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原文链接：https://news.mit.edu/2025/new-technologies-tackle-brain-health-assessment-for-military-0825

原文作者：Anne McGovern | MIT Lincoln Laboratory

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新技术助力军事人员脑健康快速评估，或将应用于民用领域

本篇报道探讨了麻省理工学院林肯实验室（MIT Lincoln Laboratory）正在开发的一系列便携式诊断技术，旨在为军事人员提供快速的脑健康筛查能力。这些工具建立在多年的研究基础之上，不仅能应用于军事环境，还可能推广到体育赛事和医疗诊所等民用场景。

认知准备度的重要性与挑战

认知准备度（Cognitive readiness）指的是个体对周围环境变化做出反应和适应的能力，这对军事人员的健康、安全以及任务成功至关重要。脑部损伤是导致认知能力下降的主要因素之一。从2000年到2024年，超过50万的军事人员被诊断出患有创伤性脑损伤（TBI），原因包括训练中跌倒到战场上的爆炸暴露等。

林肯实验室人类健康与性能系统小组的研究员克里斯托弗·斯马尔特（Christopher Smalt）指出：“目前对服役人员进行的认知准备度测试缺乏足够的敏感性，无法检测出个体在接触操作危险后可能出现的认知表现的微妙变化。不幸的是，这些暴露的累积影响在服役期间或过渡到退伍军人事务部后往往记录不充分，这使得提供有效的支持变得具有挑战性。”

READY与MINDSCAPE：移动化的脑健康诊断工具

斯马尔特所在的团队正在开发一套便携式诊断测试工具，以提供近乎实时的脑损伤和认知健康筛查。其中一个名为 READY 的工具是一款智能手机或平板电脑应用，能在不到90秒的时间内帮助识别认知表现的潜在变化。

另一个工具 MINDSCAPE，是与快速原型设计组（Rapid Prototyping Group）的访问科学家理查德·弗莱彻（Richard Fletcher）及其学生合作开发的。MINDSCAPE利用虚拟现实（VR）技术进行更深入的分析，以精确诊断TBI、创伤后应激障碍（PTSD）或睡眠不足等特定状况。这些测试能帮助战场上的医务人员快速有效地做出分诊治疗决策。

READY和MINDSCAPE的开发响应了国会立法授权、军事项目要求以及改善军人脑健康筛查能力的任务驱动需求。

认知准备度生物标志物

READY和MINDSCAPE平台整合了十多年来在寻找认知准备度正确指标方面的研究成果。托马斯·夸蒂里（Thomas Quatieri）监督了这项工作，他确定了平衡、眼动和语音作为三个可靠的生物标志物。他目前正领导林肯实验室开发READY的工作。

夸蒂里解释道：“READY代表‘快速评估注意力以执行任务’（Rapid Evaluation of Attention for DutY），其基本前提是注意力是“准备好”执行任务的关键。从某种意义上说，我们可以将注意力视为使你专注于任务的心理状态。”

为了保持注意力，大脑必须持续预测和处理传入的感觉信息，然后指示身体做出适当的反应。例如，当有人喊“接球”并将球扔向你时，你的大脑必须处理听觉和视觉数据，提前预测接下来的情况，然后指挥身体做出同步的动作。结果是，你能在听到“接球”并看到移动的球后，及时伸出手接住它。

夸蒂里说：“由TBI或睡眠不足等因素导致的脑部不健康或疲劳，可能会对神经感觉前馈[预测]或反馈[误差]系统造成挑战，从而阻碍人的注意力集中能力。”

READY的三个测试分别测量了用户追踪移动光点、保持平衡和保持固定音高的元音的能力。然后，该应用程序利用这些数据计算出一个“波动”指标，该指标代表与测试者基线或与具有相似人口统计学特征的其他人或普通人群的预期结果的偏差。结果以表明患者注意力水平的指标形式显示给用户。

如果READY筛查显示有损伤，管理员可以引导受试者进行MINDSCAPE的后续测试。MINDSCAPE全称为“用于神经诊断情境认知评估和心理评估的移动接口”（Mobile Interface for Neurological Diagnostic Situational Cognitive Assessment and Psychological Evaluation）。它使用VR技术进行额外的、深入的认知功能测试，如反应时间和工作记忆。这些标准的神经认知测试会记录多模态生理传感器数据，如脑电图（EEG）、光体积描记法（PPG）和瞳孔测量法，以更好地确定诊断结果。

整体性与适应性

READY和MINDSCAPE的一个关键优势在于它们能够利用现有技术，从而能快速部署到现场。通过利用智能手机、平板电脑和VR设备中已集成传感器和功能，这些评估工具可以显著降低成本，并轻松适应操作环境的使用。

斯马尔特表示：“我们无需进行昂贵且耗时的硬件开发，就可以立即将先进算法应用于从这些设备收集的数据。通过利用商用技术的潜力，我们可以快速提供有价值的见解，并改进传统评估方法。”

将脑健康传感的新能力和AI引入操作环境，是该实验室多个项目的主题。另一个例子是 EYEBOOM（眼电图和平衡爆炸超压监测系统），这是一种为美国特种部队开发的监测爆炸暴露的可穿戴技术。EYEBOOM持续监测佩戴者在经历爆炸能量时的眼部和身体运动，并发出潜在伤害警告。对于该项目，该实验室开发了一种算法，能够在操作期间识别由爆炸暴露引起的生理变化，而不是等到事后检查。

这三种技术都在开发中力求通用性，以便适应其他相关用途。例如，一个工作流程可以将EYEBOOM的监测能力与READY和MINDSCAPE测试结合起来：EYEBOOM持续监测暴露风险，然后提示佩戴者寻求进一步评估。

斯马尔特总结道：“很多时候，研究集中于单一的模式，而我们在实验室的工作是寻找一个可以应用于多种不同用途的整体性解决方案。”

MINDSCAPE目前正在沃尔特·里德国家军事医学中心（Walter Reed National Military Center）进行测试。READY将于2026年在美国陆军环境医学研究所（USARIEM）进行睡眠剥夺场景下的测试。斯马尔特和夸蒂里也认为这些技术将在民用领域找到应用——在体育赛事边线、医生办公室或任何需要评估脑准备度的地方。

MINDSCAPE的临床验证和支持工作由沃尔特·里德国家军事医学中心的Stefanie Kuchinsky负责。夸蒂里及其团队与脑创伤基金会（BTF）的Jun Maruta和Jam Ghajar，以及USARIEM的Kristin Heaton合作开发READY测试。这些测试得到了BTF和陆军大学军事TBI倡议（Military TBI Initiative）领导的基于证据的指南的支持。

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