随着技术的发展,智能系统如人工智能等已经逐渐在一些专门技术领域上超越了人类,然而如何能使智能系统其为人所用,帮助人来了解自身,观测及干预自身的异常是人们关注的一个重点。心脏与大脑是人体最重要的两个器官,围绕着这两个器官的辨识与干预已经有了相当多的研究,但是其实验探究往往具有不同人的不同生理特性而有标准性问题与个性化问题,不能囊括所有的异常现象。因此从生理本质定义出发来设计生理系统的观测系统,并基于该观测系统对生理系统进行异常或障碍的辨识则会非常有意义。本文将心脏与大脑构成的动力学系统称为人体心-脑系统,以人体心-脑系统为研究对象,围绕由神经元联结异常导致的自闭症与癫痫,并研究其观测系统与自身生理动力学系统的关系。在文中提出了一种自闭症形成机理的假说,以及癫痫早期预警与干预的设计方案。随着传统特征容易受到伪造生理特征的欺骗,因此文中以心脏脉动产生的脉搏波信号进行探究并探索了其作为身份认证的唯一性与一致性问题。最后为解决不同个体的标准化与相同个体的差异化导致的观测与干预实验做起来比较困难的问题,本文基于生理定义实现了基于神经网络计算的目标检测系统的设计与基于疲劳定义的眼动疲劳检测系统的设计,并据此给出疲劳等级的分级标准。