Neue Technologien für schnelle Gehirngesundheitsprüfung in der Armee

Die US-amerikanischen Streitkräfte setzen auf neue Technologien, um die kognitive Gesundheit von Soldaten frühzeitig zu erfassen und zu überwachen. Kognitive Bereitschaft – die Fähigkeit, sich an veränderte Umgebungen anzupassen, wie beispielsweise beim Ausweichen nach einem Sturz oder bei der Entscheidungsfindung unter Druck – ist entscheidend für die Sicherheit der Soldaten und den Erfolg militärischer Missionen. Zwischen 2000 und 2024 wurden mehr als 500.000 Soldaten mit einer Gehirnerschütterung (TBI) diagnostiziert, die durch Stürze, Kampfeinsätze oder Explosionen verursacht wurde. Während Faktoren wie Schlafmangel durch Ruhe behandelt werden können, erfordern Verletzungen oft längere medizinische Betreuung. Bisherige Tests zur kognitiven Bereitschaft sind jedoch nicht empfindlich genug, um subtile Veränderungen im Leistungsvermögen zu erkennen, die durch operative Risiken verursacht werden. Dies führt oft zu unaufgezeichneten langfristigen Auswirkungen, besonders nach dem Übergang in die Veterans Affairs. Um diese Lücke zu schließen, entwickelt das Lincoln Laboratory eine Reihe portabler Diagnosetools. Eines davon ist READY (Rapid Evaluation of Attention for DutY), eine App für Smartphone oder Tablet, die in weniger als 90 Sekunden eine Veränderung der kognitiven Leistung erkennt. Das System basiert auf drei biologischen Marker: Gleichgewicht, Augenbewegungen und konstante Stimmlage beim Sprechen eines Vokals. Diese Daten werden analysiert, um eine „Wackel“-Indikator zu berechnen, der Abweichungen von der individuellen Basis oder von Normwerten zeigt. Ein negativer Befund führt automatisch zur weiteren Untersuchung mit MINDSCAPE (Mobile Interface for Neurological Diagnostic Situational Cognitive Assessment and Psychological Evaluation). Diese VR-basierte Plattform ermöglicht eine tiefgreifende Analyse der kognitiven Funktionen wie Reaktionszeit und Arbeitsgedächtnis, unterstützt durch multimodale Sensoren wie EEG, Photoplethysmographie und Pupillometrie. Die Technologien wurden auf jahrelanger Forschung zu kognitiven Biomarkern aufgebaut, die von Thomas Quatieri und seinem Team identifiziert wurden. Sie basieren auf der Erkenntnis, dass Aufmerksamkeit der Schlüssel für kognitive Bereitschaft ist – ein Prozess, bei dem das Gehirn sensorische Eingaben antizipiert und die Körperreaktion darauf steuert. Bei Erschöpfung oder Gehirnverletzungen versagt dieser Feed-forward- und Feedback-Regelkreis. READY und MINDSCAPE sind Teil eines umfassenden Ansatzes, der bestehende Technologien wie Smartphones, Tablets und VR-Geräte nutzt, um kostengünstig und schnell im Feld einsetzbar zu sein. Die Algorithmen werden direkt auf den Daten der Geräte ausgeführt, ohne teure Hardwareentwicklung. Ein weiteres Projekt, EYEBOOM, misst kontinuierlich Augen- und Körperbewegungen bei Spezialeinheiten, um Blast-Expositionen zu erfassen und frühzeitig Warnungen auszulösen. Die drei Systeme können kombiniert werden: EYEBOOM erkennt Risiken, READY führt eine schnelle Screening-Prüfung durch, und MINDSCAPE ermöglicht eine detaillierte Diagnose. Die Technologien werden derzeit in klinischen Tests am Walter Reed National Military Medical Center (MINDSCAPE) und im USARIEM (READY) im Kontext von Schlafdeprivation getestet. Langfristig sehen die Entwickler Anwendungen auch in der Zivilgesellschaft – auf Sportplätzen, in Arztpraxen oder bei Unfallbehandlungen. Experten loben den ganzheitlichen Ansatz: „Es ist selten, dass Forschung nicht nur auf eine einzelne Technologie abzielt, sondern ein integriertes System schafft, das sich in verschiedenen Kontexten einsetzen lässt“, sagt Smalt. Die Kooperation mit Institutionen wie der Brain Trauma Foundation und der Military TBI Initiative sorgt für evidenzbasierte Validierung. Die Entwicklung zeigt, wie moderne Technologie und KI die militärische Gesundheitsversorgung revolutionieren können – mit Auswirkungen, die weit über den militärischen Einsatz hinausreichen.