用于选择性地向受试者呈现心理状态训练练习和生理状态训练练习。

17.根据权利要求1所述系统，其中至少一部分系统是受试者可穿戴的。

18.根据权利要求16所述系统，其中所述系统是受试者可穿戴的。

19.根据权利要求14所述系统，还包括至少一个用于向所述受试者提供移动辅助的机器人矫正器，和一个功能性电刺激仪器（FES）用于向所述受试者传输FES信号。

20.根据权利要求19所述系统，其中机器人矫正器包括：

一组用于与受试者附肢的一部分相连的附属移动模块；

一组用于促进附属移动模块内部模块移动、连接到所述一组附属移动模块的机械动力接口模块；和

一组可连接到机械动力接口模块的柔性转动轴以及一组安装在可穿戴机器人矫正器外的马达，

其中所述一组附属移动模块和所述一组机械动力接口模块是受试者可穿戴的。

21.根据权利要求20所述系统，其中一组附属移动模块包括：多个可独立操作且可选择拆卸的附属移动模块。

22.一种用于促进受试者功能提升的方法，其中所述受试者正在经历至少一种功能缺陷、机能不全、功能障碍和功能失调，所述方法包括：

反映所述受试者心理状态的传感信号；

反映所述受试者生理状态的传感信号；以及

产生反映每一个受试者心理状态和生理状态与其相结合促进所述受试者功能的提升的预期程度的心理-生理协同测量，；

产生（1）反映有利于解读受试者的心理活动的心理状态的预期程度的校准测量，以及（2）反映有利于成功执行功能提升活动的生理状态的预期程度的校准测量中的每一个。

23.根据权利要求22所述方法，其中反映所述受试者心理状态的传感信号包括检测表示颅内神经活动的信号。

24.根据权利要求22所述方法，其中反映所述受试者心理状态的传感信号包括EEG传感信号。

25.根据权利要求19所述方法，其中反映所述受试者生理状态的传感信号包括检测反应外周神经系统活动的信号。

26.根据权利要求22所述方法，其中反映所述受试者生理状态的传感信号包括EMG传感信号。

27.根据权利要求22所述方法，还包括产生如下中的任意一种：（a）对应于受试者心理活动有助于学习的预期程度的心理状态校准测量；（b）对应于受试者生理活动有助于学习的预期程度的生理状态校准测量。

28.根据权利要求27所述系统，其中所述心理状态校准测量反映至少一种压力水平、焦虑水平，精神放松水平，和精神关注或注意力集中水平。

29.根据权利要求28所述方法，其中所述心理状态校准测量与平均相对α波功率测度与标准化为基准的特定时间t情况下δ到α测量DAR的比例相关联，或是与平均相对α波功率测度

和δ到α测量DAR之间的比例相关联。

30.根据权利要求27所述方法，其中，生理状态的校准测量与对抗肌收缩的测量相关。

31.根据权利要求30所述方法，其中所述生理状态校准测量与自愿目标主动肌收缩的测量和自愿目标对抗肌收缩的测量的差异相关联。

32.根据权利要求27所述方法，其中心理-生理协同测量包括一种突破性测量，其预期反映一种使受试者生理状态和心理状态可增效地促进至少一个实质的、加速的、突发的、非线性的、意外的、自发的、持续的功能的增长的可能性。

33.根据权利要求32所述方法，其中突破性测量与一个随意肌的测量有关，其中随意肌的测量（1）达到或超过肌肉收缩的临界状态，且（2）暂时地，与每一个所述心理状态校准测量满足于心理校准状态、和所述生理状态校准测量满足于生理校准状态相关联。

34.根据权利要求27所述方法，还包括向受试者呈现如下任一可视化表示：可视化功能提升活动顺序的可视化表示，以及至少一个所述受试者的心理-生理协同测量、放松的精神注意力测量、身体紧张测量、心率测量、皮肤电导测量、焦虑测量、血氧含量测量和呼吸率测量的可视化表示。

35.根据权利要求34所述方法，其中，呈现可视化功能提升活动序列包括呈现至少一个模型身体部位的至少一个目标移动，所述可视化功能提升活动顺序被受试者通过至少一个受试者身体部位为至少一个模型身体部位的镜像的方式，来表现至少一个行动、意图的行动和想象的行动。

36.根据权利要求34所述方法，还包括向受试者可视化呈现与受试者行动、意图的行动和想象的行动相关的主动肌和对抗肌的任意受试者活动水平。

37.根据权利要求34所述方法，还包括向所述受试者有选择地呈现一组心理状态训练，如果反映受试者心理状态的一组心理状态校准测量达不到使其功能提升的预期目标。

38.根据权利要求37所述方法，还包括在展示所述受试者一组心理状态训练之后，自动重新展示所述受试者的功能提升活动顺序。

39.根据权利要求34所述方法，还包括向所述受试者有选择地呈现一组生理状态训练，如果反映受试者生理状态的一组生理状态校准测量达不到使其功能提升的预期目标。

40.根据权利要求22所述方法，其中反映所述受试者心理状态和生理状态的传感信号，发生于受试者的治疗过程以及日常活动的行动或意图的行动中。

41.根据权利要求22所述方法，其中反映所述受试者心理状态的传感信号，反映受试者生理状态的传感信号，以及产生所述心理-生理的协同测量发生于受试者的治疗过程以及日常活动的行动或意图的行动中。

42.根据权利要求22所述方法，还包括：

在受试者附肢上安装一个可穿戴的机器人矫正器；以及

将功能提升活动顺序和日常活动中的至少一个受试者的行动或意图的行动，通过可穿戴的机器人矫正器向所述受试者的附肢提供移动辅助。

43.一种用于促进受试者功能提升的方法，所述方法包括：

向受试者呈现一个模型身体部位的一组活动；

通过一个受试者身体部位、即模型身体部位的镜像的意图的移动，同时呈现所述受试者进行意图模仿的一组活动；

同时向所述受试者呈现一个每一个受试者的心理状态和生理状态都与所述受试者的一组活动相协调预期程度的指示；以及

同时向所述受试者呈现一个其放松程度的指示。

44.一种机器人矫正系统，用于向一个受试者的一个附肢的一部分提供移动辅助，所述机器人矫正系统包含一个机器人矫正器，包括：

一组用于与一个受试者附肢的一部分相连的附属移动模块；

一组用于促进附属移动模块内部模块的移动、连接到所述一组附属移动模块的机械动力接口模块；以及

一组可连接到机械动力接口模块的柔性转动轴，

其中所述一组附属移动模块和所述一组机械动力接口模块是受试者可穿戴的。

45.根据权利要求44所述机器人矫正系统，还包括一组安装在可穿戴机器人矫正器外的马达，所述一组马达通过所述一组柔性转动轴可连接到所述一组机械动力接口模块上。

46.一种EEG耳机，包括：

至少一个用于调节安装于一个受试者头部的柔性带；以及

置于所述至少一个柔性带中的一组干EEG电极装置，每一个干EEG干电极装置包括一组有弹性偏心的EEG传感元件，

其中所述一组干EEG电极装置相对于在前-后方向和上-下方向上的每一个位置都是可调节的。

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