摘要

大腦電刺激可以提供一種相對容易和非侵入性的方式來改善認知和運動功能。非侵入性腦刺激對軍事行動表現和健康的潛在好處并非沒有被注意到。最廣泛使用的技術之一是經顱直接電流刺激（tDCS）。在此，我們回顧了TDCS對軍事人員的認知功能和心理健康的一些潛在影響，特別是對壓力暴露的不利影響。簡要討論了TDCS對認知功能的假定工作機制和目前的挑戰。越來越多的證據表明，用TDCS刺激前額葉皮質可以提高調節壓力反應的能力。然而，目前的TDCS方案的效應大小仍然很小且不穩定。此外，關于TDCS在軍事背景下的使用以及與壓力相關的功能，仍然存在重大的知識空白。總的來說，TDCS可以成為支持與壓力有關的認知性能和健康的一個有前途的工具，但該技術還處于初始階段，需要更多的研究來建立在軍事環境中的應用。

在軍事層面刺激大腦

利用腦外電流刺激大腦在神經科學研究和臨床應用中越來越受歡迎。非侵入性的大腦刺激在軍事上也能提供有價值的工具嗎?Davis和Smith(2019)、Levasseur-Moreau等人(2013)[1,2]等人提出，非侵入性腦刺激對運動和認知表現的增強作用可能有助于改善軍事行動表現和幸福感的重要方面。然而，其他人反對使用這種大腦刺激;對于接受腦刺激([3])的軍人，其行動的安全性、自主性和責任性令人擔憂。

非侵入性腦刺激是否應該用于軍事是一個超出本文范圍的討論。在我們看來，第一個也是最重要的問題是:非侵入性腦刺激，特別是經顱直流電刺激(tDCS)，能否在復雜、緊張甚至危及生命的軍事環境中，在個體層面上提供實際相關的影響?

在這里，我們將通過回顧最近tDCS研究的科學文獻來解決這個問題的幾個方面。

軍事行動和壓力調節

暴露在壓力環境中是軍事行動所固有的。有各種各樣的軍事行動壓力源，包括在持續的威脅下工作，極端的環境（如高溫、高海拔、時間壓力），目睹嚴重的痛苦，以及身體受傷或死亡的風險[4-6]。這些壓力源會引起一連串的生理和心理影響，包括中樞和外周神經系統活動的增加，以及提高警覺性以保持對發展中狀況的關注[7]。應激反應的作用是對高度緊張的情況作出適當的反應。然而，嚴重的或長期的壓力會產生不良影響；它縮小了感知和注意力（即隧道視野），降低了認知靈活性，增加了自動（刻板）行為，導致對形勢的認識下降，決策不夠充分，軍事行動中的任務表現更差，身體健康問題和心理健康問題如焦慮和創傷后應激障礙（PTSD）的風險增加[4,6,8-10]。防止或有效減輕這些壓力暴露的不良后果的方法之一是加強調節對壓力反應的能力，以減少其對認知和情緒功能的影響[11]。

摘要

壓力起源于個人與周圍環境之間的交流，以及前者對后者的刺激的反應。環境刺激與應對能力之間失去平衡，就會產生非適應性反應，威脅到復原力，并可能損害心理健康的維持。

在正常的生理條件下，急性壓力刺激會觸發導致皮質醇釋放的機制，通常被稱為 "壓力荷爾蒙"。在適當的條件和足夠的濃度下，這種荷爾蒙對個人有功能和保護作用，并成為讓某人面對警報或危險情況的核心。它還在調節與神經元趨向性相關的神經化學機制和更廣泛的神經元可塑性方面發揮著關鍵的生理作用。如果皮質醇水平過高，其釋放持續時間過長，其影響可能是有害于認知的。

