据澳大利亚每日航天网站2020年2月26日报道，去火星旅行并不容易，在启程之前需要解决很多问题。其中一个有趣的问题就是如何监测航天员。当然，要监测心率和血压不难，难的是如何监测他们的心理。

近日，维多利亚大学理论与应用神经科学实验室在夏威夷航天探索模拟项目的火星居住舱（Hab）参加模拟任务，期间开展了七天的试验，利用移动式脑电图仪（EEG）测量脑电波，从感知、注意、记忆、学习和决策5个方面成功监测大脑认知功能，此外还能观察压力、沮丧和认知疲劳引起的大脑功能疲劳，旨在解决上述现实问题——发展实时监测大脑健康和绩效的能力。

在HI-SEAS火星任务中，研究目标是追踪认知疲劳。人体发生生理疲劳时会感觉肌肉酸痛，缺乏活力。认知疲劳则是精神上的疲劳：大脑在感到疲劳后，开始出现神经功能疲劳。如果出现认知疲劳，大脑活跃性降低，就会犯更多的错误。认知疲劳相关的问题很简单，难点在于如何监测。

现行方法是以自行上报的方式监测认知疲劳，但这种做法不够理想。在某些情况下，如果被问起当前的认知疲劳状况，回答者可能根本意识不到疲劳的存在。研究人员使用移动EEG技术开发了基于大脑的测试，全方位评估大脑健康和绩效。测试依靠事件相关的大脑潜能（ERP），ERP是大脑对发生事件的回应。为了研究大脑的ERP，安排受试者玩电子游戏，与此同时，通过移动EEG监测受试者大脑对游戏中发生事件的反应。为了清晰观察到大脑功能，对压力、沮丧、认知疲劳和一系列其他神经状态做出量化处理，将这些ERP结合在算法中。

为了测试此算法能否奏效，研究团队在HI-SEAS栖息地开展了为期7天的模拟火星任务。HI-SEAS参与者们都认真对待这次模拟任务：离开栖息地前必须穿好航天服，利用背包式生保系统将氧气输送至头盔内，只食用冻干食品。为了模拟现实中火星与地球间通信延迟情况，把与外界通信延后了20分钟。虽然每天都需要运动2小时以上，但一周的淋浴时间总时长仅为8分钟。

为了让模拟任务更真实，每日安排也尽可能与火星生活相似。每日早晨从早餐开始，饭后乘员召开会议回顾每日设定目标。每日活动取决于是否需要开展舱外活动（EVA）或在Hab内执行任务。在EVA中，团队勘测了周围地质，尤其是Hab周围熔岩管的地质情况。如果待在Hab内，需要运动、做饭、负责研究项目工作。每天以任务报告收尾，介绍当日完成工作和明日计划工作。在例行工作间隙，还会测试大脑健康和绩效评定。该项目中，研究人员采用了“冥想”（Muse）移动EEG头戴，这是一款商用EEG头戴。在火星项目开始前，比较了Muse和医疗研究等级的EEG系统，结果显示，Muse足以测量出高质量EEG信号。

研究团队在火星栖息地模拟研究项目取得圆满成功——实现认知疲劳级别监测。见证了一天（16小时工作日）中认知疲劳指数的逐渐上升。尽管在Hab内只开展一周实验期间，团队也观察到了7天内认知疲劳指数呈上升趋势。

综合利用移动EEG技术、PEER和项目团队开发的算法，研究人员能够在5分钟内完成航天员的大脑健康和绩效测试。还发现了此项技术的其他应用：如可以测量运动中的冲击，监测工业和医疗环境中的认知疲劳，据此预测运动员绩效，最新用途还包括追踪阿尔兹海默症和痴呆患者的轻度认知障碍效果。（蔡琴）