Neue Technologien befassen sich mit der Bewertung der Gehirngesundheit für das Militär | MIT Nachrichten

Die kognitive Bereitschaft bezeichnet die Fähigkeit einer Individual, die Veränderungen um sie herum zu reagieren und sich anzupassen. Dies beinhaltet Funktionen wie das Gleichgewicht nach dem Auslösen oder die richtige Entscheidung in einer herausfordernden Scenario, die auf Wissen und früheren Erfahrungen beruht. Für Mitglieder des Militärdienstes ist die kognitive Bereitschaft von entscheidender Bedeutung für ihre Gesundheit und Sicherheit sowie für den Missionserfolg. Die Verletzung des Gehirns trägt wesentlich zur kognitiven Beeinträchtigung bei, und zwischen 2000 und 2024. mehr als 500.000 Bei den Mitgliedern des Militärdienstes wurde eine traumatische Hirnverletzung (TBI) diagnostiziert – verursacht durch irgendetwas aus einem Sturz während des Trainings bis zur Exposition auf dem Schlachtfeld. Während eine Beeinträchtigung von Faktoren wie Schlafentzug durch Ruhe und Genesung behandelt werden kann, erfordern andere, die durch Verletzungen verursacht werden, möglicherweise intensivere und längere medizinische Hilfe.

„Aktuelle kognitive Bereitschaftstests, die an Dienstmitglieder durchgeführt werden, fehlt die Sensibilität, subtile Verschiebungen der kognitiven Leistung zu erkennen, die bei Personen auftreten können, die operativen Gefahren ausgesetzt sind“, sagt Christopher Smalt, Forscher im Labor des Labors Gruppe der menschlichen Gesundheit und Leistungssysteme. „Leider werden die kumulativen Auswirkungen dieser Expositionen während des Militärdienstes oder nach dem Übergang zu Veteranenangelegenheiten oft nicht intestine dokumentiert, was es schwierig macht, eine wirksame Unterstützung zu bieten.“

Smalt ist Teil eines Groups im Labor, das eine Reihe tragbarer diagnostischer Exams entwickelt, die eine nahezu echte Screening für Hirnverletzungen und kognitive Gesundheit bieten. Eines dieser Instruments, das als Prepared bezeichnet wird, ist eine Smartphone- oder Pill -App, mit der eine mögliche Änderung der kognitiven Leistung in weniger als 90 Sekunden identifiziert wird. Ein weiteres Instrument namens Mindscape, das in Zusammenarbeit mit Richard Fletcher, einem Gastwissenschaftler in der Schnelle Prototyping -Gruppe wer leitet die Mobiles Technologie -Labor am MIT Auto-ID-Laborund seine Schüler-nutzt die VR-Technologie (Digital Actuality) für eine eingehendere Analyse, um spezifische Bedingungen wie TBI, posttraumatische Belastungsstörung oder Schlafentzug zu bestimmen. Mit diesen Exams kann medizinisches Private auf dem Schlachtfeld schnelle und wirksame Entscheidungen für die Behandlung von Behandlungen treffen.

Sowohl Prepared als auch Mindscape sind eine Reaktion auf eine Reihe von Vorschriften des Kongresses, militärische Programmanforderungen und missionsgetriebene Gesundheitsbedarf, um die Fähigkeiten für die Hirngesundheit für Servicemitglieder zu verbessern.

Kognitive Bereitschaftsbiomarker

Die Prepared and Mindscape -Plattformen enthalten mehr als ein Jahrzehnt Laborforschung, um die richtigen Indikatoren für die kognitive Bereitschaft zu finden, um in schnellen Testanwendungen aufzubauen. Thomas Quatieri beaufsichtigte diese Arbeit und identifizierte Gleichgewicht, Augenbewegung und Sprache als drei zuverlässige Biomarker. Er leitet die Bemühungen im Lincoln Laboratory, sich bereit zu entwickeln.

„Prepared steht für die schnelle Bewertung der Aufmerksamkeit für den Dienst und basiert auf der Prämisse, dass Aufmerksamkeit der Schlüssel ist, um für eine Mission ‚bereit‘ zu sein“, sagt er. „In einer Ansicht können wir uns die Aufmerksamkeit als den mentalen Zustand vorstellen, der es Ihnen ermöglicht, sich auf eine Aufgabe zu konzentrieren.“

Damit jemand aufmerksam ist, muss sein Gehirn kontinuierlich sensorische Informationen vorhersehen und verarbeiten und dann den Körper anweisen, angemessen zu reagieren. Wenn ein Freund beispielsweise „Catch“ schreibt und dann einen Ball in Ihre Richtung wirft, muss Ihr Gehirn die eingehenden auditorischen und visuellen Daten verarbeiten, im Voraus vorhersagen, was in den nächsten Momenten passieren kann, und dann Ihren Körper dazu leiten, mit einer Aktion zu reagieren, die diese sensorischen Daten synchronisiert. Das Ergebnis? Sie erkennen, dass Sie das Wort „Fang“ hören und den sich bewegenden Ball sehen, den Ihr Freund Ihnen den Ball wirft, und Sie greifen eine Hand aus, um ihn gerade noch rechtzeitig zu fangen.