在服役和執行任務期間，受雇的軍事人員暴露在關鍵事件中，其心理情感價值與創傷的發病機制相關。創傷的影響打破了主體的活動，降低了適應策略的效率和效果。

在軍事領域，人們一直特別關注提高人員心理復原力的技術。事實上，為了幫助軍事人員管理壓力，已經制定了專門的指導方針和有效的預防和培訓計劃（部署前和部署后）。作為一個例子，想想壓力接種訓練和復原力訓練的技術，這是壓力管理培訓計劃的一部分。

為了使這些技術更加有效，虛擬現實 "VR "技術被廣泛使用，它在高度互動、生態有效和情感參與的氛圍中提供了一個多感官的信號表現。

由于VR在部署前的沉浸性，人們在整個漸進的多步驟脫敏技術中被引導在緊張的情況下行動。這使得人們可以提前學習在情緒-生理、行為和程序層面上掌握現實的必要過程。

在部署后階段，如果創傷性事件或高度緊張的情況對卓越的認知能力產生了負面影響，恢復這些功能就變得至關重要。

為此目的而創造的虛擬技術的一個例子是大腦-虛擬認知康復，一個VR系統分為三個模塊，每個認知領域都有一個模塊。

它是各種治療途徑的附加工具，能夠結合創新和吸引力，并能夠減少在純軍事背景下工作的人員和所謂的 "數字一代"的恥辱感。

對VR進行的各種研究的結果突出了沉浸感是其主要特征。對大腦進行的研究使用了39人的樣本，證實了這一特點。事實上，接受測試的人呈現出與暴露在真實環境中的受試者相同的情感參與和心理物理激活。因此，在整個軍事行動周期內使用這項技術來治療干擾認知表現的疾病的好處可以很容易地推斷出來。

關鍵詞：壓力，虛擬現實，軍事，腦膜。

摘要:社會性量化的需要

在2020年新冠肺炎大流行之后，制定新方法和應對戰略以保持世界各地社區的社會凝聚力和心理復原力顯然成為一個優先事項。我們稱這種社會認知行為為“社會性”。社交是我們作為個人和更廣泛群體的一部分有效發揮作用的能力，盡管外部限制在關鍵環境中變得更有意義，如軍事干預，非軍事行動，如緊急反應，ICU衛生操作員，空乘和深空探索。諸如Social XR[1]等數字技術的獨特功能為滿足這些需求提供了機會，并部署可擴展和靈活的解決方案，以促進內部團隊的穩定性和更好的運營性能。

在軍事和非軍事環境中，設計和部署精神上和社會上可持續的行動的先決條件是選擇具有彈性的個人，并為他們提供一個合作框架，確保平衡的關系和高質量的人際溝通。社會凝聚力是計劃行動成功的一個重要因素，及時監測、檢測和預測其有效性的能力對于管理潛在的行為異常是有意義的。對目標團隊內部發生的群體動態的研究，以及任務控制，可以提供關鍵的和早期的線索，鼓勵建設性的交流，阻止關鍵的關系模式[3]。

本項目重點介紹一種技術支持的群體動態方法，能夠遠程和自主地捕捉人類互動的復雜性，并返回對預防和管理個人和群體行為異常有用的可操作的見解[4]。群體互動的復雜性需要一系列的人類主題專業知識(SME)來觀察、評估、測量、評估、預測、預防和應用必要的對策[5]。在現實世界中，讓這個龐大的從業人員團隊隨叫隨到或在現場對任務團隊進行持續監測是不切實際的。技術支持系統，如本文所述，將提高過程提供遠程操作軟件為基礎的工具，以幫助專家評估和自我效能，以維持社會凝聚力。一個自動化的、遠程操作的嵌入式系統將提供持續的測量和評估，以識別微妙和微妙的社會脆弱性指標。這將節省時間和資源，提供不引人注目的預防措施，以提高團隊業績，減少風險和增加任務成功的可能性。

