刺激大腦的某一區(qū)域，形成特定軍事行為的神經(jīng)回路

這名女子戴的就是“光暈神經(jīng)科學(xué)”公司研發(fā)的“透顱腦部電子刺激”裝置

原標(biāo)題：美軍又出黑科技從士兵到特種兵只差一副耳機(jī)的距離

特種兵和特種作戰(zhàn)的話題,，歷來是軍迷關(guān)注的焦點(diǎn),。在我們的印象中，特種兵的訓(xùn)練極為艱苦,，往往被冠以“魔鬼訓(xùn)練”,、“死亡訓(xùn)練”等形容詞。在很多描述特種兵訓(xùn)練的報(bào)道中,，士兵在訓(xùn)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(xùn)練,，一方面是訓(xùn)練強(qiáng)度大,，另一方面也需要科學(xué),，需要輔助一些高技術(shù)手段。在這方面,，美軍特種部隊(duì)訓(xùn)練就是典型的例子,。最近，美國特種部隊(duì)訓(xùn)練又有了一種黑科技,，只要戴上一副耳機(jī),，就能大幅度增加特種兵的戰(zhàn)場表現(xiàn)。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(shí)

在今年的一次華盛頓會議上,，美國海軍特種作戰(zhàn)指揮官向軍工界提出了一項(xiàng)新要求，要求他們開發(fā)出一種能夠增強(qiáng)海豹特種部隊(duì)精神和體力表現(xiàn)的“認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)”,。美軍想用這種技術(shù)來增強(qiáng)士兵在戰(zhàn)場上執(zhí)行任務(wù)的能力,，特別是挽救特種兵的生命。因?yàn)槿粘Ｓ?xùn)練無論多艱苦,，也和實(shí)戰(zhàn)不一樣,。在訓(xùn)練中表現(xiàn)優(yōu)異，未必在實(shí)戰(zhàn)中能夠保持最佳的精神和體力狀態(tài),，而這將可能影響特種兵在戰(zhàn)場上的傷亡,。

“認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)”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(shù),。他透露，在一次實(shí)驗(yàn)中美軍特種部隊(duì)測試人員在沒有使用“透顱腦部電子刺激”時(shí),，高度注意力只能保持20分鐘左右,，而應(yīng)用該技術(shù)后，注意力能夠維持20小時(shí)之久,。

早在2016年卡特?fù)?dān)任美國國防部長期間,，就組建了國防創(chuàng)新小組，其中就把“透顱腦部電子刺激”作為關(guān)鍵技術(shù)之一,。從那時(shí)開始,，美國好幾個(gè)海豹特種部隊(duì)小組就開始測試這項(xiàng)新技術(shù)。一些來自特種部隊(duì)的志愿者和國防創(chuàng)新小組的人員組成團(tuán)隊(duì),，來評估“透顱腦部電子刺激”的有效性,。美軍沒有公布這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，也沒有透露有多少特種部隊(duì)士兵參與實(shí)驗(yàn),，但卻表示實(shí)驗(yàn)的效果“非常好”,。

如何用

和頭戴式耳機(jī)差不多原本為運(yùn)動員競技準(zhǔn)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(jīng)科學(xué)”的公司。這種“透顱腦部電子刺激”技術(shù)聽起來復(fù)雜,，但使用時(shí),，和頭戴式耳機(jī)差不多。這種耳機(jī)本來是為運(yùn)動員競技而準(zhǔn)備的,，主要是刺激腦部神經(jīng)進(jìn)入“超彈性狀態(tài)”,，從而提升運(yùn)動能力。使用這種裝置,，能夠讓運(yùn)動員在跳躍和突然奔跑的時(shí)候表現(xiàn)出更強(qiáng)的爆發(fā)力,。例如美國滑雪協(xié)會公布的數(shù)據(jù)顯示，在使用“光暈神經(jīng)科學(xué)”公司的“神奇耳機(jī)”之后,，運(yùn)動員起跳力增加了13%,，跳躍的順滑度改善了11%。

這種耳機(jī)的售價(jià)高達(dá)745美元,，使用前需要充電,。耳機(jī)使用時(shí)需要在手機(jī)上安裝專門的APP。當(dāng)然這種耳機(jī)是可以聽音樂的,，充電是為了給耳機(jī)中的電磁線圈充能,，和聽音樂無關(guān)。一旦電池耗盡,，這就成了一副普通的耳機(jī),。

