西北大学团队近日让老鼠戴上微型VR,深入地研究其大脑功能和行为反应。
这款VR让老鼠在头脑中进入各种场景,以虚拟现实环境,对小鼠进行视觉刺激、行为训练等实验。
过去,科学家们通常是将老鼠放在平面显示器周围来研究其脑内活动,但这种方法在模拟真实环境方面存在明显局限性,因为屏幕是平面的,无法传达三维深度。此外,将屏幕安装在小鼠头顶上方也是一个挑战。西北大学研制出的这款VR眼镜,首次实现了对来自老鼠上方的威胁的模拟,并记录了它们的大脑活动。
该系统名为微型啮齿动物立体照明VR(iMRSIV),它不是像人类的VR头显那样固定在老鼠头上,而是被放置在跑步机的前面,当老鼠在原地跑动时,眼镜通过定制的支架,环绕老鼠跑步时的整个视野。
整个光学显示器、屏幕和镜头都围绕着老鼠。
研究人员通过将一个黑暗的、膨胀的圆盘投射到iMRSIV护目镜的顶部,与小鼠视野的顶部对齐,在虚拟环境中创造了迫在眉睫的威胁。
为了应对这种模拟的头顶威胁,小鼠表现出跑得更快或僵住的常见行为。
研究人员表示,在测试中,老鼠似乎比过去更能适应新的VR环境。为了模拟鸟类俯冲觅食等威胁,研究团队在显示器的顶部投射了不断扩大的黑点。
这使得研究人员能够观察和绘制动物穿越虚拟空间时的大脑活动,从而深入了解神经回路在不同行为期间如何感知信息。
此时,老鼠对这类威胁的反应不是一种学习行为,而是作为一种印记行为,被植入老鼠的大脑中。
通过这种方法,研究人员能够记录老鼠的外部身体反应,例如原地冻结或加速逃跑,以及它们的神经活动。
未来,他们可能会改变场景,让老鼠扮演捕食者的角色,看看它们在捕食昆虫时会发生什么。