Οι επιστήμονες αποκάλυψαν το νέο απαραίτητο αξεσουάρ για το απαιτητικό ποντίκι εργαστηρίου: γυαλιά εικονικής πραγματικότητας.
Εικονική πραγματικότητα (VR) ήταν στην πραγματικότητα βασικός πυλώνας της νευροβιολογικής έρευνας για πάνω από μια δεκαετία, αλλά επειδή δεν κάνουν Oculus Rift αρκετά μικρό για το μέσο τρωκτικό σας, απαιτήθηκε κάποιος συμβιβασμός. Τα τρέχοντα συστήματα τελευταίας τεχνολογίας χρησιμοποιούν υπολογιστές ή οθόνες προβολής για να περιβάλλουν τα ποντίκια με το επιθυμητό εικονικό περιβάλλον των ερευνητών, αλλά υπάρχουν μερικά προβλήματα με αυτήν την προσέγγιση. Τώρα, μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο Northwestern τα έχει λύσει όλα αυτά αναπτύσσοντας ένα ακουστικό VR σε μέγεθος ποντικιού.
Μια τρισδιάστατη αναπαράσταση της ρύθμισης VR, με ένα αερομεταφερόμενο αρπακτικό πουλί να προβάλλεται στην κορυφή του οπτικού πεδίου του ποντικιού.
Πίστωση εικόνας: Dom Pinke
Τα μινιατούρα γυαλιά επιτρέπουν την ποντίκια να βυθιστείτε πλήρως σε μια σκηνή τρισδιάστατης εικονικής πραγματικότητας αντί για τις δύο διαστάσεις που προσφέρει η προσέγγιση της οθόνης του υπολογιστή. Με τα γυαλιά, η σκηνή γεμίζει όλο το οπτικό πεδίο του ποντικιού, ακολουθώντας το όπου κι αν γυρίσουν το κεφάλι τους.
Αυτή η τελευταία πτυχή δοκιμάστηκε στο μέγιστο βαθμό από την ομάδα από το Northwestern, καθώς χρησιμοποίησαν τα γυαλιά για να προσομοιώσουν μια επίθεση από τον ουρανό.
«Η κορυφή του οπτικού πεδίου ενός ποντικιού είναι πολύ ευαίσθητη στην ανίχνευση αρπακτικών από ψηλά, όπως ένα πουλί», είπε ο συν-πρώτος συγγραφέας Dom Pinke σε μια δήλωση. «Δεν είναι μια μαθημένη συμπεριφορά. είναι μια εντυπωμένη συμπεριφορά. Είναι καλωδιωμένο μέσα στον εγκέφαλο του ποντικιού».
Για να μιμηθούν αυτού του είδους την απειλή, οι ερευνητές πρόβαλαν έναν σκοτεινό δίσκο στην κορυφή του οπτικού πεδίου των ποντικών στα γυαλιά. Ο δίσκος σταδιακά επεκτάθηκε και καθώς τα ποντίκια το παρατήρησαν, ανταποκρίθηκαν με έναν από τους δύο τρόπους: φυγή ή πάγωμα. Και οι δύο είναι κοινές αντιδράσεις σε γεγονότα αρπακτικών, αλλά η ρύθμιση επιτρέπει στην ομάδα να το μελετήσει με μεγάλη λεπτομέρεια.
Τα ποντίκια διατηρούνται στη θέση τους σε διάδρομο, οπότε ακόμα και όταν «τρέχουν» στο εικονικό περιβάλλον, οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν εργαλεία χαρτογράφησης εγκεφάλου για να εξετάσουν τους τύπους των νευρικών κυκλωμάτων που ενεργοποιούνται.
Άποψη ποντικιού από το εσωτερικό των γυαλιών.
Πίστωση εικόνας: Dom Pinke
Το προσαρμοσμένο σύστημα VR ονομάστηκε Miniature Rodent Stereo Illumination VR (iMRSIV). Σε αντίθεση με τον άνθρωπο Ακουστικά VR, τα γυαλιά στην πραγματικότητα δεν τυλίγονται γύρω από το κεφάλι του ποντικιού. Δύο σετ φακών και οθονών, ένα για κάθε μάτι, τοποθετούνται κοντά στο πρόσωπο του ζώου όπου βρίσκεται στον διάδρομο, παρέχοντας οπτικό πεδίο 180 μοιρών για κάθε μάτι.
Αν και κάποιοι συναρπαστικές ιδέες έχουν ληφθεί χρησιμοποιώντας πιο παραδοσιακά συστήματα VR, τα ποντίκια μπορούν να δουν γύρω από τις οθόνες και αυτή η απόσπαση της προσοχής καθιστά την εκπαίδευσή τους πιο δύσκολη. Το iMRSIV είναι ένα μεγάλο βήμα προς τα πάνω.
«Μέχρι στιγμής, τα εργαστήρια χρησιμοποιούν μεγάλους υπολογιστές ή οθόνες προβολής για να περιβάλλουν ένα ζώο. Για τους ανθρώπους, αυτό είναι σαν να βλέπεις τηλεόραση στο σαλόνι σου. Βλέπεις ακόμα τον καναπέ σου και τους τοίχους σου. Υπάρχουν ενδείξεις γύρω σας, που σας λένε ότι δεν είστε μέσα στη σκηνή», εξήγησε ο ανώτερος συγγραφέας Daniel Dombeck.
«Είχαμε πολλές επιτυχίες με [the older] Σύστημα VR, αλλά είναι πιθανό τα ζώα να μην είναι τόσο βυθισμένα όσο θα ήταν σε ένα πραγματικό περιβάλλον. Χρειάζεται πολλή εκπαίδευση μόνο για να πειστούν τα ποντίκια να δώσουν προσοχή στις οθόνες και να αγνοήσουν το εργαστήριο γύρω τους».
Τώρα που το iMRSIV είναι διαθέσιμο, η ομάδα έχει μεγάλες ελπίδες ότι η καινοτομία της θα μπορούσε να βοηθήσει στην πραγματοποίηση Έρευνα VR πιο προσιτό.
«Εξακολουθούμε να εργαζόμαστε για βελτιώσεις, αλλά τα γυαλιά μας είναι μικρά, σχετικά φθηνά και αρκετά φιλικά προς το χρήστη. Αυτό θα μπορούσε να κάνει την τεχνολογία VR πιο διαθέσιμη σε άλλα εργαστήρια», δήλωσε ο Dombeck.
Όσο για το πού οραματίζονται τη δική τους δουλειά να πάει στη συνέχεια, το πείραμα που προσομοιώνει μια επίθεση πουλιών πυροδότησε μερικές ιδέες.
«Στο μέλλον, θα θέλαμε να εξετάσουμε καταστάσεις όπου το ποντίκι δεν είναι θήραμα αλλά είναι το αρπακτικό», είπε ο συν-πρωτογράφος John Issa. «Θα μπορούσαμε να παρακολουθούμε την εγκεφαλική δραστηριότητα ενώ κυνηγάει μια μύγα, για παράδειγμα. Αυτή η δραστηριότητα περιλαμβάνει πολλή αντίληψη βάθους και εκτίμηση αποστάσεων. Αυτά είναι πράγματα που μπορούμε να αρχίσουμε να συλλαμβάνουμε».
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Νευρώνας.