La connaissance encore imprécise des corrélations entre l'activité mentale d'un individu et les signaux qu'on utilise pour l'analyser d'une part, et le faible rapport signal à bruit de ces derniers d'autre part, font qu'il est n'est pas possible d identifier dans ces signaux des indices pertinents pour établir un canal de communication sans imposer a priori un paradigme très précis. Dans les interfaces actives, les tâches mentales que l'utilisateur réalise sont ainsi censées entraîner des variations temporelles de potentiels, d'amplitudes et/ou de fréquence de rythmes cérébraux dont les corrélations avec l'état mental sont parfaitement connues. Dans les interfaces réactives, les perceptions de stimuli audio, visuels, ou tactiles, et les réactions cognitives qu'elles induisent chez l'individu, entraînent des modifications des activités d'aires cérébrales qui peuvent aisément être mises en évidence. Ce chapitre est dédié à la description des marqueurs physiologiques dont la détection, au travers d'une analyse des variations de signaux, constitue le premier maillon de la chaîne de communication qu'établit une interface cerveau-machine.