西北大學(xué)團(tuán)隊(duì)近日讓老鼠戴上微型VR,深入地研究其大腦功能和行為反應(yīng)。
這款VR讓老鼠在頭腦中進(jìn)入各種場景,以虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,對小鼠進(jìn)行視覺刺激、行為訓(xùn)練等實(shí)驗(yàn)。
過去,科學(xué)家們通常是將老鼠放在平面顯示器周圍來研究其腦內(nèi)活動(dòng),但這種方法在模擬真實(shí)環(huán)境方面存在明顯局限性,因?yàn)槠聊皇瞧矫娴?,無法傳達(dá)三維深度。此外,將屏幕安裝在小鼠頭頂上方也是一個(gè)挑戰(zhàn)。西北大學(xué)研制出的這款VR眼鏡,首次實(shí)現(xiàn)了對來自老鼠上方的威脅的模擬,并記錄了它們的大腦活動(dòng)。
該系統(tǒng)名為微型嚙齒動(dòng)物立體照明VR(iMRSIV),它不是像人類的VR頭顯那樣固定在老鼠頭上,而是被放置在跑步機(jī)的前面,當(dāng)老鼠在原地跑動(dòng)時(shí),眼鏡通過定制的支架,環(huán)繞老鼠跑步時(shí)的整個(gè)視野。
整個(gè)光學(xué)顯示器、屏幕和鏡頭都圍繞著老鼠。
研究人員通過將一個(gè)黑暗的、膨脹的圓盤投射到iMRSIV護(hù)目鏡的頂部,與小鼠視野的頂部對齊,在虛擬環(huán)境中創(chuàng)造了迫在眉睫的威脅。
為了應(yīng)對這種模擬的頭頂威脅,小鼠表現(xiàn)出跑得更快或僵住的常見行為。
研究人員表示,在測試中,老鼠似乎比過去更能適應(yīng)新的VR環(huán)境。為了模擬鳥類俯沖覓食等威脅,研究團(tuán)隊(duì)在顯示器的頂部投射了不斷擴(kuò)大的黑點(diǎn)。
這使得研究人員能夠觀察和繪制動(dòng)物穿越虛擬空間時(shí)的大腦活動(dòng),從而深入了解神經(jīng)回路在不同行為期間如何感知信息。
此時(shí),老鼠對這類威脅的反應(yīng)不是一種學(xué)習(xí)行為,而是作為一種印記行為,被植入老鼠的大腦中。
通過這種方法,研究人員能夠記錄老鼠的外部身體反應(yīng),例如原地凍結(jié)或加速逃跑,以及它們的神經(jīng)活動(dòng)。
未來,他們可能會改變場景,讓老鼠扮演捕食者的角色,看看它們在捕食昆蟲時(shí)會發(fā)生什么。