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美軍黑科技:士兵戴上特制耳機變身特種兵
2017-04-17

特種兵和特種作戰的話題,歷來是軍迷關注的焦點。在我們的印象中,特種兵的訓練極為艱苦,往往被冠以“魔鬼訓練”、“死亡訓練”等形容詞。在很多描述特種兵訓練的報道中,士兵在訓練中受傷更是家常便飯。不過我們也需要意識到,特種兵的訓練,一方面是訓練強度大,另一方面也需要科學,需要輔助一些高技術手段。在這方面,美軍特種部隊訓練就是典型的例子。最近,美國特種部隊訓練又有了一種黑科技,只要戴上一副耳機,就能大幅度增加特種兵的戰場表現。這是怎么回事呢?

 

功效大

士兵高度注意力從20分鐘提升到20小時

在今年的一次華盛頓會議上,美國海軍特種作戰指揮官向軍工界提出了一項新要求,要求他們開發出一種能夠增強海豹特種部隊精神和體力表現的“認知增強技術”。美軍想用這種技術來增強士兵在戰場上執行任務的能力,特別是挽救特種兵的生命。因為日常訓練無論多艱苦,也和實戰不一樣。在訓練中表現優異,未必在實戰中能夠保持最佳的精神和體力狀態,而這將可能影響特種兵在戰場上的傷亡。

“認知增強技術”涵蓋面很廣,包括以藥物輔助治療,但是與會的美軍少將提姆非常重視的是一種“透顱腦部電子刺激”技術。他透露,在一次實驗中美軍特種部隊測試人員在沒有使用“透顱腦部電子刺激”時,高度注意力只能保持20分鐘左右,而應用該技術后,注意力能夠維持20小時之久。

早在2016年卡特擔任美國國防部長期間,就組建了國防創新小組,其中就把“透顱腦部電子刺激”作為關鍵技術之一。從那時開始,美國好幾個海豹特種部隊小組就開始測試這項新技術。一些來自特種部隊的志愿者和國防創新小組的人員組成團隊,來評估“透顱腦部電子刺激”的有效性。美軍沒有公布這項實驗的詳細數據,也沒有透露有多少特種部隊士兵參與實驗,但卻表示實驗的效果“非常好”。

如何用

和頭戴式耳機差不多原本為運動員競技準備

制造“透顱腦部電子刺激”裝置的,是一家2013年成立的叫作“光暈神經科學”的公司。這種“透顱腦部電子刺激”技術聽起來復雜,但使用時,和頭戴式耳機差不多。這種耳機本來是為運動員競技而準備的,主要是刺激腦部神經進入“超彈性狀態”,從而提升運動能力。使用這種裝置,能夠讓運動員在跳躍和突然奔跑的時候表現出更強的爆發力。例如美國滑雪協會公布的數據顯示,在使用“光暈神經科學”公司的“神奇耳機”之后,運動員起跳力增加了13%,跳躍的順滑度改善了11%。

這種耳機的售價高達745美元,使用前需要充電。耳機使用時需要在手機上安裝專門的APP。當然這種耳機是可以聽音樂的,充電是為了給耳機中的電磁線圈充能,和聽音樂無關。一旦電池耗盡,這就成了一副普通的耳機。

目前在“光暈神經科學”公司的網站上,已經有多位美國專業運動員稱使用這種新型耳機的效果很好。其中包括多位美式橄欖球運動員、美國奧運現代五項運動員、奧運跨欄運動員、短跑運動員、自行車運動員等。

需要特別指出的是,為美軍提供測試裝備的“光暈神經科學”公司,是一位華裔建立的。他叫丹尼爾·趙,具體出生地沒有透露,只是有報道稱他在斯坦福大學上學,先后獲得生物化學學士、神經科學博士和醫學博士。他在畢業后,在麥肯錫擔任醫療器材發展顧問,對于“透顱腦部電子刺激”的臨床應用有很深的研究。后來丹尼爾·趙和一個美國神經科學專家籌資建立了“光暈神經科學”公司。

