Дослідники представили MouseGoggles — компактний пристрій, що дозволяє створювати віртуальну реальність для мишей та відкриває нові можливості для вивчення роботи мозку. Унікальність цих окулярів полягає у використанні двох мікродисплеїв для кожного ока та вбудованої системи відстеження очей, що надає вченим змогу досліджувати нейронні механізми зору на абсолютно новому рівні.
Як працює MouseGoggles?
MouseGoggles використовує два мікродисплеї — маленькі екрани, розташовані перед кожним оком миші. Завдяки цьому вчені можуть демонструвати різні зображення для кожного ока, створюючи незалежну бінокулярну стимуляцію.
Що таке бінокулярна стимуляція?
Бінокулярна стимуляція — це метод одночасного впливу на обидва ока окремими зображеннями. У людей та багатьох тварин саме завдяки бінокулярному баченню мозок створює уявлення про глибину та тривимірний простір. У MouseGoggles цей підхід дозволяє вивчати, як мозок миші обробляє складну візуальну інформацію.
Крім того, шолом має систему відстеження рухів очей. Вона працює за допомогою інфрачервоних сенсорів, які фіксують напрямок погляду та швидкість його зміни. Це дозволяє оцінювати реакцію миші на різні стимули.
Навіщо віртуальна реальність для мишей?
Миші — один із найбільш поширених модельних організмів у нейробіологічних дослідженнях. Однак більшість традиційних методів вивчення зору обмежуються статичними зображеннями чи простими рухомими сигналами. MouseGoggles дозволяє створювати більш реалістичні умови, які ближчі до того, що миша бачить у природному середовищі.
Дослідження нейронних мереж. MouseGoggles дозволяє вивчати, як групи нейронів у мозку взаємодіють під час обробки візуальної інформації.
Реакція на тривимірні стимули. Вчені можуть створювати імітацію тривимірного простору, щоб зрозуміти, як миші орієнтуються та приймають рішення.
Поведінкові експерименти. Завдяки системі відстеження очей можна дослідити, як зорові стимули впливають на поведінку миші.
Застосування MouseGoggles у науці
Вивчення зорових шляхів
Зорові шляхи — це складна система нервових клітин, яка передає інформацію від очей до мозку. Коли ми бачимо якийсь об’єкт, світло, що відбивається від нього, потрапляє на сітківку в оці, де спеціальні клітини перетворюють це світло на електричні сигнали. Ці сигнали передаються через зорові шляхи до різних частин мозку, де інформація обробляється, і ми отримуємо уявлення про те, що бачимо.
MouseGoggles дозволяє вченим створювати різні візуальні стимули, наприклад, зображення, що рухаються чи змінюють яскравість. Це дає змогу дослідити, як мозок реагує на ці стимули на рівні окремих нейронів. Таке розуміння важливе не лише для фундаментальної науки, але й для виявлення порушень у роботі зорових шляхів, які можуть бути причиною певних захворювань.
Дослідження хвороб
MouseGoggles допомагає вченим вивчати механізми виникнення та прогресування таких захворювань, як глаукома чи ретинопатія.
- Глаукома — це захворювання, при якому підвищений внутрішньоочний тиск пошкоджує зоровий нерв, що може призвести до втрати зору. Використовуючи MouseGoggles, вчені можуть моделювати, як це захворювання впливає на обробку зорової інформації.
- Ретинопатія — це пошкодження сітківки ока, яке часто трапляється у людей із діабетом. Шолом дозволяє детально дослідити, як змінюється робота зорових шляхів у таких умовах.
Завдяки отриманим даним, науковці можуть тестувати нові методи лікування, оцінюючи їхню ефективність до початку клінічних випробувань на людях.
Нейроінженерія
MouseGoggles також відкриває нові горизонти в галузі нейроінженерії. Вивчаючи, як мозок обробляє інформацію в умовах, створених шоломом, вчені можуть розробляти пристрої, які допомагають людям із вадами зору. Наприклад:
- Штучні сітківки: ці імплантати можуть замінити пошкоджені клітини сітківки, повертаючи здатність бачити.
- Нейронні імплантати: пристрої, які допомагають передавати сигнали від ока до мозку, обходячи пошкоджені ділянки зорових шляхів.
Майбутні перспективи
MouseGoggles вже показав свою корисність у вивченні зору, але дослідники бачать величезний потенціал для його подальшого розвитку.
- Вплив візуальних умов на мозок
Дослідження тривалого впливу різних зорових стимулів можуть допомогти зрозуміти, як змінюється робота мозку з часом. Наприклад, можна дослідити, як мозок адаптується до нових візуальних умов або як він компенсує втрату зору в одному з очей. - Інтерактивні віртуальні середовища
MouseGoggles може стати основою для створення більш складних експериментів, де миші будуть взаємодіяти з віртуальними об’єктами. Це дозволить моделювати поведінку тварин у природних умовах, але під повним контролем вчених. - Розширення досліджень на інші види
Хоча MouseGoggles розроблений для мишей, його технології можна адаптувати для інших модельних організмів, таких як щури чи птахи. Це дозволить отримати нові знання про роботу мозку у видів із різними зоровими системами.
