智能大脑健康筛查技术的前沿发展
认知准备度是衡量个体对周围环境变化作出响应和适应能力的关键指标，它涵盖了从跌倒后保持平衡到在复杂情境中基于经验做出正确决策的各项功能。对于军事人员而言，认知准备度不仅关乎其个人健康和安全，更是任务能否成功完成的决定性因素。脑损伤是导致认知障碍的主要原因之一，据统计，从2000年到2024年，超过50万名军人被诊断出患有创伤性脑损伤（TBI），这些损伤可能源于训练中的跌落，也可能来自战场上的爆炸冲击。尽管由睡眠不足等因素引起的认知障碍可通过休息恢复，但由物理损伤造成的障碍往往需要更深入、更长期的医疗干预。
目前，针对军事人员的认知准备度测试在敏感性方面存在局限，难以探测到个体在暴露于各种作战危害后可能出现的细微认知表现变化。这种不足导致许多暴露的累积效应在服役期间或退役后未能得到充分记录，使得为退伍军人提供有效支持变得异常困难。鉴于此，麻省理工学院林肯实验室的研究人员正在积极开发一套便携式诊断工具，旨在提供近乎实时的脑损伤和认知健康筛查能力。
READY与MINDSCAPE：移动端与虚拟现实的结合
在林肯实验室的创新成果中，READY和MINDSCAPE两款工具尤为引人注目。READY是一款智能手机或平板电脑应用程序，它能够在短短90秒内帮助识别认知表现的潜在变化。而MINDSCAPE系统，则与麻省理工学院Auto-ID实验室移动技术实验室的科学家和学生合作开发，利用虚拟现实（VR）技术进行更深入的分析，以精确诊断特定的状况，如创伤性脑损伤（TBI）、创伤后应激障碍（PTSD）或睡眠剥夺。这些工具的集成应用，使得战场上的医疗人员能够迅速做出有效决策，从而优化治疗方案并提高干预效率。
这两款系统都积极响应了国会立法、军事项目要求和任务驱动型健康需求，旨在全面提升军人的大脑健康筛查能力。它们不仅仅是技术创新，更是对军事医疗体系现代化的一次深远推动，确保一线人员能够获得最及时、最准确的认知健康评估。
READY：快速评估注意力，保障任务就绪
READY是“Rapid Evaluation of Attention for DutY”（快速评估任务注意力）的缩写，其核心理念在于，注意力是确保任务“就绪”的关键。从某种角度看，注意力可以被理解为一种精神状态，使个体能够专注于一项特定任务。要保持专注，大脑必须持续预测和处理传入的感官信息，然后指挥身体作出恰当的反应。例如，当朋友喊“接住”并向你扔球时，为了成功接住，你的大脑必须处理听觉和视觉数据，提前预测接下来几秒钟可能发生的情况，然后指挥身体作出同步这些感官数据的动作。最终，你通过听到“接住”和看到移动的球，意识到朋友正在扔球给你，并及时伸出手将其接住。
不健康或疲劳的大脑（例如由TBI或睡眠不足引起）可能在神经感觉前馈（预测）或反馈（误差）系统内部面临挑战，从而阻碍个体集中注意力的能力。READY应用程序通过三项简单的测试来量化这种能力：测量个体追踪移动光点的眼球能力、保持平衡的能力以及以固定音高发出元音的能力。应用随后利用这些数据计算出一个变异性或“摆动”指标，该指标代表了与测试者基线数据、或根据具有相似人口统计学特征的群体或普通人群的预期结果的差异。最终结果将以直观的方式呈现给用户，作为患者注意力水平的指示。
MINDSCAPE：虚拟现实深度诊断，精准定位问题
如果READY的初步筛查显示存在潜在的认知障碍，管理人员可以将受试者转介至MINDSCAPE进行进一步的评估。MINDSCAPE是“Mobile Interface for Neurological Diagnostic Situational Cognitive Assessment and Psychological Evaluation”（神经诊断情境认知评估与心理评估移动界面）的缩写。该系统利用虚拟现实技术，提供一系列额外的、更深入的测试，旨在测量反应时间和工作记忆等高级认知功能。这些标准的神经认知测试与多模态生理传感器（如脑电图（EEG）、光体积描记法和瞳孔测量）结合记录，从而提供更全面的数据，以帮助更精确地定位和诊断具体疾病。通过VR技术沉浸式的体验，MINDSCAPE能够模拟真实世界的复杂情境，使认知评估更加接近实际操作环境，进而提高诊断的准确性和可靠性。
