A prontidão cognitiva indica a capacidade de uma pessoa de responder e se adaptar às mudanças ao seu redor. Isso inclui funções como manter o equilíbrio após tropeçar ou tomar a decisão certa em uma situação desafiadora com base em conhecimento e experiências passadas. Para os membros do serviço militar, a prontidão cognitiva é essential para sua saúde e segurança, bem como o sucesso da missão. A lesão no cérebro é um dos principais contribuintes para o comprometimento cognitivo e entre 2000 e 2024, Mais de 500.000 Os membros do serviço militar foram diagnosticados com lesão cerebral traumática (TCE) – causada por qualquer coisa, desde uma queda durante o treinamento até a exposição ao campo de batalha. Embora o comprometimento de fatores como a privação do sono possa ser tratado através do descanso e da recuperação, outros causados por lesões podem exigir atenção médica mais intensa e prolongada.
“Os testes atuais de prontidão cognitiva administrados aos membros do serviço não têm sensibilidade para detectar mudanças sutis no desempenho cognitivo que podem ocorrer em indivíduos expostos a riscos operacionais”, diz Christopher Smalt, pesquisador do laboratório Grupo de sistemas de saúde e desempenho humano. “Infelizmente, os efeitos cumulativos dessas exposições geralmente não são bem documentados durante o serviço militar ou após a transição para os assuntos dos veteranos, tornando difícil fornecer apoio eficaz”.
O SMALT faz parte de uma equipe do laboratório que desenvolve um conjunto de testes de diagnóstico portáteis que fornecem triagem quase em tempo actual para lesão cerebral e saúde cognitiva. Uma dessas ferramentas, chamada Prepared, é um aplicativo para smartphone ou pill que ajuda a identificar uma potencial alteração no desempenho cognitivo em menos de 90 segundos. Outra ferramenta, chamada Mindscape – que está sendo desenvolvida em colaboração com Richard Fletcher, um cientista visitante no Grupo de prototipagem rápida quem lidera o Laboratório de Tecnologia Móvel no MIT Laboratório Auto-IDe seus alunos-usa a tecnologia de realidade digital (VR) para uma análise mais aprofundada para identificar condições específicas, como TCE, transtorno de estresse pós-traumático ou privação do sono. Usando esses testes, o pessoal médico no campo de batalha pode tomar decisões rápidas e eficazes para a triagem do tratamento.
Pronto e Mindscape são uma resposta a uma série de mandatos da legislação do Congresso, os requisitos do programa militar e as necessidades de saúde orientadas pela missão para melhorar as capacidades de triagem de saúde do cérebro para os membros do serviço.
Biomarcadores de prontidão cognitiva
As plataformas prontas e de paisagem psychological incorporam mais de uma década de pesquisa de laboratório para encontrar os indicadores certos de prontidão cognitiva para se basear em aplicativos de teste rápido. Thomas Quatieri supervisionou este trabalho e identificou equilíbrio, movimento ocular e fala como três biomarcadores confiáveis. Ele está liderando o esforço do Lincoln Laboratory para se desenvolver pronto.
“Prepared representa uma rápida avaliação de atenção para o dever e se baseia na premissa de que a atenção é a chave para estar ‘pronta’ para uma missão”, diz ele. “Em uma visão, podemos pensar em atenção como o estado psychological que permite que você se concentre em uma tarefa”.
Para alguém estar atento, seu cérebro deve antecipar continuamente e processar informações sensoriais recebidas e, em seguida, instruir o corpo a responder adequadamente. Por exemplo, se um amigo gritar “pegar” e depois jogar uma bola em sua direção, para pegar essa bola, seu cérebro deve processar os dados auditivos e visuais de entrada, prever antecipadamente o que pode acontecer nos próximos momentos e, em seguida, direcionar seu corpo a responder com uma ação que sincroniza esses dados sensoriais. O resultado? Você percebe ao ouvir a palavra “pegar” e ver a bola em movimento que seu amigo está jogando a bola para você, e você alcança a mão para pegá -la bem a tempo.
“Um cérebro não saudável ou cansado-causado por TCE ou privação do sono, por exemplo-pode ter desafios dentro de um sistema de for feed-forward (previsão) ou suggestions (erro) neurossensorial, dificultando assim a capacidade da pessoa de comparecer”, diz Quatieri.
