最近歐洲研究人員開發(fā)出了一種能夠讓動(dòng)物自由移動(dòng)的新模型。從此,蒼蠅,魚和老鼠現(xiàn)在可以自由的在VR中移動(dòng)而不被舒服。這種方式可以讓研究人員更好地了解動(dòng)物的大腦在社交場合的工作方式。該研究成果于8月21日被刊登在《Nature Methods》雜志上。
德國佛雷堡大學(xué)的Andrew Straw通過電子郵件表示:“研究社交行為所面臨的根本挑戰(zhàn)是很難控制真實(shí)動(dòng)物之間的相互作用。對沒有被限制住的動(dòng)物采用VR能夠?qū)崿F(xiàn)與一個(gè)或者是多個(gè)“動(dòng)物”進(jìn)行交互。這些動(dòng)物實(shí)際上是由計(jì)算機(jī)程序精確控制的圖像所生成的。
Straw表示,VR在研究動(dòng)物社交行為方面是非常有用的。不過此前的研究表明,限制動(dòng)物可能會(huì)對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生誤導(dǎo)。比如此前一項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)》砸死上的研究表明,和能夠自由活動(dòng)的動(dòng)物相比,被限制在VR環(huán)境中的海馬趾神經(jīng)元部位所產(chǎn)生的細(xì)胞要少很多。
Straw說:“我們開發(fā)的視覺VR系統(tǒng)允許我們對動(dòng)物進(jìn)行高度控制的視覺實(shí)驗(yàn),與此同時(shí)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)完全正常運(yùn)行。這對于空間認(rèn)知的研究尤其重要,很明顯,動(dòng)物可以利用外部感官線索,例如可見的地標(biāo),還有內(nèi)部線索,如距離行走。”
Straw表示,該系統(tǒng)叫做FreemoVR,能夠讓科學(xué)家進(jìn)行一些精確的實(shí)驗(yàn),探討動(dòng)物的這些感官線索是如何被集成在大腦之中的。為了創(chuàng)造這樣一個(gè)新環(huán)境,Straw和他的同事在3D空間中追蹤這些動(dòng)物,同時(shí)使用視頻游戲技術(shù)來呈現(xiàn)人造環(huán)境。為了保持動(dòng)物在空間中的相關(guān)視角,研究小組仔細(xì)地校準(zhǔn)了墻壁的三維形狀,以及投射到墻壁上的每一個(gè)像素點(diǎn)。
該團(tuán)隊(duì)還利用VR環(huán)境對自由移動(dòng)的果蠅、斑馬魚以及小白鼠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。虛擬世界能夠讓研究小組了解老鼠對于高度的厭惡程度,以及斑馬魚在被入侵者包圍的時(shí)候是如何應(yīng)對的。結(jié)果表明,處于限制環(huán)境中的蒼蠅并不適合用來研究腦部在飛行控制中的運(yùn)動(dòng)情況。
維吉尼亞地區(qū)霍華德休斯醫(yī)學(xué)院Janelia研究院的研究員Gwyneth Card表示:“想要解開動(dòng)物的大腦如何處理感覺信息以及指導(dǎo)行為,我們就必須讓動(dòng)物處于自然環(huán)境下對其進(jìn)行腦部研究。FreemoVR能夠讓研究人員在蒼蠅的環(huán)境中放置虛擬物體,比如杠桿,蒼蠅會(huì)對其做出反應(yīng),就好像這個(gè)杠桿是真實(shí)存在的一樣。”
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