技術控

“透顱腦部電子刺激”是啥玩意

現在我們得初步解釋一下“透顱腦部電子刺激”技術。這種技術主要是通過刺激線圈產生的電磁場,來刺激腦部的運動皮層、視皮層、軀體感覺皮層和前額葉皮層這四個腦區。

這類裝置包括兩個主要部分:作為能源、儲存電荷的電容器和用于傳遞能量、位于刺激線圈中的感應器。電容器可以儲存高電流的電荷,在極短時間內感應線圈可以釋放出大量電荷產生磁場,磁力線可以用非侵入的方式以很小的阻力穿過頭皮、顱骨和腦組織,并在腦內產生反向感生電流。皮層內的電流可以激活大的錐體神經元,并引起軸突內的微觀變化,并進一步引起生理和功能的變化。

這種刺激模式總共有三種:單脈沖刺激、雙脈沖刺激和重復性脈沖刺激。過去,這種技術用于治療帕金森病、癲癇和中風,例如“光暈神經科學”公司的創始人就長期進行該技術對癲癇病的治療。后來臨床技術的發展極大地促進了醫學領域對皮層興奮性、感覺運動相互作用、知覺機制和一些腦內效應的了解,因此逐步從治病擴展到改善人的腦部表現。一些研究顯示了“透顱腦部電子刺激”的效果,例如在運動皮層10 Hz的刺激可以增強運動相關的外顯性學習。這就是美軍特種部隊應用“透顱腦部電子刺激”技術的由來。

在美軍特種部隊的測試中,研究人員發現“透顱腦部電子刺激”技術能夠顯著改善士兵的射擊準確率。此外,這種技術也能改善官兵的其他運動技能,而且訓練強度越大,技術裝置改善提升的幅度就越大。美軍認為這種能夠改善運動員比賽能力的裝置,同樣能夠適用于特種作戰士兵的訓練。

大盤點

軍中的那些“大力丸”“興奮劑”

軍事行動對人類的體能和意志力提出了極高的要求,因此也催生出了各種藥物和功能性食品。例如對于飛行員來說,一些長距離空中飛行可能要持續24小時,甚至有時高達40小時。那么在不能正常吃飯的同時,還會進一步加重嗜睡感。因此,就要使用藥物來維持飛行員的清醒狀態。有人說這就是興奮劑,其實并不準確,因為這類藥物在保持清醒狀態的同時,還要保持飛行員的認知能力和情緒的平穩。一般來說這類藥物是右旋苯丙胺,更好的是莫達非尼。這類藥物研制的目標,就是在保持狀態的同時,減小副作用。

另外,在特種作戰以及其他地面作戰中,作戰環境險惡時,相對時間內對士兵的體能和爆發力要求較高,因此就需要研發功能食品。所謂功能食品,就是通過使用添加成分,調整士兵的體能和智能,迅速消除疲勞和惡劣作戰環境引起的不良影響,提高綜合作戰能力。這就是很多軍迷說的軍中“大力丸”。

以美軍為代表的外國軍隊非常重視軍用功能食品的研究,美軍的納蒂克工程中心從20世紀90年代開始對軍用功能食品進行研究,其目的在于食用功能食品后,如何為處于應激狀態下的士兵提供能使之發揮最佳效能并能迅速被機體吸收的特種營養素,從而提高作戰士兵的體能和智能。研究的方向有兩方面:一是研究功能性營養物質對提高士兵身體機能的幫助,如一些功能性氨基酸、多糖、膳食纖維等;二是研究皂苷、黃酮類等對提高士兵機能的幫助。

目前,美軍裝備部隊的軍用功能食品是固體飲料和能量棒,可以提高單兵決策能力、縮短對環境適應的時間,提高戰斗力20%以上。其中固體飲料含有12%的碳水化合物,由麥芽糊精、葡萄果糖等組成,飲用后,士兵可以直接獲取葡萄糖或由低聚糖快速代謝生成的葡萄糖,使血液中的葡萄糖保持一定水平,并盡可能保持體內的肌糖原和肝糖原水平,從而快速消除疲勞。