Os três testes de Prepared medem a capacidade de uma pessoa de rastrear um ponto em movimento com os olhos, equilíbrio e manter uma vogal fixada em um arremesso. O aplicativo usa os dados para calcular uma variabilidade ou indicador “oscilação”, que representa alterações na linha de base do Check Taker ou dos resultados esperados com base em outros com dados demográficos semelhantes ou na população em geral. Os resultados são exibidos ao usuário como uma indicação do nível de atenção do paciente.
Se a tela pronta mostrar um comprometimento, o administrador poderá direcionar o sujeito a acompanhar com a Mindscape, que significa interface móvel para avaliação cognitiva situacional do diagnóstico neurológico e avaliação psicológica. A Mindscape usa a tecnologia VR para administrar testes adicionais e aprofundados para medir funções cognitivas, como tempo de reação e memória de trabalho. Esses testes neurocognitivos padrão são registrados com sensores fisiológicos multimodais, como eletroencefalografia (EEG), fotopletismografia e pupilometria, para melhor identificar o diagnóstico.
Paisagem psychological para triagem de saúde cerebral
Vídeo: MIT Lincoln Laboratory
Holístico e adaptável
Uma vantagem importante do Prepared and Mindscape é a capacidade de aproveitar as tecnologias existentes, permitindo uma rápida implantação no campo. Ao utilizar sensores e recursos já integrados em smartphones, tablets e dispositivos VR, essas ferramentas de avaliação podem ser facilmente adaptadas para uso em configurações operacionais a um custo significativamente reduzido.
“Podemos aplicar imediatamente nossos algoritmos avançados aos dados coletados desses dispositivos, sem a necessidade de desenvolvimento de {hardware} dispendioso e demorado”, diz Smalt. “Ao aproveitar as capacidades das tecnologias disponíveis comercialmente, podemos fornecer rapidamente informações valiosas e melhorar os métodos tradicionais de avaliação”.
Trazer novos recursos e IA para a sensação de saúde cerebral para ambientes operacionais é um tema em vários projetos no laboratório. Outro exemplo é Eyeboom (Sistema de monitoramento de sobrepressão eletrooculografista e equilíbrio), uma tecnologia vestível desenvolvida para as forças especiais dos EUA para monitorar a exposição à explosão. Eyeboom monitora continuamente os movimentos dos olhos e do corpo de um usuário enquanto eles experimentam energia de explosão e alerta de danos em potencial. Para este programa, o laboratório desenvolveu um algoritmo que poderia identificar uma potencial mudança na fisiologia resultante da exposição ao explosão durante as operações, em vez de esperar um check-in.
Todas as três tecnologias estão em desenvolvimento para serem versáteis, para que possam ser adaptadas para outros usos relevantes. Por exemplo, um fluxo de trabalho pode emparelhar os recursos de monitoramento da Eyeboom com os testes prontos e mentais: Eyeboom monitoraria continuamente o risco de exposição e levava o usuário a procurar avaliação adicional.
“Muitas vezes, a pesquisa se concentra em uma modalidade específica, enquanto o que fazemos no laboratório é procurar uma solução holística que possa ser aplicada para muitos propósitos diferentes”, diz Smalt.
Mindscape está passando por testes no Centro Militar Nacional Walter Reed este ano. O Prepared será testado com o Instituto de Pesquisa do Exército dos EUA (USARIEM) em 2026 no contexto da privação do sono. Smalt e Quatieri também veem as tecnologias encontrando uso em ambientes civis – em laterais de eventos esportivos, nos consultórios médicos ou em qualquer outro lugar, é necessário avaliar a prontidão cerebral.
O Mindscape está sendo desenvolvido com validação clínica e apoio de Stefanie Kuchinsky no Centro Médico Militar Nacional Walter Reed. Quatieri e sua equipe estão desenvolvendo os testes prontos em colaboração com Jun Maruta e Jam Ghajar do Fundação Mind Trauma (BTF) e Kristin Heaton de USARIEM. Os testes são suportados por diretrizes simultâneas baseadas em evidências lideradas pelo BTF e pelo Iniciativa Militar de TCE na Uniform Providers College.