VR-Technologie zur Untersuchung von Mäusegehirnen
Faszinierende Fortschritte wurden in der wissenschaftlichen Forschung durch den Einsatz von Virtual-Reality (VR)-Technologie gemacht. Forscher haben jetzt sogar eine Möglichkeit gefunden, diese Technologie in der Verhaltens- und Gehirnforschung bei Nagetieren einzusetzen. Jahrelang nutzten Wissenschaftler flache Bildschirme, um die Gehirnaktivität von Labormäusen zu studieren. Doch offensichtlich hat diese Methode ihre Grenzen und kann nur ein begrenztes Umfeld simulieren. Das Potenzial von VR, realistischere und immersive Szenarien anzubieten, wurde von einem findigen Team an der Northwestern University erkannt und genutzt. Sie haben winzige VR-Brillen entwickelt, die speziell an die Größe von Mäusen angepasst sind. Northwestern University
Im Gegensatz zu flachen Displays ermöglichen diese speziellen VR-Brillen es den Forschern, erstmalig auch Bedrohungen von oben zu simulieren. Dies eröffnet völlig neue Möglichkeiten, um die Gehirnaktivität und Reaktionen der Mäuse auf verschiedene Szenarien zu studieren und abzubilden.
Produkt- und Funktionsdetails
Das VR-System hat den Namen Miniature Rodent Stereo Illumination VR, kurz iMRSIV. Statt jedoch wie herkömmliche VR-Headsets auf dem Kopf der Mäuse befestigt zu werden, werden sie stattdessen vor einem Laufband platziert. Durch dieses außergewöhnliche Setup wird das gesamte Sichtfeld der Maus durch die virtuelle Realität eingenommen, wenn sie auf dem Laufband läuft. Um die Mäuse so vollständig wie möglich in die virtuelle Umgebung einzubinden, wurde ein spezieller Halter entwickelt. Dieser Halter erlaubt es, dass die gesamte optische Anzeige – Bildschirme und Linsen – die Maus vollständig umgibt.
Laborversuche und Beobachtungen
Erstaunlicherweise akklimatisierten sich die Mäuse schnell an diese neue VR-Umgebung. Sie reagierten besser auf die Darstellung der virtuellen Realität als auf die Darstellung auf flachen Bildschirmen. Das Forscherteam simulierte die Anwesenheit von Bedrohungen von oben, wie z. B. von Vögeln, die auf die Beute zukommen. Um dies darzustellen, projizierten sie dunkle Flecken an die Oberseite der Displays, die sich ausdehnen. Die angeborene Reaktion der Mäuse auf solche Bedrohungen ist laut dem Co-Erstautor Dom Pinke nicht erlernt, sondern fest in ihr Gehirn eingedruckt.
Ergebnisse und zukünftige Anwendungsbereiche
Die Einführung der VR-Technologie in die Mäuseforschung hat es den Wissenschaftlern ermöglicht, sowohl die auffälligen physischen Reaktionen – wie das Einfrieren oder schnelles Laufen – als auch die neuronale Aktivität der Mäuse aufzuzeichnen. Die Forscher planen, in zukünftigen Studien die Situation zu drehen und die Mäuse als Räuber fungieren zu lassen. Sie sind gespannt darauf, zu sehen, wie sich dieses Szenario auf die Gehirnaktivität der Mäuse auswirkt. Die fundierten Ergebnisse dieser bahnbrechenden Forschung wurden in der renommierten Zeitschrift Neuron veröffentlicht.