腦疲勞監(jiān)測與抗疲勞的相關(guān)措施研究

樊雙義，李劍波

腦疲勞監(jiān)測與抗疲勞的相關(guān)措施研究

樊雙義，李劍波

腦疲勞；監(jiān)測；抗疲勞

機械化和信息化背景下，作戰(zhàn)部隊具備了強大機動能力的物質(zhì)條件，戰(zhàn)爭對抗條件下，作戰(zhàn)部隊必須經(jīng)常處在連續(xù)幾十小時甚至數(shù)天的警戒狀態(tài)。這些狀況會導致疲勞，特別是腦疲勞。腦疲勞是指由于長時間工作或?qū)W習過程導致作業(yè)功能衰退、腦力能力下降，其主要表現(xiàn)為工作或?qū)W習效率低下，反應(yīng)遲緩，記憶力下降，注意力不集中以及協(xié)調(diào)性變差等。腦疲勞表現(xiàn)多種多樣，軀體和內(nèi)臟感覺功能、運動功能和腦高級功能下降，造成認知能力和行為能力不同程度的損害，進而影響和決定戰(zhàn)役甚至戰(zhàn)爭的走向[1]。因此，開展戰(zhàn)時連續(xù)作業(yè)致腦疲勞的監(jiān)測與抗疲勞的相關(guān)措施研究，提高我軍作戰(zhàn)能力具有十分重要的意義。國（軍）內(nèi)外已在提升持續(xù)高強度信息化作業(yè)能力方面就疲勞監(jiān)測預(yù)警、物理干預(yù)、藥物干預(yù)、心理干預(yù)等方面開展了系列研究工作[2-3]。

1 腦疲勞監(jiān)測與預(yù)警

1.1 腦疲勞監(jiān)測 腦疲勞評估一般包括主觀評價法、行為學測試法、腦電分析法。（1）主觀評價法：主觀評估方法是根據(jù)作業(yè)者的自述感受來判斷疲勞的程度，主要通過現(xiàn)場問卷調(diào)查的方式完成評估。此法簡單、易行，不足之處是評分且易受主觀因素的影響，如受試者故意隱瞞真實感受等。評估可信度無法保證[4]。（2）行為學測試法：行為學測試法主要通過測試序列特定腦力任務(wù)，根據(jù)反應(yīng)時間和正確率，對腦疲勞進行評價。該法優(yōu)點是評估結(jié)果與評估的實際目標更接近，但評估客觀性亦無法保障，因為與被試者的主觀意愿程度密切相關(guān)，同時必須事先對被試者進行較長時間的訓練，因而不能即時監(jiān)測腦疲勞。（3）腦電分析法：是目前研究較多的領(lǐng)域。在腦疲勞研究中，腦電分析一直是最廣泛的評定中樞神經(jīng)系統(tǒng)變化的指標之一，被視作監(jiān)測評估腦疲勞的“金標準”[5]。腦電分析目前研究的熱點主要是事件相關(guān)電位（ERPs），與普通誘發(fā)電位（EP）不同，ERPs的優(yōu)勢在于具有很高的時間分辨率，是研究認知過程中大腦活動不可多得的技術(shù)方法。事件相關(guān)電位P300的幅度和潛伏期大小一度被認為與腦疲勞相關(guān)，實驗證實，腦疲勞程度增加時，事件相關(guān)電位潛伏期延長，幅度降低。目前更多采用腦電功率譜分析法。腦疲勞腦電分析法面臨的主要問題是如何篩選真實反映腦疲勞狀態(tài)的腦電特征指標。盡管既往一直將腦電活動作為監(jiān)測腦疲勞的主要手段，但由于缺乏對疲勞本質(zhì)的認識，疲勞的腦電信號無從鑒別和提取，僅作一般波譜分析。腦疲勞腦電分析法面臨的另一主要問題是腦電采集系統(tǒng)的小巧化和無線化，以便對受試者作業(yè)和睡眠本身的影響要降到最小。最后需解決腦電系統(tǒng)的自適應(yīng)性。由于腦電有著很強的個體性，現(xiàn)在許多系統(tǒng)需要使用者進行長時間的訓練，是其腦電分析法實用化中的主要障礙之一。