目前在“光暈神經(jīng)科學(xué)”公司的網(wǎng)站上，已經(jīng)有多位美國專業(yè)運(yùn)動員稱使用這種新型耳機(jī)的效果很好,。其中包括多位美式橄欖球運(yùn)動員,、美國奧運(yùn)現(xiàn)代五項(xiàng)運(yùn)動員、奧運(yùn)跨欄運(yùn)動員,、短跑運(yùn)動員,、自行車運(yùn)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(jīng)科學(xué)”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(bào)道稱他在斯坦福大學(xué)上學(xué),，先后獲得生物化學(xué)學(xué)士,、神經(jīng)科學(xué)博士和醫(yī)學(xué)博士。他在畢業(yè)后,，在麥肯錫擔(dān)任醫(yī)療器材發(fā)展顧問,，對于“透顱腦部電子刺激”的臨床應(yīng)用有很深的研究。后來丹尼爾·趙和一個(gè)美國神經(jīng)科學(xué)專家籌資建立了“光暈神經(jīng)科學(xué)”公司。

技術(shù)控

“透顱腦部電子刺激”是啥玩意

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

這類裝置包括兩個(gè)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(yīng)器,。電容器可以儲存高電流的電荷，在極短時(shí)間內(nèi)感應(yīng)線圈可以釋放出大量電荷產(chǎn)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(nèi)產(chǎn)生反向感生電流,。皮層內(nèi)的電流可以激活大的錐體神經(jīng)元,，并引起軸突內(nèi)的微觀變化，并進(jìn)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(fù)性脈沖刺激。過去,，這種技術(shù)用于治療帕金森病,、癲癇和中風(fēng)，例如“光暈神經(jīng)科學(xué)”公司的創(chuàng)始人就長期進(jìn)行該技術(shù)對癲癇病的治療,。后來臨床技術(shù)的發(fā)展極大地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)ζ优d奮性,、感覺運(yùn)動相互作用、知覺機(jī)制和一些腦內(nèi)效應(yīng)的了解,，因此逐步從治病擴(kuò)展到改善人的腦部表現(xiàn),。一些研究顯示了“透顱腦部電子刺激”的效果，例如在運(yùn)動皮層10 Hz的刺激可以增強(qiáng)運(yùn)動相關(guān)的外顯性學(xué)習(xí),。這就是美軍特種部隊(duì)?wèi)?yīng)用“透顱腦部電子刺激”技術(shù)的由來,。

在美軍特種部隊(duì)的測試中，研究人員發(fā)現(xiàn)“透顱腦部電子刺激”技術(shù)能夠顯著改善士兵的射擊準(zhǔn)確率,。此外,，這種技術(shù)也能改善官兵的其他運(yùn)動技能，而且訓(xùn)練強(qiáng)度越大,，技術(shù)裝置改善提升的幅度就越大,。美軍認(rèn)為這種能夠改善運(yùn)動員比賽能力的裝置，同樣能夠適用于特種作戰(zhàn)士兵的訓(xùn)練,。

大盤點(diǎn)

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(xù)24小時(shí),，甚至有時(shí)高達(dá)40小時(shí),。那么在不能正常吃飯的同時(shí)，還會進(jìn)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(tài)。有人說這就是興奮劑,，其實(shí)并不準(zhǔn)確,，因?yàn)檫@類藥物在保持清醒狀態(tài)的同時(shí)，還要保持飛行員的認(rèn)知能力和情緒的平穩(wěn),。一般來說這類藥物是右旋苯丙胺,，更好的是莫達(dá)非尼,。這類藥物研制的目標(biāo),，就是在保持狀態(tài)的同時(shí)，減小副作用,。

另外,，在特種作戰(zhàn)以及其他地面作戰(zhàn)中，作戰(zhàn)環(huán)境險(xiǎn)惡時(shí),，相對時(shí)間內(nèi)對士兵的體能和爆發(fā)力要求較高,，因此就需要研發(fā)功能食品。所謂功能食品,，就是通過使用添加成分,，調(diào)整士兵的體能和智能，迅速消除疲勞和惡劣作戰(zhàn)環(huán)境引起的不良影響,，提高綜合作戰(zhàn)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(duì)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(jì)90年代開始對軍用功能食品進(jìn)行研究,，其目的在于食用功能食品后，如何為處于應(yīng)激狀態(tài)下的士兵提供能使之發(fā)揮最佳效能并能迅速被機(jī)體吸收的特種營養(yǎng)素,，從而提高作戰(zhàn)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(yǎng)物質(zhì)對提高士兵身體機(jī)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(jī)能的幫助,。

目前，美軍裝備部隊(duì)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(huán)境適應(yīng)的時(shí)間,，提高戰(zhàn)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(nèi)的肌糖原和肝糖原水平,，從而快速消除疲勞。

其實(shí)除了恢復(fù)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(jī)背后的大腦戰(zhàn)爭

和我們上面說的藥物、食物不同,，“透顱腦部電子刺激”技術(shù)本質(zhì)上是“軍事認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)”的一部分，是當(dāng)前最活躍的焦點(diǎn)前沿學(xué)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(yuǎn)不如研究大腦來的意義大,。

