Когнитивная готовность — это способность человека реагировать на изменения вокруг и адаптироваться к ним. Она включает в себя такие функции, как сохранение равновесия после спотыкания или принятие правильного решения в сложной ситуации на основе знаний и опыта. Для военнослужащих когнитивная готовность имеет решающее значение для их здоровья и безопасности, а также для успеха выполнения задач.
Травмы головного мозга являются основной причиной когнитивных нарушений. С 2000 по 2024 год более чем у 500 000 военнослужащих были диагностированы травматические повреждения мозга (ТПМ), вызванные различными факторами: от падения во время тренировок до воздействия взрывов на поле боя.
Хотя нарушения, вызванные такими факторами, как недостаток сна, можно лечить отдыхом и восстановлением, другие, вызванные травмами, могут потребовать более интенсивного и длительного медицинского вмешательства.
Недостатки существующих тестов
«Текущие тесты когнитивной готовности, проводимые среди военнослужащих, нечувствительны к выявлению тонких изменений в когнитивных функциях, которые могут возникнуть у людей, подвергающихся операционным рискам», — говорит Кристофер Смалт, исследователь из группы Human Health and Performance Systems.
Разработка новых тестов
Смалт является частью команды, разрабатывающей набор портативных диагностических тестов для скрининга травм головного мозга и оценки когнитивного здоровья в режиме, близком к реальному времени.
Один из этих инструментов называется READY — это приложение для смартфонов или планшетов, которое помогает выявить потенциальные изменения в когнитивных функциях менее чем за 90 секунд.
Другой инструмент, MINDSCAPE, использует технологию виртуальной реальности (VR) для более глубокого анализа и выявления конкретных состояний, таких как ТПМ, посттравматическое стрессовое расстройство или недостаток сна.
Биomarkers когнитивной готовности
Платформы READY и MINDSCAPE включают более десяти лет лабораторных исследований по поиску правильных индикаторов когнитивной готовности для включения в приложения быстрого тестирования. Томас Кватери (Thomas Quatieri) руководил этой работой и определил равновесие, движение глаз и речь как три надёжных биомаркера.
READY расшифровывается как Rapid Evaluation of Attention for DutY (быстрая оценка внимания для выполнения обязанностей) и основан на предположении, что внимание является ключом к готовности к выполнению миссии.
Для того чтобы быть внимательным, мозг человека должен постоянно предвидеть и обрабатывать поступающую сенсорную информацию, а затем давать телу инструкции по соответствующему реагированию.
READY включает три теста, измеряющие способность человека отслеживать движущуюся точку взглядом, сохранять равновесие и удерживать гласный звук на одной высоте. Приложение использует данные для расчёта индикатора изменчивости или «колебания», который представляет собой изменения по сравнению с исходным уровнем испытуемого или с ожидаемыми результатами для других людей с аналогичными демографическими данными или для населения в целом.
Если экран READY показывает нарушение, администратор может направить испытуемого на дополнительное обследование с помощью MINDSCAPE. MINDSCAPE использует VR-технологии для проведения дополнительных, более глубоких тестов для измерения когнитивных функций, таких как время реакции и рабочая память.
Преимущества READY и MINDSCAPE
Ключевым преимуществом READY и MINDSCAPE является их способность использовать существующие технологии, что позволяет быстро развёртывать их в полевых условиях. Используя датчики и возможности, уже интегрированные в смартфоны, планшеты и VR-устройства, эти инструменты оценки могут быть легко адаптированы для использования в оперативных условиях при значительно сниженных затратах.
«Мы можем немедленно применить наши передовые алгоритмы к данным, собранным с помощью этих устройств, без необходимости дорогостоящей и трудоёмкой разработки оборудования», — говорит Смалт.
Новые возможности и искусственный интеллект для мониторинга здоровья мозга в оперативных условиях — это тема нескольких проектов в лаборатории.
EYEBOOM (Electrooculography and Balance Blast Overpressure Monitoring System) — это носимая технология, разработанная для специальных сил США для мониторинга воздействия взрывов. EYEBOOM непрерывно отслеживает движения глаз и тела человека, подвергающегося воздействию взрывной энергии, и предупреждает о потенциальном вреде.
Все три технологии разрабатываются так, чтобы быть универсальными и адаптируемыми для других целей. Например, рабочий процесс может сочетать возможности мониторинга EYEBOOM с тестами READY и MINDSCAPE: EYEBOOM будет непрерывно отслеживать риск воздействия, а затем побуждать пользователя пройти дополнительное обследование.
MINDSCAPE в этом году проходит тестирование в Национальном военном центре Уолтера Рида. READY будет протестирован с Исследовательским институтом экологической медицины армии США (USARIEM) в 2026 году в контексте недостатка сна.
Смалт и Кватери также видят, что эти технологии найдут применение в гражданских условиях — на спортивных мероприятиях, в кабинетах врачей или где-либо ещё, где есть необходимость оценить готовность мозга.
1. Какие проблемы существующих тестов когнитивной готовности военнослужащих выделяет автор статьи?
Автор статьи указывает на то, что текущие тесты когнитивной готовности нечувствительны к выявлению тонких изменений в когнитивных функциях, которые могут возникнуть у людей, подвергающихся операционным рискам.
2. Какие новые технологии для оценки состояния мозга у военных описаны в статье?
В статье описаны следующие технологии:
* приложение для смартфонов или планшетов READY, которое помогает выявить потенциальные изменения в когнитивных функциях менее чем за 90 секунд;
* технология виртуальной реальности MINDSCAPE для более глубокого анализа и выявления конкретных состояний, таких как ТПМ, посттравматическое стрессовое расстройство или недостаток сна;
* носимая технология EYEBOOM для мониторинга воздействия взрывов.
3. Какие биомаркеры когнитивной готовности были определены в результате лабораторных исследований?
В результате лабораторных исследований были определены три надёжных биомаркера когнитивной готовности: равновесие, движение глаз и речь.
4. Какие преимущества имеют технологии READY и MINDSCAPE?
Ключевым преимуществом READY и MINDSCAPE является их способность использовать существующие технологии, что позволяет быстро развёртывать их в полевых условиях. Используя датчики и возможности, уже интегрированные в смартфоны, планшеты и VR-устройства, эти инструменты оценки могут быть легко адаптированы для использования в оперативных условиях при значительно сниженных затратах.
5. Где планируется тестирование технологий READY и MINDSCAPE?
Планируется, что READY будет протестирован с Исследовательским институтом экологической медицины армии США (USARIEM) в 2026 году в контексте недостатка сна. MINDSCAPE в этом году проходит тестирование в Национальном военном центре Уолтера Рида.