該研究框架基于對隔離高危人群進行的初步研究。諸如AR頭戴式顯示器(HMD)等技術接口已被用于在人際群體互動中收集第一人稱視角，然后根據所得數據對量化的見解進行人類專業評估(圖1)。機器學習算法已被應用于人類觀察和感知計算，以驗證參與技術并計劃最佳對策[6]。由此產生的人機交互模型表明，有機會開發一個適合隨時隨地執行的非本地化和異步社會支持系統，由于系統自主性的增長，人類評估的時間預計會減少。

摘要

國防人員是被選中并接受訓練以在壓力下工作的眾多職業之一。在以信息過載、不確定性和時間壓力下的復雜決策為特征的未來操作環境中，對優化認知性能的重視程度將不斷提高。認知被廣泛認為是身體和精神表現的關鍵驅動力，然而，支持最佳表現的認知功能的核心要素、它們的機制和它們的可修改范圍卻缺乏清晰的認識。具體來說，人們對高壓力環境下認知能力的生物決定因素了解有限。

了解認知功能的基因組結構和分子機制對于更好地理解個人在認知挑戰任務中的表現至關重要。目前的認知評估工具是為適應表現數據而開發的，與潛在的生物學無關。雖然這些標準化的測試對做出關于能力的決定是有用的，但它們并不能說明潛在的生物表型，因此對設計基于生物的干預措施的幫助有限。我們的項目正在建立一個以生物學為基礎的認知測量框架，這將使以表現為重點的認知評估系統更加連貫，并為監測和干預方案的制定提供一個更加系統和有針對性的方法。

通過全基因組關聯（GWAS）方法研究的一般認知能力（g）的遺傳組成，由于表型定義和測量的巨大差異，仍然沒有結論。如果考慮到g的子成分和認知功能的非g維度，如執行功能，問題就更大了。為了增進我們對認知功能的遺傳結構的理解，需要對表型的定義和測量進行徹底的改進。為此，我們選擇將重點放在認知測試數據中最小的可測量成分上，并研究其遺傳關聯。30年前提出的這一解決方案（Atchley and Hall 1991）并不可行，原因是：（1）對多種認知能力在遺傳上的可分離性缺乏了解；（2）認知的高度多基因性，促使認知基因組學研究需要大量的樣本量（數十萬）。我們以前的研究開始解決這些限制，證明了G與特定認知能力（如執行功能）的遺傳分離性（Ciobanu等人，2021）。我們目前的研究通過研究世界上最大的數據集（英國生物銀行）的遺傳和認知評估數據，完善了認知功能的核心維度，該數據集有超過50萬名參與者。首先，我們將通過應用多變量混合模型GWAS方法，確定與基本認知單元相關的遺傳變異。第二，對于這些變量中的每一個，我們將比較整個基因組的關聯模式。第三，我們將研究特定測試的遺傳變異如何結合起來代表更廣泛的認知結構以及這些更廣泛的結構是如何相互關聯的。這些關聯將共同形成我們的認知功能的基因組信息模型，這反過來將為認知評估的設計和應用提供信息，這些評估是根據選拔、訓練和操作支持應用的明顯不同要求而定制的。

引言

1.1 情報和認知過程的評估

1.1.1 智力的性質

對于認知能力和智力的研究，有兩種不同的方法。一種是專注于人口中單一智力結構的個體差異。另一種是適用于臨床神經心理學的更詳細的多層次、多成分的模型，并且可能更容易轉化為底層的生物分析。

考慮到第一種方法，許多當代的研究可以追溯到查爾斯-斯皮爾曼（Charles Spearman）（1904）的工作，以及根據他對各種認知任務之間正相關的觀察，發現了一般智力因素 "g"[1]。斯皮爾曼使用因子分析的統計方法，聲稱 "g "是一個單一的基本智力因素，它可以解釋各種可觀察到的能力的個體差異。從統計學上看，"g "是一個單一的因素/組成部分，它解釋了智商測試中約40%的表現差異。從心理測量學的角度來看，"g "可以捕捉到一個人在任何數量的認知任務中的表現。在心理學上，"g "被解釋為類似于 "能量 "或 "功率 "的東西，是整個大腦皮層表現的一個函數。最近，A.詹森（1923-2012）和H.艾森克（1916-1997）的工作將 "g "與心理速度聯系在一起，通過檢查時間和選擇反應時間的測量來體現。關于人類智力是否存在一個單一的可量化的因素，仍然存在激烈的爭論。

