康奈尔大学的科学家们创造了鼠标耳机。这些 MouseGoggles 不仅可以帮助动物在实验室度过漫长的一天后放松身心,还可以帮助它们放松身心。它们为研究人员提供了了解他们的行为和大脑功能的机会。
戴着微型 VR 耳机的鼠标是一个可爱的心理形象,但该设备确实缺乏我们自己的面部安装护目镜的移动性。相反,MouseGoggles 固定在脚手架上,在一对显示器后面有两个智能手表显示屏菲涅耳透镜,配有跟踪动物眼球运动和瞳孔扩张的技术。
通过在球形跑步机上跑步,小鼠很快学会了在虚拟环境中导航。这些视觉效果似乎比以往任何时候都更加身临其境——通过 MouseGoggles 观察,老鼠对奖励和恐惧刺激的反应比在大型 360 度投影仪屏幕上观看虚拟世界时要强烈得多。
不过,这并不全是乐趣和游戏。通过让虚拟现实对老鼠来说更加真实,科学家们可以更精确地监测与空间导航和记忆相关的大脑活动。
如果你曾经绑过,您会知道这比在大屏幕上观看内容更有身临其境的感觉。根据康奈尔大学的新研究,看来连老鼠也有这种感觉。
早期尝试测试涉及将它们放置在圆形屏幕的中心,视觉效果投射在墙上。虽然小鼠确实通过在球形跑步机上跑步学会了导航,但它们所看到的东西显然不太令人信服。
研究人员在 MouseGoggles 和传统的基于屏幕的 VR 系统中用“迫在眉睫的刺激”对小鼠进行了测试。
一个黑色的斑点在他们的视野中迅速扩大,模拟正在逼近的捕食者。老鼠不仅会跳跃、弓背,还会减慢行走速度、转移目光、放大瞳孔。
“当我们在带有大屏幕的典型 VR 设置中尝试这种测试时,老鼠根本没有反应,”神经科学家马修·艾萨克森说,该研究的主要作者。
“但几乎每只老鼠,当它们第一次戴着护目镜看到它时,都会跳起来。它们有巨大的惊吓反应。它们似乎确实认为自己受到了迫在眉睫的捕食者的攻击。”
在对受试者来说更愉快的实验中,研究小组在环形线性 VR 轨道上训练老鼠,在轨道上,老鼠舔特定位置时会获得液体奖励。在第四天或第五天,它们没有得到任何奖励,但它们仍然在同一位置舔,期待得到奖励,并在奖励区外放慢了“探索性舔”的速度。
这些结果表明,MouseGoggles 设置仍然可以允许小鼠进行空间学习。
最终目标不仅仅是提供更好的 VR 游戏体验 - 更准确的模拟意味着科学家可以在比实验室中更广泛的情况下测试小鼠的神经反应。正如迫在眉睫的实验所表明的那样,基于投影的虚拟现实对于老鼠来说还不够可信。
“我们越能身临其境地完成该行为任务,我们将要研究的大脑功能就越自然,”生物医学工程师克里斯·谢弗说。
MouseGoogle 的设计也更便宜,并且允许眼球追踪等额外功能。
据该团队称,下一步是为其他动物开发可穿戴版本,甚至将其他感官融入体验中。
“我认为小鼠的五感虚拟现实是实验的一个方向,我们试图理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(例如休息的需要)进行比较和食物,然后决定如何表现,”谢弗说。
该研究发表在期刊上自然方法。