1.2 腦疲勞預(yù)警 在腦疲勞預(yù)警信息化作業(yè)能力方面，美軍開發(fā)眼睛移動測量、腕部活動監(jiān)測、腦電圖掃描、面部特征識別（包括眼、鼻、口周圍的綜合信息）等技術(shù)裝備，用于實時動態(tài)監(jiān)測預(yù)警人的作業(yè)能力變化，第一時間發(fā)現(xiàn)疲勞征兆[6-7]。2000年至今，美軍通過實施一項擴展認知（AugCog）計劃，即采用Augcog技術(shù)，使用人載心電圖（ECG）和腦電圖（EEG）傳感器監(jiān)測人體在大腦的認知活動和身體內(nèi)血液流動情況，并通過無線電將這些信息實時傳送給決策指揮機構(gòu)，以便其掌握全面的戰(zhàn)場信息并作出相應(yīng)決策[8]。美軍對不同作業(yè)人員的作業(yè)能力、能量消耗特點建立個人檔案，開發(fā)多種疲勞管理系統(tǒng)[9]：如疲勞風險管理系統(tǒng)，睡眠、活動和疲勞作業(yè)效率等，供研究者和決策者量化各種工作-休息時間表對個人表現(xiàn)的影響。輸入工作和睡眠數(shù)據(jù)，可預(yù)先估計受試者的認知能力、什么時候達到最優(yōu)表現(xiàn)、什么時候睡眠最利于恢復(fù)。在打造未來戰(zhàn)士的單兵裝備計劃中，英國FIST計劃，法國Fél in項目，澳大利亞Land 125計劃及德國IdZ計劃都涉及疲勞監(jiān)測預(yù)警方案[10]。

目前，腦疲勞預(yù)警裝置主要是依靠血壓、脈搏等基本生理指標來提示作訓人員，由于引起血壓、脈搏變化的因素比較復(fù)雜，其檢測出的數(shù)據(jù)特異性不高。而一些民用儀器，雖然采用了眼部活動、語音識別等特異性較高的指標，但是裝置并不符合軍事作業(yè)環(huán)境的特點和要求[11-13]。近年來，我軍對軍事作業(yè)所致疲勞的防護措施開展了部分相關(guān)研究。如第四軍醫(yī)大學主要采用量表和各類任務(wù)檢測睡眠剝奪（即持續(xù)覺醒）對人視反應(yīng)能力、雙手協(xié)調(diào)能力、作業(yè)效率等工作能力的影響，研發(fā)出單兵生命狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測心率、呼吸、體溫和血氧飽和度4個生理指標[14]。第二軍醫(yī)大學通過檢測唾液皮質(zhì)醇，實現(xiàn)快速評估人員的心理應(yīng)激水平及疲勞狀況[15]?？哲姾娇蔗t(yī)學研究所已較系統(tǒng)開展了睡眠剝奪對飛行員腦功能、認知等作業(yè)能力的研究[16]。

