Хотя это может показаться милым подарком для вашей домашней крысы, новый набор очков виртуальной реальности преследует более серьезную цель. Их изобретатели говорят, что они могут способствовать развитию исследований болезни Альцгеймера и других заболеваний головного мозга.

Любой, кто видел, как крыса бежит по лабиринту, знает, что это животное часто используют в исследованиях, чтобы понять, как работает мозг. Только в этом году, например, исследования на грызунах показали, что активация определенных клеток мозга не только замедляет старение, но и продлевает продолжительность их жизни. Другое исследование 2024 года показало, как мозг хранит три копии воспоминаний. Исследование, проведенное в прошлом году, показало, как изменения в мозге заставили мышей спать меньше, но чувствовать себя такими же бодрыми, как если бы они отдохнули в течение более длительных периодов времени.

Исследования на мышах также имеют решающее значение для выявления причины болезни Альцгеймера. Например, исследователи Корнелльского университета, которые изобрели новые очки, ранее обнаружили снижение кровотока в мозгу больных мышей.

«Это очень интересно с точки зрения того, что, возможно, вы сможете что-то сделать при болезни Альцгеймера, чтобы восстановить некоторые когнитивные функции», — сказал ведущий исследователь Крис Шаффер. «Следующий шаг — выяснить, как улучшение кровотока улучшает функцию нейронов в мозге. Но для проведения этих экспериментов нам нужны устройства, обладающие новыми возможностями, чем те, которые были доступны в мире раньше».

Потребность в этих дополнительных функциях привела к созданию устройства, которое команда назвала «MouseGoggles».

Хотя ученые пытались использовать видеоизображения для картирования реакций внутри мозга мышей, свет и звук, создаваемые традиционными методами, могут фактически мешать проводимым экспериментам или вообще не оказывать заметного воздействия на мышей. Идея состоит в том, что устройство VR может иметь другой эффект.

«Чем более захватывающими мы сможем сделать поведенческие задачи, тем более естественными будут функции мозга, которые мы хотим изучить», — сказал Шаффер.

Для создания MouseGoggles исследователи использовали готовые компоненты, в частности дисплеи умных часов.

Мэтью Айзексон, соавтор исследования, сказал: «Это определенно связано с хакерским духом брать детали, созданные для других вещей, и применять их в новых контекстах. Оказывается, дисплей идеального размера для мышиной гарнитуры VR почти создан для умных часов. Нам повезло, что нам не нужно создавать или проектировать что-либо с нуля, мы можем легко найти все дешевые детали, которые нам нужны».

Когда команда представила свое исследование вместе с производственными спецификациями очков для публикации в журнале Nature Methods, анонимный рецензент предложил добавить к каждому окуляру набор небольших камер, чтобы можно было отслеживать зрачки животных.

В отличие от человеческих VR-гарнитур, MouseGoggles не позволяют грызунам свободно передвигаться. Вместо этого мышей привязывали к шлему и носили его во время ходьбы по беговой дорожке, напоминающей шар. Тем не менее, команда заявила, что их следующим шагом будет разработка мобильных очков, которые можно будет носить на головах крупных грызунов, таких как крысы или землеройки.

В тестах мыши значительно реагировали на VR-клипы, в которых к ним двигались темные фигуры.

«Когда мы проводили этот тест в типичной установке виртуальной реальности с большим экраном, мыши совершенно не реагировали», — сказал Айзексон. «Но почти каждая мышь, когда они впервые увидели ее в очках, подпрыгнула. У них была сильная реакция испуга. Казалось, они действительно думали, что на них нападает неизбежный хищник».

В других тестах использовалась технология отслеживания флуоресценции мозга, чтобы убедиться, что очки правильно стимулируют мозг. Тот факт, что исследователи смогли наблюдать активность первичной зрительной коры головного мозга, подтвердил, что очки правильно передавали четкие изображения на сетчатку грызунов. Они также наблюдали активность в гиппокампе, что указывает на то, что мыши смогли правильно составить карту виртуальной среды.

В дополнение к созданию более легких и мобильных очков MouseGoggles, команда заявила, что было бы также интересно создать систему, которая стимулирует другие чувства, помимо зрения.

«Я думаю, что виртуальная реальность с пятью чувствами у мышей — это экспериментальное направление», — сказал Шаффер. «Мы пытаемся понять это очень сложное поведение, при котором мыши интегрируют сенсорную информацию, сравнивают возможности с внутренними мотивационными состояниями, такими как потребности в отдыхе и еде, а затем решают, как действовать».

Исследование было принято к публикации и теперь доступно в NatureMethods.