Des lunettes miniatures immersives de réalité virtuelle, notamment destinées aux souris, révèlent comment le cerveau se comporte dans des situations critiques, une prouesse technologique qui pourrait être appliquée à l’homme pour mieux comprendre les troubles neurologiques comme l’autisme, la schizophrénie ou le stress post-traumatique.
Une équipe de chercheurs de l’Université Northwestern a développé pour la première fois des lunettes de réalité virtuelle immersives pour souris qui leur permettent d’étudier leurs réponses aux menaces aériennes.
L’appareil, appelé iMRSIV (Miniature Rodent Stereo Illumination VR), se compose d’un écran incurvé qui entoure la tête de la souris et affiche des images tridimensionnelles d’objets qui s’approchent, tels que des faucons ou des balles.
Grâce à cet appareil, créé avec des lentilles conçues sur mesure et des écrans miniatures à diodes électroluminescentes organiques (OLED), les scientifiques peuvent mesurer l’activité cérébrale et le comportement des souris lorsqu’elles expérimentent ces simulations virtuelles.
étudier le cerveau
En cartographiant le cerveau des souris, les chercheurs ont découvert que le cerveau des souris portant ces lunettes s’activait de manière très similaire à celui des animaux en mouvement libre.
Et, lors de comparaisons côte à côte, les chercheurs ont remarqué que les souris portant des lunettes intervenaient dans la scène beaucoup plus rapidement que les souris portant des systèmes de réalité virtuelle traditionnels.
Les chercheurs ont ensuite utilisé les lunettes pour simuler un Menace aériennece qui était auparavant impossible avec les systèmes actuels.
Pour créer une menace aérienne, les chercheurs ont projeté un disque sombre s’étendant sur le dessus des lunettes et sur le haut du champ de vision des souris.
Lors d’expériences, des souris, après avoir remarqué le disque, couraient plus vite ou se figeaient. Les deux comportements sont des réponses courantes aux menaces générales. Les chercheurs ont pu enregistrer l’activité neuronale pour étudier ces réactions en détail.
Innovation technologique
Le but de ce projet est de comprendre comment le cerveau traite les informations visuelles et comment il réagit aux situations de danger ou de stress.
Les chercheurs espèrent que cette méthode pourra être appliquée à d’autres modèles animaux et humains, et qu’elle pourra contribuer à faire progresser les connaissances sur les troubles neurologiques comme l’autisme, la schizophrénie ou le syndrome de stress post-traumatique.
L’iMRSIV est une innovation technologique qui s’affranchit des limites des systèmes de réalité virtuelle existants pour rongeurs, souvent plats, statiques et irréalistes.
Dans les configurations de réalité virtuelle actuelles, les souris sont entourées d’écrans qui ne remplissent pas le champ de vision ni n’ont de profondeur 3D.
L’iMRSIV, quant à lui, offre une expérience immersive et dynamique qui s’adapte au mouvement et à l’orientation de la souris. De plus, l’appareil est léger, portable et facile à utiliser, ce qui facilite son déploiement dans différents environnements de recherche.
Les auteurs de l’étude, publiée dans la revue Neuron, sont le professeur de neurobiologie Daniel Dombeck et le doctorant Alexandre Mathis.
Outil puissant
Selon Dombeck, iMRSIV est un outil puissant pour explorer les bases neuronales de la perception et de l’apprentissage. «Nous sommes très enthousiasmés par les possibilités offertes par cet appareil», explique-t-il. « Nous pouvons créer des scénarios virtuels que nous ne pourrions jamais recréer dans la réalité, et voir comment le cerveau les interprète et s’en souvient », ajoute-t-il.
Mathis, pour sa part, souligne le potentiel de l’iMRSIV pour étudier le comportement des souris face aux menaces aériennes, qui constituent un type de stimulus très pertinent pour leur survie.
« Nous avons observé que les souris présentent des réponses différentes selon la forme, la taille et la vitesse des objets qui leur sont présentés », explique-t-il. « Cela nous indique que le cerveau est capable de distinguer différents types de menaces et d’adapter son comportement en conséquence », explique Mathis.
L’équipe de recherche prévoit de continuer à utiliser iMRSIV pour étudier d’autres aspects de la vision et de la peur chez la souris, ainsi que pour tester de nouvelles hypothèses sur le fonctionnement cérébral.
Référence
Lunettes de réalité virtuelle à champ de vision complet pour souris. Domonkos Pinke et coll. Neuron, 8 décembre 2023. DOI : https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.11.019