近日,美國伊利諾伊州西北大學的研究人員宣布開發了一副小鼠專用的 VR 頭顯,可以允許齧齒動物進入各種場景,從迷宮導航到體驗捕食者的威脅。
研究人員表示,雖然 VR 技術已在小鼠實驗中應用多年,但通常涉及把動物放在一個顯示數字場景的大螢幕前的跑步機上,並將它們的頭部固定在適當的位置,以便研究它們的大腦。
這項研究的合著者、 美國伊利諾伊州西北大學的 Daniel Dombeck 教授表示,傳統的方法存在缺點,因為小鼠在跑步機上行走,仍然可以看到靜態的實驗室環境和設備。他說道:「我們認為這降低了小鼠對虛擬世界的沉浸感。此外,大螢幕無法提供深度資訊,小鼠看到的只是和我們看電視時一樣的平面場景。」
相比之下,這種專門設計的裝置在小鼠頭部兩側的支架安裝一對透鏡和螢幕,為每隻眼睛提供 180 度的視野。同樣,小鼠的頭部被固定在適當的位置,它可以利用跑步機在虛擬環境中導航。
Dombeck 指出:「我們在這篇論文中描述的頭顯系統原型有點太大,不適合小鼠隨身攜帶,但我們計劃將來製造更小的版本,讓小鼠可以隨身攜帶。」
團隊表示,這種新方法不僅能讓小鼠看到 3D 虛擬環境,消除實驗室的視覺線索,而且還提供了一種從上方呈現虛擬圖像的方法,例如一隻盤旋的鷹。
Dombeck 表示:「在真實環境中的這種刺激會導致小鼠僵住或逃離,反應它們在野外遭受掠食性鳥類攻擊時的生存狀態。」
該實驗表明,小鼠在 VR 頭顯系統中也會做出同樣的反應。當小鼠僵住時,它們大腦中參與導航的神經元的活動表明它們在一個不同的位置。
Dombeck 表示:「這就好像他們在考慮他們更願意呆在哪裡,例如前方一個安全、有遮擋的地方。這樣的結果可能有助於解釋大腦中想像力是如何產生的。」
研究團隊還在努力識別小鼠在迷宮導航時參與形成記憶的神經元,以及它們之間的哪些連接被修改以形成記憶,以及如何形成記憶。
Dombeck 指出:「回答這些問題將幫助我們理解大腦是如何知道我們在周圍世界中的位置、我們是如何形成這些經歷的記憶,以及最終這些記憶是如何在神經退行性疾病中退化的。」