其實除了恢復體力,還有一些功能性食品具有其他功效,例如抗缺氧、抗低溫、抗高溫等。

跑前沿

神奇耳機背后的大腦戰爭

和我們上面說的藥物、食物不同,“透顱腦部電子刺激”技術本質上是“軍事認知神經科學”的一部分,是當前最活躍的焦點前沿學科。

大腦才是人的活動中心。而對于軍人來說,單純研究肌肉和體能,遠不如研究大腦來的意義大。

最新的“軍事認知神經科學”發現,傳統的軍事訓練方式是認知理解、行為強化,最后形成牢固的神經連接,如走正步、射擊等。但隨著計算機、無創腦刺激技術和神經科學的飛速發展,科學家發現,可以根據已有研究獲得的某一軍事行為形成的神經回路為基礎,先刺激大腦的某一區域,使特定軍事行為的神經回路形成,再實施行為強化和認知提升的軍事神經認知訓練方法。而且科學家展望未來的技術,不僅可以利用軍人清醒時對其進行軍事教學和訓練,在睡眠狀態下依然可以實現。

美軍還發現,對額顳區的刺激,可以使士兵在繪畫、數學、校對等方面達到專家水平,可用于軍事諜報人員的培訓。隨著各種腦刺激的作用機制的進一步理清,腦部刺激控制調節越來越精確,必將可以廣泛應用在軍事訓練和軍事作業中,特別是能在特殊的作戰環境、執行特殊任務時激發相關認知功能的巨大潛力,提高士兵的作戰能力。

美軍甚至設想利用“軍事認知神經科學”技術的發展,使新兵迅速轉變成特種優秀戰士,讓有豐富戰斗經驗的優秀老兵將自己的“戰斗第六感覺”快速傳輸給新兵。2003年,美國南加州大學開始研制神經芯片,這種芯片可以擴大人的記憶容量,甚至可能促進個體的一般智能。該神經芯片技術的發展還使士兵大腦直接鏈接到軍事武器的操縱系統成為可能。在未來戰場上,士兵可以通過大腦直接操縱武器。士兵大腦神經系統層面的武器操縱系統,可以比其他任何系統更為快捷、精確,因為在人意識到注意目標之前,大腦早就完成了對目標的圖像處理。

有爭議

可能引發癲癇和其他病癥

美軍認為這種裝置能有效提升訓練效率,能夠使特種部隊士兵長時期保持高水平的體能標準,同時避免受傷,是一種“讓訓練更聰明”的裝置。盡管美軍知道這種裝置原來是用于運動員,但仍然對美軍特種部隊士兵使用后的效果驚嘆不已。“光暈神經科學”的公司則透露,美軍參加測試的特種部隊展示多達數十人。

當然,這種技術是存在爭議的。例如有專家認為長期使用這種技術存在副作用,有可能引發癲癇和其他病癥,從前確實沒有這樣的例證,但不代表未來就沒有。有人則認為沒有關系,因為已經有很多運動員在使用該技術。不過“光暈神經科學”的公司的老總卻認為還是需要進一步謹慎研究,因為運動員只是在賽場上用,而特種士兵則是在生死攸關的戰場。

其實在軍隊中,改進體能和提升精力的藥物一直存在,此前應用于戰斗機飛行員,這類藥物包括莫達非尼和安非他明等。但是在醫學領域,這類藥物一般不認為是“體力增強”藥物,因為具有副作用。在醫生看來,如果不是在治病,就沒有必要吃這種藥來承受副作用。但是在戰場,生死就在一線之間,因此這種藥物被認為也是可以接受的。而在特種作戰領域,士兵對“增強體能”的要求就更迫切。

“透顱腦部電子刺激”技術的出現,相對傳統的藥物提升,提供了另一條道路。但需要進行更大規模的測試,掌握更多的樣本和數據。美軍應用類似新技術的舉動,應該引起重視,及早進行相關研究

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