2 抗疲勞相關(guān)措施

在提升持續(xù)高強度信息化作業(yè)能力措施方面，各國軍隊提出采用物理、藥物和營養(yǎng)等綜合措施，提升持續(xù)高強度信息化作業(yè)能力[17-20]。（1）英國國防部研究人員研制了一種特殊眼鏡。這種眼鏡的工作原理是用一副特制的眼鏡框裝上光纖，光纖釋放出白色強光，令人常感到猶如剛睡醒一樣。南非“非洲勇士”系統(tǒng)也配備了類似的睡眠調(diào)節(jié)裝置，影響人體的生物鐘，使人持續(xù)作戰(zhàn)達36 h而無須睡眠。（2）研發(fā)刺激和興奮中樞神經(jīng)藥物一直是外軍提升持續(xù)高強度作業(yè)能力的主要策略。傳統(tǒng)的中樞興奮劑包括可可堿，咖啡因，安非他明，右苯丙胺。美國、法國和英國國防部等力推另一種興奮劑藥物莫達非尼，可使作戰(zhàn)人員在連續(xù)48 h不眠的情況下，保持較好的覺醒水平和作業(yè)能力[21-22]。美軍研究發(fā)現(xiàn)三唑侖和唑吡坦有延長睡眠時間增強睡眠連續(xù)性作用，氟馬西尼能催醒上述兩種安眠藥，并發(fā)現(xiàn)褪黑激素能有效預(yù)防睡眠障礙和保持作業(yè)效率[23]。另外，新型控制和促進覺醒的藥物正在研發(fā)中[24-25]。（3）加強持續(xù)作業(yè)營養(yǎng)支撐是軍事作業(yè)醫(yī)學新的趨勢。此方面核心研究是依據(jù)生物能量學原理，掌握持續(xù)作業(yè)條件下大腦和全身營養(yǎng)代謝的特點，進而制定優(yōu)化能針對每位作戰(zhàn)人員的最佳膳食口糧。美軍甚至正實施一項生理監(jiān)測和預(yù)測計劃，該計劃通過研究作戰(zhàn)人員軍服的熱傳導，動態(tài)了解個體實時營養(yǎng)信息，盡可能保證作業(yè)效能和腦功能不受營養(yǎng)因素的影響。（4）針對持續(xù)高強度信息化作業(yè)中出現(xiàn)的心理問題，美軍提出研究開發(fā)生物醫(yī)學措施，如對抗應(yīng)激精神訓練、緩解認知負荷過重和過度警戒的對策。美軍正在嘗試將“思想醫(yī)師”派到前沿陣線?！八枷脶t(yī)師”包括心理學家和軍隊牧師[26-27]。他們認為，許多戰(zhàn)斗疲勞綜合征的病例可以在前線得到很快地處理，并能夠重返戰(zhàn)斗崗位，不需要被送往后方醫(yī)院進行全面治療。通過立即給作戰(zhàn)人員心理治療，可以降低日后發(fā)生壓力失調(diào)綜合征的發(fā)病概率。

國內(nèi)的主要研究：（1）物理療法：監(jiān)測聲、光、電、磁和氣味刺激的有效部位和有效參數(shù)，間斷低流量吸氧。（2）傳統(tǒng)中醫(yī)療法：按摩術(shù)、拍打術(shù)、吐納術(shù)、觀想術(shù)，提神醒腦類中藥；用冰片、麝香中藥制劑抗疲勞，但是研究單一，綜合預(yù)防、對抗疲勞方面研究不夠。（3）促覺醒藥物：盡管目前開展了大量關(guān)于咖啡因、莫達非尼及傳統(tǒng)中藥材抗疲勞作用的研究，一些藥物也取得了肯定的效果，但是對信息化作業(yè)部隊在不同作業(yè)強度下如何合理搭配藥物、服藥時間、劑量，以使長時間維持高作業(yè)效能的同時盡可能減低副作用，目前尚未制定標準。（4）營養(yǎng)學：近年來對于補充營養(yǎng)提高士兵作業(yè)能力方面進行了系統(tǒng)研究，但是適合我軍平、戰(zhàn)時執(zhí)行不同任務(wù)部隊的科學的營養(yǎng)素補給量標準，即在不同的環(huán)境、創(chuàng)傷、生理、心理條件下人體的各種營養(yǎng)素需要量，尚未見報道。（5）心理學：缺乏一套行之有效的戰(zhàn)場心理損傷防治體系，有待進一步完善心理損傷救治方案系統(tǒng)化、規(guī)范化。

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（收稿：2014-05-05 修回：2014-06-09 編校：齊 彤）

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A

2095-3496（2014）03-0194-03

國家科技支撐計劃課題資助項目（2012BAI38B01），國家自然基金青年基金資助項目（81100897），軍事醫(yī)學科學院附屬醫(yī)院創(chuàng)新科研基金資助項目（cx2012-18)

100071 北京，解放軍第307醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科（樊雙義）；總參四部管理保障辦公室（李劍波）

樊雙義，E-mai l：fanshy309@sina.com