认知准备度生物标志物的深度解析
READY和MINDSCAPE平台的核心优势，在于它们整合了林肯实验室十多年来在寻找认知准备度准确指标方面的研究成果。托马斯·夸蒂耶里（Thomas Quatieri）作为这项工作的领导者，成功识别出平衡、眼球运动和语音这三项作为可靠的生物标志物。他的研究团队在林肯实验室致力于READY的开发，通过深入理解这些生物标志物如何反映大脑的注意力状态，为快速、有效的认知筛查奠定了科学基础。
夸蒂耶里教授的洞察力在于将注意力与大脑处理感官信息并预测后续反应的能力紧密关联起来。一个健康、警觉的大脑能够高效地执行这些复杂的神经生理过程。相反，当大脑功能受损或疲劳时，其前馈（预测）和反馈（纠错）系统可能会出现障碍，从而直接影响个体的注意力集中能力。例如，TBI或睡眠剥夺可能导致平衡感下降、眼球追踪不稳或语音模式异常，这些细微的变化正是READY和MINDSCAPE旨在捕捉和量化的关键指标。
通过对这些生物标志物的精确测量，READY能够快速生成一个“摆动”指标，反映个体认知表现相对于基线或正常人群的偏离程度。而MINDSCAPE则在此基础上，利用VR环境创造更复杂的任务，结合多模态生理数据，深入剖析认知功能障碍的具体类型和程度。这种从宏观筛查到微观诊断的层层深入，正是其先进性的体现。
多模态传感与算法优势
READY和MINDSCAPE的一大关键优势在于它们能够充分利用现有技术，从而实现野外环境的快速部署。通过整合智能手机、平板电脑和VR设备中已有的传感器和功能，这些评估工具可以轻松适应各种作战环境，显著降低了开发和实施成本。
克里斯托弗·斯莫尔特（Christopher Smalt）指出，实验室能够立即将先进的算法应用于这些设备收集的数据，而无需耗费高昂成本和时间进行硬件开发。这种策略使得他们能够迅速提供有价值的洞察，并显著改进传统的评估方法。通过充分利用商业化技术的强大能力，这些系统实现了在保持高效率的同时，极大地提升了可访问性和实用性。
在林肯实验室，将新能力和人工智能引入大脑健康传感领域以支持作战环境，是一个贯穿多项项目的核心主题。另一个显著案例是EYEBOOM（眼动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可穿戴技术，用于监测爆炸暴露。EYEBOOM能够持续监测佩戴者在经历爆炸能量时的眼球和身体运动，并及时警告潜在的伤害。对于这个项目，实验室开发了一种算法，能够在作战过程中识别出爆炸暴露导致的生理变化，而不是被动等待后续检查。这种主动预警机制，极大地增强了军事人员的战场生存能力和健康保障。
协同工作流与广泛应用潜力
所有这些技术都在开发中，旨在实现高度的通用性和适应性，以便能够应用于更广泛的领域。例如，可以构建一个工作流程，将EYEBOOM的持续监测能力与READY和MINDSCAPE的测试相结合：EYEBOOM持续监测暴露风险，并在检测到异常时提示佩戴者寻求额外的认知评估。这种协同工作模式，将形成一个从早期预警、快速筛查到深度诊断的闭环系统，极大地提升了大脑健康管理的全面性和效率。
斯莫尔特强调，许多研究往往专注于单一模式，而林肯实验室则致力于寻求能够应用于多种目的的整体解决方案。这种全面的视角，使得他们的技术不仅限于军事领域，还在广阔的民用环境中展现出巨大的潜力。
MINDSCAPE系统正在沃尔特里德国家军事医疗中心进行测试。READY应用也将在2026年与美国陆军环境医学研究所（USARIEM）合作，在睡眠剥夺的背景下进行测试。斯莫尔特和夸蒂耶里也预见，这些技术将在民用环境中发挥重要作用，例如在体育赛事场边、医生诊室，或任何需要评估大脑准备度的场景。未来，我们或许能看到这些先进的脑健康评估工具成为日常医疗和健康管理的重要组成部分，为广大民众提供更及时、更准确的认知健康保障。这种军民两用的发展路径，无疑将极大地推动整个社会在脑健康领域的进步，开启一个全新的智能评估时代。
