Cornellin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet hiirille tarkoitetun virtuaalitodellisuuskuulokkeen, nimeltään MouseGoggles. Tämä laite, joka koostuu älykellojen näytöistä ja pienistä linsseistä, tarjoaa täydellisen visuaalisen upotuksen, jossa on 230 asteen vaakasuora ja 140 asteen pystysuora näkökenttä. Hiiret, jotka on asetettu juoksumatolle, tutkivat näin virtuaalisia ympäristöjä samalla, kun tutkijat tarkkailevat niitä.
Tämän teknologian päätavoitteena on tutkia aivojen mekanismeja, jotka liittyvät avaruudelliseen navigointiin ja muistiin. Tutkijat toivovat ymmärtävänsä paremmin sairauksia, kuten Alzheimerin tautia, tarkkailemalla, miten hiiret reagoivat monimutkaisiin visuaalisiin ärsykkeisiin.
Tässä tutkimuksessa hiirille on asennettu kiinteä headset, samalla kun ne on asetettu pyörivälle pallolle, joka toimii juoksumattona. Tämä kokoonpano mahdollistaa jyrsijöiden liikkua vapaasti virtuaalisessa ympäristössä samalla, kun niiden pää pysyy vakaana tarkkaa havainnointia varten. Kuuloke, joka koostuu pienistä näytöistä ja linsseistä, projisoi korkeataajuisia stereoskooppisia kuvia, luoden realistisen visuaalisen upotuksen.
Tutkijat käyttävät myös sisäänrakennettuja kameroita seuratakseen silmien liikkeitä ja pupillien koon vaihteluita, tarjoten näin tarkkoja tietoja hiirien sitoutumisesta ja reaktioista. Tämä virtuaalitodellisuuden ja silmänseurannan yhdistelmä mahdollistaa aivotoimintojen tutkimisen kontrolloiduissa olosuhteissa.
Testien aikana hiiret osoittivat yllättäviä reaktioita. Esimerkiksi, kun ne kohtasivat tumman läiskän, joka simuloi lähestyvää saalistajaa, ne säpsähtivät, mikä viittaa siihen, että ne kokivat uhan todellisena. Tämä reaktio, joka puuttui vähemmän immersiivisistä järjestelmistä, vahvistaa laitteen tehokkuuden. Tutkijat ovat julkaisseet tuloksensa lehdessä Nature Methods, korostaen tämän edistysaskeleen merkitystä neurotieteille.
MouseGoggles voisi myös parantaa aivojen verenkierron tutkimusta. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että verenkierron parantaminen Alzheimerin tautia sairastavilla hiirillä paransi heidän muistiaan muutamassa tunnissa. Tämä headset mahdollistaa näiden löytöjen syventämisen tarjoamalla tarkemman ja immersiivisemmän kokeellisen ympäristön.
Tulevaisuudessa tutkijat aikovat kehittää mobiiliversioita suuremmille jyrsijöille, kuten rotille. He haluaisivat myös integroida muita aisteja, kuten hajua tai makua, luodakseen moniaistisia kokemuksia. Nämä innovaatiot voisivat avata uusia näkökulmia monimutkaisten käyttäytymisten ja neurodegeneratiivisten sairauksien tutkimiseen.
Mitä on pupillometria ja miksi se on tärkeää neurotieteissä?
Pupillometria on tekniikka, joka mittaa pupillien koon vaihteluita visuaalisten tai kognitiivisten ärsykkeiden seurauksena. Nämä muutokset, jotka usein ovat näkymättömiä paljaalle silmälle, ovat autonomisen hermoston hallinnassa ja heijastavat aivotoimintaa. Neurotieteissä tätä menetelmää käytetään tarkastelemaan huomiota, tunteita ja kognitiivisia prosesseja.Pupillit laajenevat tai supistuvat valon intensiivisyyden mukaan, mutta myös emotionaalisten tai henkisten ärsykkeiden seurauksena. Esimerkiksi stressaava tilanne voi aiheuttaa pupillien laajenemista. Nämä reaktiot tarjoavat arvokkaita vihjeitä yksilön tai eläimen mielentilasta.
MouseGogglesin tapauksessa pupillometria mahdollistaa hiirien sitoutumisen mittaamisen virtuaalisissa ympäristöissä. Seuraamalla pupillien koon muutoksia tutkijat voivat arvioida, kokevatko hiiret ärsykkeet todellisina ja miten heidän aivonsa käsittelevät näitä tietoja.
Tämä tekniikka on erityisen hyödyllinen neurodegeneratiivisten sairauksien, kuten Alzheimerin, tutkimisessa. Analysoimalla pupillireaktioita tutkijat voivat ymmärtää paremmin kognitiivisia häiriöitä ja testata uusien hoitojen tehokkuutta. Pupillometria tarjoaa näin ainutlaatuisen näkymän aivojen toimintaan.