认知准备度指个体适应环境变化并作出响应的能力,包括维持身体平衡、依据知识经验作出决策等功能。对军人而言,认知准备度直接影响任务成败与生命安全。2000-2024年间,超过50万现役军人被诊断患有创伤性脑损伤(TBI),从训练跌倒到战场爆炸冲击都可能引发此类损伤。睡眠不足等导致的认知障碍可通过休息恢复,但脑损伤引发的障碍往往需要更长期的医疗干预。
实验室人类健康与绩效系统组研究员克里斯托弗·斯莫尔特(Christopher Smalt)指出:"现役军人认知测试缺乏敏感度,难以检测操作风险暴露引起的细微认知变化。更严重的是,这些暴露的累积效应在服役期间或退役后常未被完整记录,影响后续支持措施的提供。"
该团队研发的便携式诊断工具包含两种创新检测方式:
- READY系统:基于智能手机/平板开发的90秒注意力测试应用,通过追踪眼球运动、平衡能力和固定元音音高的能力三个指标,计算"波动指数"与基线数据对比
- MINDSCAPE系统:与MIT Auto-ID实验室合作开发的虚拟现实检测平台,结合脑电图(EEG)、光电容积描记和瞳孔测量等多模态传感器,可区分创伤性脑损伤、创伤后应激障碍和睡眠剥夺等不同病因
实验室科学家托马斯·奎蒂耶里(Thomas Quatieri)解释:"注意力是任务准备的核心,当朋友喊'接球'并抛出球时,大脑需同步处理视听信息、预测轨迹并协调身体动作。创伤或疲劳会影响神经传感的预测和纠错系统,导致注意力下降。"
这两项技术研发响应了美国国会立法要求与军事医疗需求,其生物标志物研究历时十余年。其中EYEBOOM穿戴设备已应用于美军特种部队,能实时监测爆炸冲击引起的生理变化。
技术转化方面,2025年MINDSCAPE正在沃尔特·里德国家军事医学中心测试,READY将于2026年与美国陆军环境医学研究所(USARIEM)合作开展睡眠剥夺场景验证。该技术还可拓展至民用领域,如体育赛事急救、医疗机构认知筛查等。
临床合作方包括:沃尔特·里德医学中心斯特凡妮·库钦斯基医生、脑创伤基金会(BTF)的马鲁塔和加贾尔医生、USARIEM的希顿博士等。研发获BTF和统一服务大学军事创伤脑损伤计划的临床指南支持。
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