Virtual-Reality-Headsets wie das Meta Quest oder Apple Vision Pro werden dieses Jahr in mehr als einem Haushalt ein Weihnachtsgeschenk sein.
Jetzt sind auch Mäuse mit von der Partie.
Laut einem kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Bericht haben Forscher eine Reihe von VR-Brillen für Labormäuse zur Verwendung in Gehirnstudien entwickelt Naturmethoden.
Mit dieser VR-Brille können Wissenschaftler den Mäusen immersive Erlebnisse bieten und gleichzeitig fluoreszierende Bilder der Gehirnaktivität der Nagetiere aufnehmen.
Die Brillen – die die winzigen Mäuse in der Größe in den Schatten stellen – wurden aus kostengünstigen, handelsüblichen Komponenten wie Smartwatch-Displays und winzigen Linsen hergestellt, sagten Forscher.
„Es hat definitiv vom Hacker-Ethos profitiert, Teile zu nehmen, die für etwas anderes gebaut wurden, und sie dann auf einen neuen Kontext anzuwenden“, sagte der Co-Ermittler Matthew Isaacson, ein Postdoktorand an der Cornell University, in einer Pressemitteilung der Hochschule.
„Wie sich herausstellt, ist die perfekte Displaygröße für ein Maus-VR-Headset so gut wie bereits für Smartwatches geeignet“, fuhr Isaacson fort. „Wir hatten Glück, dass wir nichts von Grund auf neu bauen oder entwerfen mussten. Wir konnten alle benötigten preiswerten Teile problemlos beschaffen.“
Mäuse werden häufig für Studien zur Gehirnaktivität verwendet.
Vor etwa einem Jahrzehnt begannen Forscher damit, klobige Projektorbildschirme für Mäuse aufzubauen, um Virtual-Reality-Umgebungen zu schaffen. Doch diese Geräte erzeugten häufig so viel Licht und Lärm, dass sie die Experimente zunichte machten, sagten die Forscher.
„Je immersiver wir diese Verhaltensaufgabe gestalten können, desto naturalistischer ist die Gehirnfunktion, die wir untersuchen werden“, sagte der leitende Forscher Chris Schaffer, Professor für Biomedizintechnik an der Cornell University, in einer Pressemitteilung.
Das neue VR-Setup namens MouseGoggles erfordert, dass eine Maus mit fixiertem Kopf auf einem kugelförmigen Laufband steht. Das Headset wird am Kopf befestigt und mit einer Stange festgehalten, während die Maus auf dem Laufband herumflitzt.
Um zu sehen, ob das Headset funktionierte, projizierten die Forscher das Bild eines sich ausdehnenden dunklen Flecks, der sich den Mäusen zu nähern schien.
„Als wir einen solchen Test im typischen VR-Setup mit großen Bildschirmen ausprobierten, reagierten die Mäuse überhaupt nicht“, sagte Isaacson. „Aber fast jede einzelne Maus zuckt zusammen, wenn sie sie zum ersten Mal mit der Schutzbrille sieht. Sie reagieren sehr erschrocken. Sie schienen wirklich zu glauben, dass sie von einem drohenden Raubtier angegriffen würden.“
Die Forscher untersuchten außerdem zwei wichtige Gehirnregionen, um sicherzustellen, dass die VR-Bilder ordnungsgemäß funktionierten.
Ergebnisse aus dem primären visuellen Kortex bestätigten, dass die Brille scharfe, kontrastreiche Bilder erzeugt, die Mäuse sehen können, und Messungen aus dem Hippocampus bestätigten, dass Mäuse die ihnen bereitgestellte virtuelle Umgebung erfolgreich abbilden.
Diese VR-Brillen könnten dazu verwendet werden, die Gehirnaktivität zu untersuchen, die auftritt, wenn sich Säugetiere – seien es Mäuse oder Menschen – in ihrer Umgebung bewegen, und könnten Forschern möglicherweise neue Einblicke in Erkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit geben, sagten die Autoren der Studie.
Forscher planen, die Schutzbrille weiterzuentwickeln, einschließlich einer leichten mobilen Version, die von größeren Labornagetieren wie Ratten getragen werden könnte. Sie möchten auch sehen, ob sie mehr Sinne wie Geschmack und Geruch in das VR-Erlebnis integrieren können.
„Ich denke, die Fünf-Sinne-Virtual-Reality für Mäuse ist eine Richtung für Experimente“, sagte Schaffer, „bei der wir versuchen, diese wirklich komplizierten Verhaltensweisen zu verstehen, bei denen Mäuse sensorische Informationen integrieren und die Gelegenheit mit internen Motivationszuständen vergleichen.“ wie das Bedürfnis nach Ruhe und Nahrung und dann das Treffen von Entscheidungen darüber, wie man sich verhält.“
Weitere Informationen:
Matthew Isaacson et al., MouseGoggles: ein immersives Virtual-Reality-Headset für Maus-Neurowissenschaften und -Verhalten, Naturmethoden (2024). DOI: 10.1038/s41592-024-02540-y
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