新技术助力军方脑健康评估
林肯实验室研究人员正为军事人员构建快速脑健康筛查能力。插图：Tammy Ko
认知就绪度指个体响应并适应周围变化的能力，包括跌倒后保持平衡或基于知识与经验在挑战情境中做出正确决策等功能。对军事人员而言，认知就绪度关乎健康安全及任务成败。脑损伤是认知功能障碍的主要诱因，2000至2024年间超50万军事人员被诊断患有创伤性脑损伤（TBI）——从训练跌倒到战场爆炸冲击均可能致伤。睡眠不足等因素引发的功能障碍可通过休整恢复，而损伤导致的问题则需更 intensive 的长期医疗干预。
"当前对军事人员的认知就绪度测试难以检测暴露于操作风险中个体的细微认知变化，"林肯实验室人类健康与性能系统组研究员克里斯托弗·斯莫尔特表示，"这些暴露的累积效应在服役期间或转隶退伍军人事务部后常缺乏完整记录，导致有效支持难以提供。"
斯莫尔特参与研发的便携式诊断测试套件可提供脑损伤与认知健康的近实时筛查。其中名为READY的工具是手机或平板应用，能在90秒内识别潜在认知表现变化。另一工具MINDSCAPE（与麻省理工学院自动识别实验室移动技术组负责人、快速原型组访问科学家理查德·弗莱彻及其学生合作开发）则运用虚拟现实技术进行深度分析，精准定位TBI、创伤后应激障碍或睡眠不足等特定状况。战场医护人员可据此快速决策治疗分诊。
READY与MINDSCAPE均响应国会立法要求、军方项目需求及任务驱动的健康需求，旨在提升军事人员脑健康筛查能力。
认知就绪度生物标志物
READY与MINDSCAPE平台融合了林肯实验室十余年研究成果，提炼出平衡、眼动及语音三大可靠认知就绪度生物标志物。托马斯·夸蒂耶里主导此项工作并领导READY开发。"READY全称'快速任务注意力评估'，核心在于注意力是任务'就绪'的关键，"他解释道，"注意力可视为使你专注任务的心理状态。"
保持注意力需大脑持续预测并处理感官信息，再指导身体适当响应。例如朋友喊"接球"并抛来球时，大脑需处理听觉视觉数据、预判后续发展，再协调身体动作。结果是你及时伸手接住球。夸蒂耶里指出："TBI或睡眠不足导致的大脑健康受损或疲劳，可能干扰神经感觉前馈（预测）或反馈（纠错）系统，从而削弱注意力。"
READY的三项测试分别测量眼球追踪移动点的能力、平衡性及固定元音音高。应用通过数据计算变异性或"波动"指标，反映测试者与基线或同类人群预期的偏差，最终向用户展示注意力水平评估结果。
若READY筛查显示功能障碍，管理员可引导受测者使用MINDSCAPE（全称"神经诊断情境认知评估与心理评价移动接口"）。该工具借助VR技术实施反应时间、工作记忆等认知功能深度测试，并通过脑电图（EEG）、光电容积描记术及瞳孔测量等多模态生理传感器记录标准神经认知测试数据，实现精准诊断。
整体化与适应性
READY与MINDSCAPE的关键优势在于利用现有技术实现快速战场部署。通过调用智能手机、平板及VR设备内置传感器，这些评估工具能以显著降低的成本适配作战环境。"我们能直接将先进算法应用于设备采集数据，无需昂贵耗时的硬件开发，"斯莫尔特表示，"借助商用技术能力，可快速提供有效洞见并改进传统评估方法。"
将脑健康感知新能力与人工智能引入操作环境是实验室多个项目的共同主题。另一案例是为美国特种部队开发的可穿戴设备EYEBOOM（眼电图与平衡爆炸超压监测系统），它持续监测穿戴者在爆炸冲击下的眼动与身体运动并预警潜在伤害。实验室为此开发的算法能在任务中即时识别爆炸暴露引发的生理变化，而非等待事后检查。
这三项技术均设计为多功能平台，可适配其他场景。例如工作流程可将EYEBOOM监测能力与READY、MINDSCAPE测试结合：EYEBOOM持续监控暴露风险后触发额外评估提醒。"研究常聚焦单一模态，而我们实验室追求能适配多重用途的整体化解决方案，"斯莫尔特强调。
MINDSCAPE计划今夏在沃尔特·里德国家军事医疗中心测试；READY将于2026年与美国陆军环境医学研究所（USARIEM）合作开展睡眠不足情境测试。斯莫尔特与夸蒂耶里认为这些技术未来将拓展至民用领域——体育赛事 sidelines、医生诊室等任何需评估脑就绪度的场景。
MINDSCAPE由沃尔特·里德国家军事医疗中心的斯特凡妮·库奇恩斯基提供临床验证支持。夸蒂耶里团队正与脑创伤基金会（BTF）的朱恩·马鲁塔、贾马·加贾尔及USARIEM的克里斯汀·希顿合作开发READY测试，相关工作获得BTF与统一服务大学军方TBI倡议主导的循证指南支持。
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