鼠类专用头显为啮齿动物带来身临其境的VR世界

【蜂耘网 元宇宙】虽然听起来像是买给宠物鼠的可爱礼物，但一套新的虚拟现实眼镜却有更严肃的用途。 发明者说，它们有助于推进对阿尔茨海默病和其他脑部疾病的研究。

看过老鼠走迷宫的人都知道，这种动物经常被用于研究，以了解大脑的运作方式。 例如，就在今年，对啮齿动物的研究表明，激活某些脑细胞不仅延缓衰老，还能延长它们的寿命。 2024 年的另一项研究表明，大脑如何存储三份记忆。 去年的一项研究表明，大脑的调整如何导致小鼠睡眠减少，但却感觉像休息了更长时间一样清醒。

小鼠研究对于揭示阿尔茨海默病的病因也至关重要。 例如，发明这种新型护目镜的康奈尔大学的研究人员之前就发现患病小鼠大脑中的血流量减少。

首席研究员克里斯-沙弗（Chris Schaffer）说："从这个角度来看，这非常令人兴奋，嘿，也许你能为阿尔茨海默氏症做些什么，从而恢复一些认知功能。下一步是揭示血流改善是如何改善大脑神经元功能的。 但要做这些实验，我们需要比以前世界上已有的设备具备新的功能。"

对这些额外功能的需求促成了这一设备的诞生，该团队将其恰当地命名为"MouseGoggles"。

虽然科学家们曾经尝试过利用视频图像来绘制小鼠大脑内部的反应，但传统方法产生的光线和声音实际上会干扰正在进行的实验，或者对小鼠根本没有明显的影响。 我们的想法是，虚拟现实装置可能会产生不同的效果。

沙弗说："我们能让行为任务越身临其境，我们要研究的大脑功能就越自然。"

为了制造 MouseGoggles，研究人员使用了现成的部件，特别是智能手表的显示屏。

这项研究的合著者马修-艾萨克森（Matthew Isaacson）说："这绝对得益于黑客精神，即利用为其他东西制造的部件，然后将其应用到新的环境中。 事实证明，适合鼠标 VR 头显的完美尺寸显示屏几乎已经为智能手表制造出来了。 我们很幸运，我们不需要从头开始制造或设计任何东西，我们可以很容易地找到我们需要的所有廉价部件。"

当研究小组将他们的研究报告以及护目镜的制造规格提交给《自然方法》杂志发表时，一位匿名审稿人建议在每个目镜中增加一组小型摄像头，这样就可以跟踪动物的瞳孔。

与人类的VR头显不同，MouseGoggles 不允许啮齿动物自由活动。 相反，小鼠被绑在头盔上，戴着它在一个类似球的跑步机上行走。 不过，研究小组表示，他们下一步将开发移动式护目镜，可以戴在大鼠或树鼩等大型啮齿动物的头上。

在测试中，小鼠对黑暗形状向它们移动的 VR 片段做出了显著反应。

艾萨克森说："当我们在典型的大屏幕 VR 设置中进行这种测试时，小鼠完全没有反应。但几乎每一只小鼠，在第一次戴上眼镜看到它时，都会跳起来。 它们会产生巨大的惊吓反应 它们似乎真的认为自己受到了迫在眉睫的捕食者的攻击。"

其他测试使用了大脑荧光跟踪技术，以确保大脑受到护目镜的适当刺激。 事实上，研究人员能够观察到初级视觉皮层的活动，这证实了护目镜能够正确地将清晰的图像传输到啮齿动物的视网膜上。 他们还看到了海马体的活动，这表明小鼠能够正确映射虚拟环境。

除了创造更轻便、移动性更强的 MouseGoggles 外，研究小组还表示，创造一种能刺激视觉以外的感官的系统也很有趣。

"我认为小鼠的五感虚拟现实技术是一个实验方向，"沙弗说，"我们正试图了解这些非常复杂的行为，小鼠正在整合感官信息，将机会与内部动机状态（如休息和食物需求）进行比较，然后决定如何行动。"

该研究已被接受发表，现在可见于Nature Methods。

（蜂耘元宇宙网  责任编辑：行云）