西北大學團隊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。
這款VR讓老鼠在頭腦中進入各種場景,以虛擬現實環境,對小鼠進行視覺刺激、行為訓練等實驗。
過去,科學家們通常是將老鼠放在平面顯示器周圍來研究其腦內活動,但這種方法在模擬真實環境方面存在明顯局限性,因為屏幕是平面的,無法傳達三維深度。此外,將屏幕安裝在小鼠頭頂上方也是一個挑戰。西北大學研制出的這款VR眼鏡,首次實現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。
該系統名為微型嚙齒動物立體照明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的前面,當老鼠在原地跑動時,眼鏡通過定制的支架,環繞老鼠跑步時的整個視野。
整個光學顯示器、屏幕和鏡頭都圍繞著老鼠。
研究人員通過將一個黑暗的、膨脹的圓盤投射到iMRSIV護目鏡的頂部,與小鼠視野的頂部對齊,在虛擬環境中創造了迫在眉睫的威脅。
為了應對這種模擬的頭頂威脅,小鼠表現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新的VR環境。為了模擬鳥類俯沖覓食等威脅,研究團隊在顯示器的頂部投射了不斷擴大的黑點。
這使得研究人員能夠觀察和繪制動物穿越虛擬空間時的大腦活動,從而深入了解神經回路在不同行為期間如何感知信息。
此時,老鼠對這類威脅的反應不是一種學習行為,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,例如原地凍結或加速逃跑,以及它們的神經活動。
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會發生什么。