摘要

認知-運動干擾指的是當認知任務和身體任務同時執行時(雙任務)與單獨執行時(單任務)相比，認知或身體表現的下降。本研究旨在探討兩種認知運動干擾測驗在軍事環境下的效度和測驗靜息信度。24名士兵、軍官和學員參加了四次實驗訪問(測試:訪問1和訪問2;在第1次和第3次來訪時，他們進行了10分鐘負重行走、10分鐘精神運動警戒任務(PVT)以及兩項任務的合并(雙任務1);5分鐘的測試，5分鐘的單詞回憶任務，以及在Visit 2和Visit 4同時進行的兩項任務(雙任務2)。在訪視1和3時測量步長、步頻、反應時間和失誤數;在來訪2和4時測量跑步距離和回憶單詞數量。與單任務條件相比，雙任務條件下負重行走的步長更短(t(21) = -0.721, p < 0.001)，步頻更高(Z = -3.523, p < 0.001)。pvt的平均反應時間(t(21) = 0.856, p = 0.402)和失憶次數(Z = -0.721, p = 0.479)均無顯著性差異，跑步距離(t(21) = 5.600, p < 0.001)和記憶單詞數(t(21) = 3.227均有顯著性差異。P = 0.004)。在單任務和雙任務條件下，所有認知和物理變量的信度均表現為良好到優秀，但失誤次數在兩種條件下均表現為低信度。總之，本研究結果表明，跑步+單詞回憶任務測試是一種有效、可靠的雙任務測試，可用于評估軍事環境下的認知運動干擾。進一步提高Marching + PVT試驗的效度和信度仍需進一步研究。

介紹

認知-運動干擾是指當認知任務和身體任務同時執行時(雙任務)與單獨執行時(單任務)相比，認知表現和/或身體表現的下降[1]。大量研究調查了行走時的認知-運動干擾，顯示在雙任務條件下，步態表現明顯受損[2]和更高的認知負荷[3]。然而，對其他體力活動的研究較少，如跑步[4-7]、游泳和爬山。在軍事環境中，同時執行一項以上任務的能力(即多任務處理能力)是至關重要的。然而，由于多任務比單一任務帶來的更高的工作量，錯誤和其他性能損害往往是不可避免的，即使是最專業的人。

不同的策略被提出來提高軍事人員[10]的多任務性能。然而，多任務性能的客觀評估在軍事環境中并不常用。一組康復科學家通過開發軍事多任務性能評估(AMMP)進行了嘗試。AMMP是一個臨床雙任務和多任務的電池，旨在評估受輕度創傷性腦損傷[12]影響的軍事人群的重返任務需求。一些研究也對腦震蕩和輕度創傷性腦損傷后的認知干擾對步態穩定性的影響進行了研究[13-15]，最近，一個旨在評估體力工作時的精神工作量的多模態數據庫[16]被描述。然而，在健康士兵和其他軍事人員中開發有效和可靠的認知運動干擾測試還需要更多的工作。在此，我們描述了一項研究，旨在調查兩項認知運動干擾測試的效度和測試重測信度的士兵，軍官和學員無腦損傷。