„Ein ungesundes oder müdees Gehirn, das beispielsweise durch TBI oder Schlafentzug verursacht wird, kann Herausforderungen innerhalb eines neurosensorischen Voraussetzungssystems (Vorhersage) oder Suggestions (Fehler) haben und so die Fähigkeit der Individual zu einer Teilnahme behindern“, sagt Quatieri.

Die drei Exams von Prepared messen die Fähigkeit einer Individual, einen sich bewegenden Punkt mit ihrem Auge, dem Gleichgewicht zu verfolgen und einen Vokal auf einer Tonhöhe festzuhalten. Die App verwendet dann die Daten, um eine Variabilität oder einen „Wackeln“ -indikator zu berechnen, der Änderungen aus der Foundation des Testteilnehmers oder aus den erwarteten Ergebnissen darstellt, die auf anderen mit ähnlichen demografischen Daten oder der allgemeinen Bevölkerung basieren. Die Ergebnisse werden dem Benutzer als Hinweis auf die Aufmerksamkeit des Patienten angezeigt.

Wenn der fertige Bildschirm eine Beeinträchtigung zeigt, kann der Administrator das Thema so leiten, mit Mindscape nachzuverfolgen, was für die cell Schnittstelle für neurologische diagnostische situative kognitive Bewertung und psychologische Bewertung steht. Mindscape verwendet die VR-Technologie, um zusätzliche, eingehende Exams zu verabreichen, um kognitive Funktionen wie die Reaktionszeit und das Arbeitsgedächtnis zu messen. Diese neurokognitiven Standardtests werden mit multimodalen physiologischen Sensoren wie Elektroenzephalographie (EEG), Photoplethysmographie und Puppeometrie aufgezeichnet, um die Diagnose besser zu bestimmen.

Ganzheitlich und anpassungsfähig

Ein wesentlicher Vorteil von Prepared and Mindscape ist ihre Fähigkeit, vorhandene Technologien zu nutzen und einen schnellen Einsatz in diesem Bereich zu ermöglichen. Durch die Verwendung von Sensoren und Funktionen, die bereits in Smartphones, Tablets und VR -Geräte integriert sind, können diese Bewertungstools leicht für die Verwendung in Betriebsumgebungen zu erheblichen Kosten angepasst werden.

„Wir können unsere erweiterten Algorithmen sofort auf die von diesen Geräten gesammelten Daten anwenden, ohne dass eine kostspielige und zeitaufwändige Hardwareentwicklung erforderlich ist“, sagt Smalt. „Indem wir die Fähigkeiten von kommerziell verfügbaren Technologien nutzen, können wir schnell wertvolle Erkenntnisse liefern und traditionelle Bewertungsmethoden verbessern.“

Das Einbeziehen neuer Fähigkeiten und KI für die Erfindung des Gehirn-Well being in Betriebsumgebungen ist ein Thema in mehreren Projekten im Labor. Ein weiteres Beispiel ist Eiskeboom (Elektrookulographie und Gleichgewichtsüberdrucküberwachungssystem), eine tragbare Technologie, die für die US -Spezialkräfte zur Überwachung der Exposition der Explosion entwickelt wurde. Unentschieden überwacht kontinuierlich die Augen- und Körperbewegungen eines Trägers, wenn sie Explosionenergie erleben, und warnt vor potenziellen Schäden. Für dieses Programm entwickelte das Labor einen Algorithmus, der eine potenzielle Änderung der Physiologie infolge der Explosion während des Betriebs ermitteln könnte, anstatt auf einen Examine-in zu warten.

Alle drei Technologien sind in der Entwicklung vielseitig, sodass sie für andere relevante Verwendungen angepasst werden können. Ein Workflow könnte beispielsweise die Überwachungsfunktionen von Eueboom mit den Prepared- und Mindscape -Exams kombinieren: Eiskeboom würde kontinuierlich auf das Expositionsrisiko überwachen und den Träger dann auffordern, eine zusätzliche Bewertung zu erhalten.

„Oft konzentriert sich die Forschung auf eine bestimmte Modalität, während wir im Labor nach einer ganzheitlichen Lösung suchen, die für viele verschiedene Zwecke angewendet werden kann“, sagt Smalt.

Mindscape wird am Take a look at untersucht Walter Reed Nationwide Navy Heart dieses Jahr. Prepared wird im Jahr 2026 im Kontext von Schlafentzug mit dem Forschungsinstitut für Umweltmedizin (USARIEM) der US Military Analysis getestet. Smalt und Quatieri sehen auch die Technologien, die in zivilen Umgebungen verwendet werden – auf dem Sportereignis Seitenlinien, in Ärztenbüros oder wo immer es sonst muss die Hirnbereitschaft beurteilen.

Mindscape wird mit klinischer Validierung und Unterstützung von Stefanie Kuchinsky im Walter Reed Nationwide Navy Medical Heart entwickelt. Quatieri und sein Group entwickeln die Bereitschaftstests in Zusammenarbeit mit Jun Maruta und Jam Ghajar aus dem Mind Trauma Basis (BTF) und Kristin Heaton von Usariem. Die Exams werden durch gleichzeitige evidenzbasierte Richtlinien gestützt, die von der BTF und der Militärische TBI -Initiative an der Uniform Companies College.