最新的“軍事認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)”發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的軍事訓(xùn)練方式是認(rèn)知理解,、行為強(qiáng)化,，最后形成牢固的神經(jīng)連接，如走正步,、射擊等,。但隨著計(jì)算機(jī),、無創(chuàng)腦刺激技術(shù)和神經(jīng)科學(xué)的飛速發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，可以根據(jù)已有研究獲得的某一軍事行為形成的神經(jīng)回路為基礎(chǔ),，先刺激大腦的某一區(qū)域，使特定軍事行為的神經(jīng)回路形成,，再實(shí)施行為強(qiáng)化和認(rèn)知提升的軍事神經(jīng)認(rèn)知訓(xùn)練方法,。而且科學(xué)家展望未來的技術(shù)，不僅可以利用軍人清醒時(shí)對其進(jìn)行軍事教學(xué)和訓(xùn)練,，在睡眠狀態(tài)下依然可以實(shí)現(xiàn),。

美軍還發(fā)現(xiàn)，對額顳區(qū)的刺激,，可以使士兵在繪畫,、數(shù)學(xué)、校對等方面達(dá)到專家水平,，可用于軍事諜報(bào)人員的培訓(xùn),。隨著各種腦刺激的作用機(jī)制的進(jìn)一步理清，腦部刺激控制調(diào)節(jié)越來越精確,，必將可以廣泛應(yīng)用在軍事訓(xùn)練和軍事作業(yè)中,，特別是能在特殊的作戰(zhàn)環(huán)境、執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí)激發(fā)相關(guān)認(rèn)知功能的巨大潛力,，提高士兵的作戰(zhàn)能力,。

美軍甚至設(shè)想利用“軍事認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)”技術(shù)的發(fā)展，使新兵迅速轉(zhuǎn)變成特種優(yōu)秀戰(zhàn)士,，讓有豐富戰(zhàn)斗經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀老兵將自己的“戰(zhàn)斗第六感覺”快速傳輸給新兵,。2003年，美國南加州大學(xué)開始研制神經(jīng)芯片,，這種芯片可以擴(kuò)大人的記憶容量,，甚至可能促進(jìn)個(gè)體的一般智能。該神經(jīng)芯片技術(shù)的發(fā)展還使士兵大腦直接鏈接到軍事武器的操縱系統(tǒng)成為可能,。在未來戰(zhàn)場上,，士兵可以通過大腦直接操縱武器。士兵大腦神經(jīng)系統(tǒng)層面的武器操縱系統(tǒng),，可以比其他任何系統(tǒng)更為快捷,、精確，因?yàn)樵谌艘庾R到注意目標(biāo)之前,，大腦早就完成了對目標(biāo)的圖像處理,。

有爭議

可能引發(fā)癲癇和其他病癥

美軍認(rèn)為這種裝置能有效提升訓(xùn)練效率，能夠使特種部隊(duì)士兵長時(shí)期保持高水平的體能標(biāo)準(zhǔn),，同時(shí)避免受傷,，是一種“讓訓(xùn)練更聰明”的裝置,。盡管美軍知道這種裝置原來是用于運(yùn)動員，但仍然對美軍特種部隊(duì)士兵使用后的效果驚嘆不已,?！肮鈺炆窠?jīng)科學(xué)”的公司則透露，美軍參加測試的特種部隊(duì)展示多達(dá)數(shù)十人,。

當(dāng)然，這種技術(shù)是存在爭議的,。例如有專家認(rèn)為長期使用這種技術(shù)存在副作用,，有可能引發(fā)癲癇和其他病癥，從前確實(shí)沒有這樣的例證,，但不代表未來就沒有,。有人則認(rèn)為沒有關(guān)系，因?yàn)橐呀?jīng)有很多運(yùn)動員在使用該技術(shù),。不過“光暈神經(jīng)科學(xué)”的公司的老總卻認(rèn)為還是需要進(jìn)一步謹(jǐn)慎研究,，因?yàn)檫\(yùn)動員只是在賽場上用，而特種士兵則是在生死攸關(guān)的戰(zhàn)場,。

其實(shí)在軍隊(duì)中,，改進(jìn)體能和提升精力的藥物一直存在，此前應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)飛行員,，這類藥物包括莫達(dá)非尼和安非他明等,。但是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這類藥物一般不認(rèn)為是“體力增強(qiáng)”藥物,，因?yàn)榫哂懈弊饔?。在醫(yī)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(zhàn)場，生死就在一線之間,，因此這種藥物被認(rèn)為也是可以接受的,。而在特種作戰(zhàn)領(lǐng)域，士兵對“增強(qiáng)體能”的要求就更迫切,。

“透顱腦部電子刺激”技術(shù)的出現(xiàn),，相對傳統(tǒng)的藥物提升，提供了另一條道路,。但需要進(jìn)行更大規(guī)模的測試,，掌握更多的樣本和數(shù)據(jù)。美軍應(yīng)用類似新技術(shù)的舉動,，應(yīng)該引起重視,，及早進(jìn)行相關(guān)研究,。鄭文浩