摘要

未來的不確定性、復雜的軍事系統的相互依賴性和裝備軍隊的昂貴的公共投資，使國防投資優先次序（DIP）成為任何國家最難做出的決定之一。它們的難度和重要性促使SAS-134號文件對文獻進行調查并制定指導，以幫助各國做出最有可能實現預期國家成果的DIP決策。在文獻的基礎上，我們編制了一份關于國家DIP實踐的105項調查問卷，涉及投資規劃的時間框架和過程、投資目標和偏好的發展、用于分析的運籌學（OR）方法、成本類別和資源限制的處理、以及投資互動和風險的處理。根據13個國家的答復，該調查發現運籌學方法的使用是有限的，而且方法也有很大差異。大多數國家認為資金是一個堅實的制約因素，一些國家建立了運營預算模型，但沒有其他成本類別。DIP設計的多樣性表明，程序性指導不如指導性原則有用，我們從文獻中提供了決策質量結構，以便各國在認識到需要時評估和推進自己的決策過程。

引言

SAS-134研究任務組"將戰略投資和撤資與國防成果聯系起來 "的啟動是為了從文獻和對當前國際慣例的調查中確定在計劃投資組合（PIP）中確定國防投資優先次序的最佳做法的實質性指導。對一些相關文獻的調查為制定和解釋國家間國防投資優先次序（DIP）的做法提供了依據。在第2.0節中，我們介紹了最相關的文獻和相應的見解，然后介紹我們解釋調查結果的結構。在第3.0節中，我們描述了調查的發展和執行，并在第4.1-4.6節中總結了調查結果，然后在第5.0節中簡要總結。

摘要

北約正在進行一項名為聯邦任務網絡（FMN）的重大舉措，旨在在北約成員國和伙伴國家之間建立一個共同的技術和培訓基礎，以便在聯盟行動需要時，他們的部隊能夠對關鍵信息系統進行互操作。FMN不是網絡；它是一套互操作的標準和實踐。作者正在領導MSG-193專家團隊的工作，該團隊一直致力于支持在FMN中納入適當的建模和仿真 (M&S) 標準和實踐。本文總結了FMN規范是如何制定的，包括MSG-193作為“M&S辛迪加”在過程中的作用。然后，該論文強調了NMSG的科學技術與FMN支持的軍事行動之間的文化差距，以及如何有效彌合這種差距。FMN開發的第5和第6螺旋（階段）將是建模和仿真的主要重點，包括任務演練、培訓和決策支持。本文最后總結了當前針對這些螺旋的建議中的M&S技術。

摘要

成功完成地下作業需要高度專業化的能力和由最新工具輔助的準確規劃。奧地利軍事學院的NIKE研究小組旨在為這些非常特殊的作戰環境提供決策、規劃和培訓。3D模型、平面圖、地圖或激光掃描等異構數據源的快速數據集成和可視化，以及從地下結構內部的傳感器和攝像頭收集的操作員信息，提供了虛擬進入通常看不見的裝置的可能性。BORIS（基于瀏覽器的空間定向）初始HTML模型、地下作業任務工具 (SOMT) 或快速隧道建模工具 (FTMT) 等專用工具通過創建虛擬的地下任務區域來提高快速可視化。在擴展現實 (XR) 應用程序中，改進的空間理解顯著改善了決策，并支持同步任務規劃和執行。由于地下服務結構的運營商和行動部隊之間的密切合作和信息交流是成功的先決條件，所有相關因素和行動者的整合將大大增加全面合作。該項目通過在真正全面的通用作戰圖中顯示相關信息來增強通用視角，從而實現更準確和精確的行動，減少自身損失和附帶損害。

本報告描述了北約第一個多領域小組IST-173所取得的成果。與會者包括來自不同小組和團體的科學家，以及來自北約機構和軍事利益攸關方、學術界和工業界的科學家，這為AI和軍事決策大數據這一主題創造了第一個利益共同體。該團隊在實踐中證明了一種新的STO方法的可行性，即任務導向研究，以激發公開對話、自我形成的研究合作和跨小組活動。此外，該方法還有助于為人工智能和軍事決策大數據這兩個主要能力領域聯合開發北約首個科技路線圖，以應對北約在這些領域面臨的作戰挑戰。由于新的組織(軍事利益相關者積極參與的多領域團隊)和這種創新方法的應用，確定了一些經驗教訓，應該支持軍事決策AI和大數據的進一步操作。